7Bài giảng Hóa vô cơ

Riêngụnhóm VIII có 3 phân nhóm ph .ụ... - XOH3 không tan trong nước, có tính lưỡng tính.

TR ƯỜ NG Đ I H C CÔNG NGHI P TP H CHÍ MINH Ạ Ọ Ệ Ồ

KHOA CÔNG NGH HÓA H C Ệ Ọ

Là m t ph n c a nguyên t , luôn quay chung quanh h t nhân, cóộ ầ ủ ử ạ

kh i lố ượng r t bé so v i kh i lấ ớ ố ượng c a nguyên t và b ng 9,11 10ủ ử ằ –23g

1.1.4 H t nhân nguyên t ạ ử

Là do các h t proton (p)và n tron (n) c u t o nên s proton quy tạ ơ ấ ạ ố ế

đ nh đi n tích dùng c a h t nhân.ị ệ ủ ạ

1.1.5 Nguyên t hóa h c ố ọ

M i lo i nguyên t có h t nhân mang cùng đi n tích dỗ ạ ử ạ ệ ương đượ c

g i là nguyên t hóa h c.ọ ố ọ

Nhi u nguyên t là h n h p c a các đ ng v ề ố ỗ ợ ủ ồ ị

1.1.6 Phân t ử

Phân t là h t nh nh t mà c a m t ch t còn gi nguyên tính ch tử ạ ỏ ấ ủ ộ ấ ữ ấ hóa h c c a nó.ọ ủ

Phân t có th do hai đ n hàng ngàn nguyên t liên k t v i nhau.ử ể ế ử ế ớ

1.1.7 Kh i l ố ượ ng nguyên t ử

Kh i lố ượng nguyên t b ng 1/12 kh i lử ằ ố ượng c a nguyên t đ ngủ ử ồ

v c a C, nó b ng 1,6603 10ị ủ ằ –23g

1.1.8 Kh i l ố ượ ng phân t ử

Kh i lố ượng phân t c a m t ch t là kh i lử ủ ộ ấ ố ượng c a m t phân tủ ộ ử

ch t đó tính b ng đ n v kh i lấ ằ ơ ị ố ượng nguyên t và b ng t ng kh i lử ằ ổ ố ượ ngnguyên t c a các nguyên t trong phân t ử ủ ố ử

1.1.9 Nguyên t gam ử

Là lượng c a m t nguyên t hóa h c đủ ộ ố ọ ược tín b ng gam có giá trằ ị

v s b ng kh i lề ố ằ ố ượng nguyên t c a nguyên t đó.ử ủ ố

1.1.11 Phân t gam ử

Là lượng ch t đấ ược tính b ng gam và có giá tr v s b ng kh iằ ị ề ố ằ ố

lượng phân t c a ch t đó.ử ủ ấ

1.2 NH NG THÔNG S C B N C A NGUYÊN T Ữ Ố Ơ Ả Ủ Ử

1.2.1 Năng l ượ ng ion hóa

Năng lượng t i thi u c n đ tách m t electron ra kh i nguyên tố ể ầ ể ộ ỏ ử khí

1.2.2 Ái l c ion ự

Ái l c electron c a m t nguyên t là năng lự ủ ộ ử ượng c a quá trìnhủnguyên t đó ( tr ng thái khí) k t h p thêm m t electron bi n thành ionử ở ạ ế ợ ộ ếâm

1.2.3 Đ âm đi n ộ ệ

Đ âm đi n là kh năng c a nguyên t nguyên t đó trong phânộ ệ ả ủ ử ố ở

t hút electron v phía nó.ử ề

1.3 H TH NG TU N HOÀN VÀ NH NG TÍNH CH T CHUNG Ệ Ố Ầ Ữ Ấ

C A CÁC NGUYÊN T HÓA H C Ủ Ố Ọ

1.3.1 Đ nh lu t tu n hoàn c a Mendeleep ị ậ ầ ủ

Năm 1869 Menđêlêep m i s p x p các nguyên t theo chi u tăngớ ắ ế ố ề

c a kh i lủ ố ượng nguyên t và tìm ra đử ược cách h th ng hóa các nguyênệ ố

lượng nguyên t ử

Sau này d a vào c u trúc phân t ngự ấ ử ười ta phát bi u đ nh lu t nàyể ị ậ

m t cách chính xác h n:ộ ơ

Tính ch t các đ n ch t, thành ph n và tính ch t các h p ch t c aấ ơ ấ ầ ấ ợ ấ ủ các nguyên t hóa h c bi n thiên tu n hoàn theo chi u tăng đi n tích h tố ọ ế ầ ề ệ ạ nhân nguyên t ử

1.3.2 H th ng tu n hoàn các nguyên t c a Mendeleep ệ ố ầ ố ủ

Phân lo i theo nhóm ạ

IV B

Ký hi u ệ Tên

Kh i l ố ượ ng riêng (g/cm 2 )

Kh i l ố ượ ng nguyên t ử

Đ axít/baz (A/B) cho bi t tính axít, baz lộ ơ ế ơ ưỡng tính c a các hydroxytủcao nh t Chú ý : Aấ 3(B3) m nh h n Aạ ơ 1, A2 (hay B1, B2).

C u trúc tinh th :ấ ể fcc : l p phậ ương di n tâm ; hcp : L c giác x pệ ụ ế

ch t ; bcc : l p phặ ậ ương th tâmể

+ Nhóm :

- Nhóm là các c t đ ng trong b ng h th ng tu n hoàn.ộ ứ ả ệ ố ầ

- M i nhóm bao g m nh ng nguyên t có cùng hóa tr dỗ ồ ữ ố ị ương cao

nh t đ i v i oxy và b ng s th t c a nhóm (tuy nhiên có m t sấ ố ớ ằ ố ứ ự ủ ộ ố

trường h p ngo i l ).ợ ạ ệ

- Trong cùng m t nhóm, các nguyên t có th có tính ch t lý tínhộ ố ể ấ

ho c hóa tính gi ng nhau nhi u ho c ít.ặ ố ề ặ

- Các nguyên t trong m t nhóm l i chia hai phân nhóm Phânố ộ ạnhóm chính và phân nhóm ph ụ

Phân nhóm phụ ng n h n, ắ ơ đ u n m trong chu kỳ IV Các nguyênề ằ

t trong phân nhóm ph đ u là kim lo i.ố ụ ề ạ Có 10 phân nhóm ph Riêngụnhóm VIII có 3 phân nhóm ph ụ

Hình 2: C u t o phân nhóm II trong b ng h th ng tu n hoàn ấ ạ ả ệ ố ầ

Phân nhóm ph c a nhóm III là phân nhóm đ c bi t Sau haiụ ủ ặ ệnguyên t Lantan (chu kỳ VI) và Actini (chu kỳ VII) có hai dãy nguyên tố ố

có tính ch t r t gi ng nhau đấ ấ ố ược g i là dãy Lantanit và Actinit; c m iọ ứ ỗ nguyên t Lantanit và m t nguyên t Actinit t o thành m t phân nhómố ộ ố ạ ộ

ph th c p.ụ ứ ấ

+ Chu kỳ :

- Chu kỳ là dãy các nguyên t mà nguyên t c a chúng có cùng số ử ủ ố

l p electron và đớ ược x p theo chi u tăng c a đi n tích h t nhân.ế ề ủ ệ ạ

- Chu kỳ II, III : M i chu kỳ g m 8 nguyên t , g i là chu kỳ ng n.ỗ ồ ố ọ ắ

- Chu kỳ IV, V : M i chu kỳ có 81 nguyên t g i là chu kỳ dài.ỗ ố ọ

- Chu kỳ VI, VII : M i chu kỳ có 32 nguyên t riêng chu kỳ VII g iỗ ố ọ

là chu kỳ d dang vì m i đở ớ ược h t 24 nguyên t ế ố

- Trong 1 chu kỳ t trái sang ph i tính kim lo i gi m, tính phi kimừ ả ạ ả

- Hai nguyên t đ u chu kỳ bao gi cũng có electron đi n vào phânố ầ ờ ề

l p ns đó là nh ng nguyên t h s.ớ ữ ố ọ

- Sáu nguyên t cu i chu kỳ bao gi cũng có electron đi n vào phânố ố ờ ề

l p np đó là nh ng nguyên t h p.ớ ữ ố ọ

- Các nguyên t h s, p có th là phi kim lo i hay kim lo i.ố ọ ể ạ ạ

- Các chu kỳ IV, V, VI có thêm 10 nguyên t và chu kỳ VII có 5ốnguyên t có electron đi n vào phân l p d Đó là nguyên t chuy n ti pố ề ớ ố ể ế

x y ra nhanh h n chu kỳ dài vì bán kính nguyên t tăng nhanh h n.ả ơ ử ơ

Trong m t phân nhóm chính đi t trên xu ng dộ ừ ố ưới, đi n tích h tệ ạ nhân tăng S l p electron tăng, nh ng electron l p v ngoài là nhố ớ ư ở ớ ỏ ư nhau Đi n tích h t nhân tăng làm tăng l c hút đ i v i electron Nh ng sệ ạ ự ố ớ ư ự tăng s l p electron làm tăng m nh bán kính nguyên t , tăng l c đ y c aố ớ ạ ử ự ẩ ủ các l p electron làm thay đ i v i l p bên ngoài d n đ n làm gi m l c hútớ ổ ớ ớ ẫ ế ả ự

c a h t nhân đ i v i electron K t qu kh năng nhủ ạ ố ớ ế ả ả ường electron tăng,

nh n electron gi m, làm cho tính oxi hóa gi m, tính kh tăng.ậ ả ả ử

Trong phân nhóm ph , các nguyên t có tính kh , nh ng tính khụ ố ử ư ử

c a nguyên t trên l n h n hai nguyên t dủ ố ớ ơ ố ưới do bán kính c a chúngủ

bi n đ i không đ u đ n T nguyên t th hai đ n nguyên t th 3 cóế ổ ề ặ ừ ố ứ ế ố ứbán kính g n nh không tăng ho c gi m, nên kh năng nhầ ư ặ ả ả ường electron

c a nguyên t trên l n h n hai nguyên t dủ ố ớ ơ ố ưới và tính kh c a nguyên tử ủ ố trên l n h n.ớ ơ

Trong h Lantanit và Actinit, l p v ngoài cùng ch có hai electron.ọ ớ ỏ ỉ

Do đó chúng có tính kh m nh.ử ạ

1.3.4 Phân lo i các nguyên t hóa h c ạ ố ọ

+ Khí tr ơ :

Khí tr là là nh ng nguyên t có c u t o l p v là nsơ ữ ố ấ ạ ớ ỏ 2np6 Các l pớ orbitan được đi n đ y các electron nên nó b n v ng, ho t tính hóa h cề ầ ề ữ ạ ọ kém

+ Nguyên t đi n hình ố ể :

Là nh ng nguyên t có l p v ngoài cùng ch a bão hòa có c uữ ố ớ ỏ ư ấ hình là ns1-2npp1-6 Có 38 nguyên t đi n hình bao g m phi kim và kimố ể ồ

lo i Đây là nh ng nguyên t có xu hạ ữ ố ướng cho ho c nh n electron đ l pặ ậ ể ớ

v bão hòa nên ho t tính hóa h c cao Đó là nh ng kim lo i đi n hìnhỏ ạ ọ ữ ạ ể(kim lo i ki m, ki m th .) và phi kim lo i đi n hình (oxi, l u huỳnh,ạ ề ề ổ ạ ể ưnhóm halogen ) chúng có tính kh ho c oxi hóa.ử ặ

+ Nguyên t h Lantanít và Actinit ố ọ :

Người ta g i nguyên t nhóm này là nh ng nguyên t chuy n ti pọ ố ữ ố ể ế

h f, vì chúng n m trong phân nhóm ph nhóm III Các nguyên t này cóọ ằ ụ ố

- Năng lượng ion hóa nguyên t c a nó cao : 13.6eVử ủ

- Ion H+ có kích thước nh , có tác d ng phân c c l n v i các ion,ỏ ụ ự ớ ớ

- Phân t thu c lo i không c c, kh i lử ộ ạ ự ố ượng nh nên ít tan trongỏ

nước và dung môi Nh ng l i tan trong kim lo i Ni, Pd, Pt ư ạ ạ

M t s tính ch t hóa lý c a Hydro ộ ố ấ ủ

- đi u ki n thỞ ề ệ ường phân t Hydro r t b n.ử ấ ề

- đi u ki n nhi t đ cao Hydro ho t đ ng m nh.Ở ề ệ ệ ộ ạ ộ ạ

Tính kh :ử

H2 + X2 (Cl2, Br2, I2) hư

t 0 2HX 2H2 (K) + O2 (K) 700

0 C

Pt 2H2OCuO + H2 t

0

H2O + CuTính oxi hóa :

2Na + H2 = 2NaHKhi đ t nóng phân t Hố ử 2 được phân ly thành nguyên t H.ử

H2 t0 2H ∆H0298 = 435 KJ/molNguyên t H có ho t tính l n ph n ng đử ạ ớ ả ứ ược v i S, N, P, Hg,ớnhi u oxyt kim lo i và h p ch t khác.ề ạ ợ ấ

- Các d ng h p ch t c a Hydro d ng t nhiên là Hạ ọ ấ ủ ở ạ ự 2O, đ t sét,ấthan, d u có trong v qu đ t và trong c th đ ng th c v t.ầ ỏ ả ấ ơ ể ộ ự ậ

- Trong vũ tr chi m 1 n a kh i lụ ế ử ố ượng m t tr i và các vì sao.ặ ờ

- Hydro có 3 đ ng v t nhiên : proti ồ ị ự 1H, đ teri ơ 2H, triti 3H và 2 đ ngồ

v nhân t o ị ạ 4H, 5H

2.13 H p ch t c a hydro ợ ấ ủ

+ H p ch t H(–1) ợ ấ

- Gi ng h p ch t Halozen g i là Hydrua.ố ợ ấ ọ

- Ph n ng thu nhi t m nh (ho t tính oxi hóa kém).ả ứ ệ ạ ạ

- B n ch t nguyên t k t h p v i Hydro có th là ion, c ng hóa trả ấ ố ế ợ ớ ể ộ ị hay kim lo i.ạ

- Hydrua c ng hóa tr là các Hydrua c a các phi kim lo i BHộ ị ủ ạ 3, SiH3

hayc ác kim lo i phân nhóm chính nhóm III, IV, V nh AlHạ ư 3, ; AsH3

nh ng Hydrua này không b n và b nữ ề ị ước phân h y :ủ

- Các Hydrua đ u là ch t kh m nh và ion Hề ấ ử ạ – không th t n t iể ồ ạ trong dung d ch nị ước

+ H p ch t H(+) ợ ấ

- H p ch t tợ ấ ương đ i ph bi n ố ổ ế Ví d : Ch t khí (HCl) l ng (Hụ ấ ỏ 2O)

r n (Hắ 2SiO3)

- Liên k t trong h p ch t là liên k t c ng hóa tr ế ợ ấ ế ộ ị

- Ngòai ra còn có tr ng thái liên k t Hydro trong các liên k t F-H,ạ ế ếO-H, N-H d n đ n các h p ch t HF, Hẫ ế ợ ấ 2O, NH3 có nhi t đ nóng ch y vàệ ộ ả

BH

H

HH

nhi t đ sôi cao b t thệ ộ ấ ường so v i nh ng h p ch t cùng lo i c a cácớ ữ ợ ấ ạ ủnguyên t trong phân nhóm.ố

- Các liên k t Hydro là nh ng dung môi ion hóa t t.ế ữ ố

- Khi b chi u sáng cũng b t electron ra đị ế ậ ược

- Là nh ng kim lo i đi n hình, phân h y nữ ạ ể ủ ước và rượu

- Tác d ng v i Hydro t o thành Hydrua d ng mu i r n.ụ ớ ạ ạ ố ắ

- Oxyt và Hydroxt là baz m nh đi n hình tăng t li đ n Fr.ơ ạ ể ừ ế

- Mu i đ u không màu và d tan trong nố ề ễ ước (tr Li).ừ

- Tính kim lo i tăng d n t đ u đ n cu i phân nhóm.ạ ầ ừ ầ ế ố

2.2.2 Các đ n ch t c a nguyên t nhóm I ơ ấ ủ ố A

M t s thông s hóa lý ộ ố ố

Bán kính nguyên t (Å) ử 1,55 1,89 2,36 2,48 2,68 2,8 Bán kính ion R xt (Å) 0,68 0,98 1,33 1,49 1,65 1,75 Năng l ượ ng ion hóa  1

- Bán kính nguyên t l n và tăng nhanh t đ u đ n cu i phân nhĩmử ớ ừ ầ ế ố

→ năng l c ion hĩa nh và gi m theo chi u trên.ự ỏ ả ề

- Là nh ng kim lo i r t nh và m m.ữ ạ ấ ẹ ề

- Các kim lo i ki m đ u cĩ đ d n đi n l n.ạ ề ề ộ ẫ ệ ớ

- Khi đ t cĩ màu đ c tr gn Li : đ tía, Na : vàng r c, K : tím h ng,ố ặ ư ỏ ự ồ

Rb : đ huy t, Cs : xanh da tr i được ng d ng đ phân tích đ nh tính.ỏ ế ờ ứ ụ ể ị

+ Tính ch t hĩa h c ấ ọ :

- Kim lo i ho t đ ng m nh tác d ng v i h u h t các nguyên t trạ ạ ộ ạ ụ ớ ầ ế ố ừ khí tr ơ

- Đun nĩng nh tác d ng v i Hydro t o thành Hydrua.ẹ ụ ớ ạ

- Ph n ng m nh v i Halogen, Oxy, L u hùynh, Nit , Cabon.ả ứ ạ ớ ư ơ

- B oxy hĩa ngay nhi t đ thị ở ệ ộ ường : Li nhanh, Na r t nhanh, Kấngay l p t c, Rb, CS b c cháy Li cho oxýt thậ ứ ố ường Li2O

- Cịn các kim lo i khác t o thành Oepxyt Xạ ạ 2Na2 ho c XOặ 2 (K, RB, Cs)

- Ch cĩ Li tác d ng tr ti p dd v i C, Nỉ ụ ự ế ớ 2t o thành Nitrua, Liạ 3N,

Li2C2 Các nguyên t khác do nitrua và cacbua gián ti p.ố ế

- nhi t đ thỞ ệ ộ ường, các kim l ai k m tác d ng mãnh li t v iọ ề ụ ệ ớ

nước và axít gi i phĩng Hydro.ả

+ Tr ng thái t nhiên và đi u ch ạ ự ề ế :

- Natri chi m 2,4% tr ng lế ọ ượng v qu đ t, K : 1,4 cịn các ch tỏ ả ấ ấ khác r t ít.ấ

- K, Na thường t n t i trong nồ ạ ước bi n, mu i m dể ố ỏ ướ ại d ng kép

- Đi u ch Na b ng cách đi n phân NaCl, NaOH nĩng ch y.ề ế ằ ệ ả

- Đi u ch K b ng cách dùng Fe kh KOH nhi t đ cao.ề ế ằ ử ở ệ ộ

2.2.2 H p ch t các nguyên t khác nhau ợ ấ ố

- T o mu i hay ki u mu i tạ ố ể ố ương ng v i tr ng thái h p ch t Xứ ớ ạ ợ ấ +1

- X+1 cĩ đi n tích nh , bán kính l n nên phân c c bé nên t o phíaệ ỏ ớ ự ạkém, mu i ít t o hydrat tinh th ố ạ ể

- H p ch t kim l ai ki m d tan, b n nhi t.ợ ấ ọ ề ễ ề ệ

- Các h p ch t đi n hình là oxyt, peoxyt và hydroxyt Các mu iợ ấ ể ố halozenua, mu i cacbonat.ố

2.3 CÁC NGUYÊN T PHÂN NHÓM I Ố B

2.3.1 Đ c tính c a các nguyên ặ ủ t phân nhóm I ố B

- Phân nhóm ph Iụ B g m : đ ng (Cu), b c (Ag), vàng (Au).ồ ồ ạ

- Đ u có 1 electron l p v ngoài cùng, có c u hình electron : (n-ề ở ớ ỏ ấ1)s2 (n-1)p6 (n-1)d10ns1

- 18 electron l p th 2 t ngòai vào ch a hoàn toàn b n nên dở ớ ứ ừ ư ề ễ

nhường các electron Vì th mà phân nhóm ph IB không nh ng có tr ngế ụ ữ ạ thái +1, còn có +2 và +3 Đ c tr ng nh t là Cuặ ư ấ +2, Ag+1, Au+3

- Bán kính nguyên t nh nên electron khó m t nên là nh ng kimử ỏ ấ ữ

lo i kém ho t đ ng Không phân h y nạ ạ ộ ủ ước, Hydroxyt là các baz y u.ơ ế

- Theo chi u Cu ề → Au tính kim lo i gi m, kh năng t o ph c tăng.ạ ả ả ạ ứ

2.3.2 Các đ n ch t ơ ấ

M t s thông s hóa lý ộ ố ố

Bán kính nguyên t R ử K (Å) 1,28 1,44 1,44 Năng l ượ ng ion hóa  1 (eV) 7,72 7,57 9,22

Kh i l ố ượ ng riêng d(g/cm 3 ) 8,96 10,50 19,3 Nhi t đ nóng ch y t ệ ộ ả nc ( 0 C) 1083 964 1063 Nhi t đ sôi t ệ ộ s ( 0 C) 2543 2167 2880 Hàm l ượ ng trong v qu đ t (% ỏ ả ấ

- Ag, Cu ph n ng tr c ti p v i L u huỳnh (S) c nhóm không tácả ứ ự ế ớ ư ả

- C 3 nguyên t đ u tan trong dung d ch Hyanue baz khi có m tả ố ề ị ơ ặ Oxy

- T t c các h p ch t tan c a Cu, Ag, Au đ u đ c h i.ấ ả ợ ấ ủ ề ộ ạ

2.3.3 Các h p ch t ợ ấ

+ Các h p ch t X(+1) ợ ấ

- Đ c tr ng là Agặ ư +1, đ i v i Cuố ớ +1, Au+ kém b n.ề

- Các Oxyt X2O đ u là ch t r n, Cuề ấ ắ 2O : đ , Agỏ 2O : nâu x m,ẫ

Au2O : tím màu, ít tan trong nước

- Các Hydroxýt XOy, không b n, b phân h y ngay, do tác đ ngề ị ủ ộ phân c c m nh c a ion Xự ạ ủ +

- Thường g p là CuO, Cu(OH)ặ 2 và các mu i c a nó.ố ủ

- CuO không tan trong nước, d tan trong axit, nung nóng đ nễ ế

8000C nó phân h y thành Cuủ 2O và Oxy

- 250Ở 0C có m t Hydro CuO b kh đ n Cu.ặ ị ử ế

- Cu(OH)2 là hydroxyt lưỡng tính nh ng c hai tính đ u y u Trongư ả ề ếaxít nó t o mu i Cuạ ố +2 Trong ki m m nh, đ c, d nó cho mu i cupritề ạ ặ ư ốmàu xanh

- Các mu i Cuố +2 r t d t o ph c.ấ ễ ạ ứ

+ H p ch t X(+3) ợ ấ :

- Tr ng thái X(+3) đ c tr ng là Auạ ặ ư +3

- Các h p ch t thợ ấ ường g p Auặ 2O3, Au(OH)3, AuHal3

- Au2O3 đi u ch b ng cách đun nóng (100ề ế ằ 0C), Au(O)3

- Au(OH)3 đi u ch b ng cách cho ki m tác d ng lên dung d chề ế ằ ề ụ ị

A4Cl3 đ c.ặ

- Oxýt và Hydroxyt Au+3 có tính ch t lấ ưỡng tính, ch c axit m nhứ ạ

h n (g i là axít Auric) t o mu i Aurat.ơ ọ ạ ố

- T t c các mu i Auấ ả ố +3 d b nhi t phân h y, cho ra Au kim lo i.ễ ị ệ ủ ạ

- Nguyên t h s, c u hình electron, l p ngòai cùng nsố ọ ấ ớ 2.

- Có tính kh và t o ion Xử ạ +2

- Bán kính nguyên t Rử K (Å) tăng t trên xu ng dừ ố ưới

- T Ca có thêm các orbitan l p d ho c f có th tham gia t o liênừ ớ ặ ể ạ

k t hóa h c.ế ọ

- Tính kim lo i tăng t Be ạ ừ → Ra

- Hình thành 3 nhóm : Be lưỡng tính gi ng Al, còn Mangan là kimố

lo i ho t đ ng m nh, nh ng tính ch t không gi ng kim lo i k ti p, cácạ ạ ộ ạ ư ấ ố ạ ế ếkim lo i Ca, Sa, Ba ho t đ ng m nh đạ ạ ộ ạ ược goi là kim lo i ki m th ạ ề ổ

- Ch có Be, Mg có kh năng t o ph c, còn l i t o ionXỉ ả ạ ứ ạ ạ +2

- Các h p ch t XO, X(OH)ợ ấ 2 đ u có tính baz m nh tăng t Be -ề ơ ạ ừRa

3.1.2 Đ n ch t : ơ ấ

M t s thông s hóa lý ộ ố ố

Bán kính nguyên t R ử K (Å) 1,13 1,6 1,97 2,15 2,21 2,35 Năng l ượ ng ion hóa  1

(eV)

9,32 7,65 6,11 5,69 5,21 5,28

Nhi t đ nóng ch y t ệ ộ ả nc ( 0 C) 1283 650 850 770 721 960 Nhi t đ sôi t ệ ộ s ( 0 C) 2970 1117 1490 1370 1370 1530

Kh i l ố ượ ng riêng d(g/cm 3 ) 1,85 1,74 1,54 2,63 3,76 6,0

Hàm l ượ ng trong v qu ỏ ả

đ t (% ng.t ) ấ ử

1,2.10 –3 2,0 2,0 1.10 –2 5,7.10 –3 1.10 –10

+ Berili :

- Kim loài màu tr ng, nh , r t c ng n0 dòn.ắ ẹ ấ ứ

- Be g n gi ng Al, có ái l c l n v i Oxi, nh ng b n nh màngầ ố ự ớ ớ ư ề ờBeO

- Be ph n ng v i nhóm Halogen, Oxi, L u huỳnh, Nit Trongả ứ ớ ư ơ

đi u ki n thề ệ ường không tác d ng v i Hydro.ụ ớ

- Tan trong axít và ki m (kim lo i lề ạ ưỡng tính), th đ ng trongụ ộHNO3, H2SO4 đ c ngu i.ặ ộ

- Tác d ng v i nhi u kim lo i t o thành Berilua.ụ ớ ề ạ ạ

- D t o h p kim, 1 lễ ạ ợ ượng nh trong h p kim làm cho h p kimỏ ợ ợ

c ng, b n.ứ ề

- Cho tia R ngen X đi qua nên làm c a s cho ng Rogen.ơ ử ổ ố

- Dùng làm ch t hãm, ch t ph n x n tron trong các lò nguyên t ấ ấ ả ạ ơ ử

- Là nguyên t hi m Trong thiên nhiên dố ế ướ ại d ng qu ng Beryl.ặ

- Đi u ch b ng đi n phân BeClề ế ằ ệ 2 nóng ch y hay nhi t phân BeFả ệ 2

- Nguyên t h s song có orbian nguyên t h d.ố ọ ử ọ

- Magie d dàng ph n ng hdo, t o đễ ả ứ ạ ược MgH2 (Hydnua Magie)

- Magie d dàng ph n ng v i nhóm Halogen, Oxi, L u huỳnh,ễ ả ứ ớ ưNit , Na ơ

- Đ t Magie cháy t o ng n l a sáng và phát nhi t.ố ạ ọ ử ệ

- Là ch t kh m nh, kh đấ ử ạ ử ược nh ng h p ch t b n : Hữ ợ ấ ề 2O, CO2, SiO2, P2O5, B2O3

- Magie tan nhanh trong axit, nh ng không tác d ng v i baz ư ụ ớ ơ

- Magie tác d ng v i h p ch t h u c Alkyl Halogen và trong dungụ ớ ợ ấ ữ ơ

d ch este t o h p ch t c Magie.ị ạ ợ ấ ơ

- Là nguyên t ph bi n trong t nhiên.ố ổ ế ự

- T n t i d ng h p ch t.ồ ạ ở ạ ợ ấ

- Đi u ch b ng đi n phân Cacnalit KCl.MgClề ế ằ ệ 2.6H2O ho c MgClặ 2

nóng ch y ho c b ng nhi t kim lo i hay kh C.ả ặ ằ ệ ạ ử

+ Canxi, Stronti, Bari :

- Đ u là kim lo i tr ng, b c, m m, nh , d n nhi t, đi n t t, dề ạ ắ ạ ề ẹ ẫ ệ ệ ố ễ dát m ng, d kéo s i.ỏ ễ ợ

- Khá m m và ho t đ ng m nh nên không th dùng tr ng tháiề ạ ộ ạ ể ở ạ

đ n ch t ho c h p kim nh nh ng kim lo i khác.ơ ấ ặ ợ ư ẵ ạ

- Khi đ t có màu đ c tr ng Ca : đ da cam, Sv : đ3o r c, Ba : l cố ặ ư ỏ ự ụ

h i vàng.ơ

- Kim lo i r t ho t đ ng, ho t tính tăng, k t h p h u h t phi kimạ ấ ạ ộ ạ ế ợ ầ ế

đi u ki n th ng Khi đun nóng tác d ng đ c v i các nguyên t khi

ho t đ ng nh cacbon, silic, hydro ạ ộ ư

- Trong không khí d dàng t o thành MO.ễ ạ

- Khi đun nóng chúng tác d ng v i Hydro t o thành Hydrua r nụ ớ ạ ắ

- Chúng đ u tan trong axít t o thành mu i và gi i phóng Hề ạ ố ả 2

- Trong thiên nhiên canxi là nguyên t ph bi n, Be khá ph bi n,ố ổ ế ổ ế còn Strenti khá hi m và thế ường g p d ng h p ch t.ặ ở ạ ợ ấ

- Đi u ch b ng đi n phân mu i clorua khan nóng ch y.ề ế ằ ệ ố ả

- MgSO4 được dùng làm thu c t y nh ố ẩ ẹ

- Các oxyt và hydroxyt có tính baz m nh.ơ ạ

- Các oxyt là ch t b t màu tr ng có tấ ộ ắ nc cao, ph n ngmãnh li t v iả ứ ệ ớ

nướ ạc t o X(OH)2 và t a nhi t.ỏ ệ

- X(OH)2 b nhi t phân l i tr v XO và Hị ệ ạ ở ề 2O

- Các hydroxyt có tính tán, tính baz , tính b n nhi t tăng t Ca ơ ề ệ ừ →

Ba

- Ca, Sr, Ba còn có kh năng t o peoxyt XOả ạ 2 màu tr ng và peoxytắ

b c cao XOậ 4 màu vàng

- Peoxyt tác d ng axít cho Hụ 2O2, peoxyt b c cao cho Hậ 2O2 và O2 độ

b n peoxyt tăng t Ca ề ừ → Ba

- Deoxyt đ u khó tan trong n7 c.ề ớ

- XO2 được đi u ch b ng cách trung hòa baz b ng axit.ề ế ằ ơ ằ

- Mu i XCOố 3, XSO4 khó tan trong nước gi m d n t Be ả ầ ừ → Ba

- Các mu i XCOố 3 b nhi t phân cho XO và COị ệ 2 kh năng nhi tả ệ phân gi m t Ca ả ừ → Ba

- Mu i XSOố 4 không b nhi t phân.ị ệ

- Thông d ng nh t là CaCOụ ấ 3và CaSO4

- CaCO3 nguyên li u đ đi u ch Ca(OH)ệ ể ề ế 2 và CaO

- CaSO4 dùng làm th ch cao, tạ ượng, vách ngăn

- X(OH)3 k t t a vô đ nh hình Không tan trong nế ủ ị ước

- Các mu i X(+3) tan đố ược trong nước là : Clorua, nitrat, Sufat,

mu i khó tan : Sunfua, Florua, Photphat, Cacbonat ố

- n d ng trong k thu t chân không và t o h p kim, làm xúc tácỨ ụ ỹ ậ ạ ợtrong các ph n ng hóa h c, ch t o g m, th y tinh, v t li u k thu tả ứ ọ ế ạ ố ủ ậ ệ ỹ ậ

đi n, đi n t ệ ệ ử

+ Các h p ch t X(+4), X(+2) ợ ấ

- Đ c tr ng là CeOặ ư 2, CeF4, Ce(OH)4

- CeO2 màu vàng sáng, khó nóng ch y sau khi nung, tr v m t hóaả ơ ề ặ

h c.ọ

- Mu i Ceố +4 không b n, th y phân m nh.ề ủ ạ

- Trong axit th hi n ch t oxi hóa m nh.ể ệ ấ ạ

- Tr ng thái +2 đ c tr ng là : Eu(+2), Sn (+2), Yb (+2) dạ ặ ư ướ ạ i d ngoxyt, hydroxýt gi ng nhóm Ca.ố

Nhi t đ sôi t ệ ộ s ( 0 C) 907 767 357

Hàm l ượ ng trong v qu đ t (%) ỏ ả ấ 1,5.10 –3 7,6.10 –6 7.10 –7

- Zn : tr ng, h i xanh ; Cd, Hg : màu tr ng b c, d nóng ch y, d bayắ ơ ắ ạ ễ ả ễ

h i.ơ

- Đ u có kh năng t o h p kim H p kim c a Hg g i là h n h p.ề ả ạ ợ ợ ủ ọ ỗ ợ

- B n v i không khí khô, tác d ng v i COề ớ ụ ớ 2 trong không khí m.ẩ

- Zd, Cd ph n ng v i S nóng, Hg torng đi u ki n thả ứ ớ ề ệ ường t oạ HgS

- Zn d tan trong axít HCl, Hễ 2SO4 loãng, Hg thì không

- C ba đ u tan trong HNOả ề 3 loãng

- Zn có tính lưỡng tính tan c trong axít và ki m.ả ề

- Trong thiên nhiên t n t i dồ ạ ướ ại d ng qu ng, riêng Hg t nt i d ngặ ồ ạ ạ

- Là ch t r n ZnO : tr ng ; CdO : nâu ; HgO : đ ấ ắ ắ ỏ

- Đ b n oxýt XO gi m theo chi u Zn - CD - Hg.ộ ề ả ề

- Không tan trong nước nh ng tan trong axit.ư

- Các cation X+2 không màu

- Mu i có màu HgIố 2 : đ ; CDs : vàng ; HgS : đ , đenỏ ỏ

- Các Halogenua, Sunfat, Nitrat tan trong nước

- Khi tan các h p ch t Xợ ấ +2 t o ph c.ạ ứ

+ Các h p ch t Hg(+1) ợ ấ

- Không có ion H+ mà ch có ion ỉ Hg2+2 c u trúc [–Hg–Hg–]ấ +2

- Nhóm Hg2+2 không phân ly

- Hg(+1) không màu, khó tan trong nứơc

- Tùy theo đi u ki n mà ề ệ Hg2+2 có tính kh ho c oxy hóa.ử ặ

- H p ch t ợ ấ Hg2+2 d phân cho Hg và h p ch t Hg(+2).ị ợ ấ

- M t s h p ch t b n : Hgộ ố ợ ấ ề 2Cl2, Hg2SO4

Ch ươ ng 4

: NHÓM III TRONG B NG H TH NG TU N HOÀN Ả Ệ Ố Ầ

4.1 NGUYÊN T PHÂN NHÓM III Ố A

4.1.1 Đ c tính c a các nguyên t nhóm II ặ ủ ố I A

- G m các nguyên t : Bo (B), Nhôm (Al), Gali (Ga), Indi (In), Taliồ ố(Tl), Bo và Nhôm ph bi n.ổ ế

- C u hình electrn nsấ 2np1

- Th hi n tính kh chuy n sang tr ng thái Xể ệ ử ể ạ +3

- Ch có B là phi kim, t Al tr đi là kim lo i.ỉ ừ ở ạ

- Ngòai ra còn s oxy hóa Xố + đ b n tăng t Ga ộ ề ừ → Tl

4.1.2 Các đ n ch t c a nguyên t phân nhóm III ơ ấ ủ ố A

M t s thông s hóa lý ộ ố ố

Bán kính nguyên t R ử K (Å) 0,9 1,43 1,39 1,66 1,71 Năng l ượ ng ion hóa  1 (eV) 8,298 5,986 5,998 5,798 6,106

Kh i l ố ượ ng riêng d(g/cm 3 ) 2,34 2,7 5,97 7,36 11,85 Nhi t đ nóng ch y t ệ ộ ả nc ( 0 C) 2300 660 29,8 156 304 Nhi t đ sôi t ệ ộ s ( 0 C) 2550 2270 2250 2040 1470 Hàm l ượ ng trong v qu ỏ ả

đ t HĐ (%) ấ

6.10 –4 6,6 4.10 –4 1,5.10 –6 3.10 –5

+ Nguyên t Bo ố

- Nguyên t phi kim lo i có vài d ng thù hình, b n là d ng tố ạ ạ ề ạ ứ

phương

- Bo là ch t bán d n, có màu đen, khó nóng ch y.ấ ẫ ả

- Có c u hình electron hóa tr 2sấ ị 22p1

- Ho t tính hóa h c gi ng Silic (theo đạ ọ ố ường chéo)

- Đi u ki n thề ệ ường ch tác d ng v i flo 400 ỉ ụ ớ ở ÷ 5000C, ph n ngả ứ

v i Oớ 2, S, Cl2 1200Ở 0C tác d ng v i Nit ụ ớ ơ

- nhi t đ cao Bo có tính kh Ở ệ ộ ử

- Tác d ng v i Axít m nh ụ ớ ạ → axít Boric, tan trong dung d ch ki m.ị ề

- Tác d ng v i Hydro t o thành Boran.ụ ớ ạ

- Kiml aitác d ng v i Bo thành Borua.ọ ụ ớ

- Bo ít ph bi n trong thiên nhiên T n t i dổ ế ồ ạ ướ ại d ng mu i và axit.ố

- Đi u ch b ng phân h y cracking các boran.ề ế ằ ủ

- Bo dùng đ ch t o v t li u b n nhi t, b n hóa và k m hãm quáể ế ạ ậ ệ ề ệ ề ềtrình ph n ng h t nhân.ả ứ ạ

+ Nguyên t Nhôm ố :

- Nhôm màu tr ng b c, d n nhi t, dân đi n t t, b n, dai và nh ắ ạ ẫ ệ ệ ố ề ẹ

- C u hình electron 1sấ 22s22p63s23p1

- Là nguyên t lố ưỡng tính đi n hình, t o thành c cation và anion.ể ạ ả

- Ph n ng mãnh li t v i Halogen, Oxy, L u huỳnh là ch t khả ứ ệ ớ ư ấ ử

- Phương pháp đi u ch nhôm là đi n phân Alề ế ệ 2O3 khan s ch.ạ

- Nhân được s d ng làm đ gia d ng và h p kim đ dùng trongử ụ ồ ụ ợ ểcông nghi p.ệ

+ Các nguyên t Gali, Indi, Tali ố :

- Ga có tr ng thái đ c tr ng là Gaạ ặ ư +3, cònTali là Te+1.

- C ba đ u là kim lo i tr ng, d nóng ch y.ả ề ạ ắ ễ ả

- Đ u b n trong không khí vì có l p màng oxyt b o v ề ề ớ ả ệ

- Tác d ng v i Clụ ớ 2, Br2 nhi t đ thở ệ ộ ường Khi đ t óng ph n ngố ả ứ

- Đi u ch t qu ng chuy n thành oxyt hay clorua r i b ng hóaề ế ừ ặ ể ồ ằ

h c ho c đi n phân đ tách kim lo i.ọ ặ ệ ể ạ

- H3BO3 là axit b n, k t tin hd ng v y, không màu, tan ít trongề ế ạ ả

nướ ạc l nh, tan nhi u trong nề ước nóng

- Axít Metaboric HBO2 là axit y u.ế

- Mu i c a axit boric la borat, ng m nố ủ ậ ước, không màu, ch y r aả ử trong không khí, ít tan và b th y phân.ị ủ

- Borat nóng ch y có kh năng hòa tan các oxyt kim lo i t o thànhả ả ạ ạ

ng c Borat có màu đ c tr ng c a ion kim lo i.ọ ặ ư ủ ạ

- Được dùng trong hóa phân tích so màu, ho c th y tinh ch u nhi t.ặ ủ ị ệ

- d ng vô đ nh hình oxyt nhôm ho t đ ng th hi n lỞ ạ ị ạ ọ ể ệ ưỡng tính

- Hydroxyt nhôm Al(OH)3 là h p ch t lợ ấ ưỡng tính đi n hình dùngể

đ h gi y, làm torng nể ồ ấ ước, đi u ch phèn nhôm, thu c da ề ế ộ

- Người ta t ng h p đổ ợ ược các ch t c a Bo và Al gi ng nhấ ủ ố ư hydrocacbon tương ng Các h p ch t này b n d u, b n nhi t, có thứ ợ ấ ề ầ ề ệ ể làm nhiên li u tên l a.ệ ử

+ Các h p ch t c a Ga, In, Tl ợ ấ ủ :

- Các h p ch t Ga (+3), In(+3), Te(+3) đ u gi ng Al(+3).ợ ấ ề ố

- Oxyt X2O3 đi u ch tr c ti p t nguyên t : Gaề ế ự ế ừ ố 2O3 : tr ng nóngắ

ch y không phân h y 1740ả ủ ở 0C ; In2O3 : vàng 850ở 0C chuy n Inể 2O ;

Tl2O3: nâu 90ở 0C → Tl2O3 và Tl2O

- X2O3 là tinh th , không tan trong nể ước, đ b n gi m, tính bazộ ề ả ơ tăng t Ga ừ → Tl

- X(OH)3 không tan trong nước, có tính lưỡng tính Tính axít gi m,ả baz tăng t Ga ơ ừ → Tl.

- Hòa tan X2O3 hay X(OH)3 trong axít được ph c cation.ứ

- Hòa tan X2O3 hay X(OH)3 trong ki m đề ược ph c anion.ứ

- Các h p ch t +1 ch đ c tr ng v i Tl(+1), các h p ch t Ga(+1),ợ ấ ỉ ặ ư ớ ợ ấIn(+1) không đ c tr ng không b n là ch t kh m nh.ặ ư ề ấ ử ạ

4.2 CÁC NGUYÊN T PHÂN NHÓM III Ố B

4.2.1 Đ c tính các nguyên t nhóm III ặ ố B

- Bao g m Scandi (Sc), Ytri (Y), Lantan (La), Actini (Ac).ồ

- Là nh ng nguyên t d đ u tiên trong các chu kỳ l n.ữ ố ầ ớ

- Trong thiên nhiên nó phân tán, khó tích tr ng thái nguyên ch t.ở ạ ấ

4.2.2 Các đ n ch c a nguyên t phân nhóm III ơ ấ ủ ố B

M t s thông s hóa lý ộ ố ố

Bán kính nguyên t R ử K (Å) 1,64 1,81 1,87 2,03

Kh i l ố ượ ng riêng d(g/cm 3 ) 3,0 4,47 6,16 10,1 Nhi t đ nóng ch y t ệ ộ ả nc ( 0 C) 1539 1525 920 1040 Nhi t đ sôi t ệ ộ s ( 0 C) 2700 3025 3470

- V i phi kim kém ho t đ ng khi nóng ch y t o h p ch t kim lo i.ớ ạ ộ ả ạ ợ ấ ạ

- Cacbua c a nhóm IIIB gi ng CaCủ ố 2