Slide bài giảng PHÂN NHÓM A HYDRO và OXY

1 PHAÂN NHOÙM A HYDRO VAØ OXY 2 1. HYDRO  Đặc điểm chung: • Hydro có 3 đồng vò : - với 2 đồng vò bền: protium (P) và deuterium: (D); - đồng vò phóng xạ là tritium (T). H 1 1 H 2 1 H 3 1 3 • Hydro có cấu hình điện tử 1s 1 nên: H +1e → H - (thể hiện tính oxi hoá) H → H + + 1e (thể hiện tính khử) H + H → H2 (lk CHT) • Số oxi hoá: -1, 0, +1 • rH + = 10 -5 (A) • H + có tác dụng phân cực vô cùng mạnh 4 • Hydro trong các hợp chất với F, O và N dễ dàng hình thành liên kết hydro 5  Đơn chất • Cấu tạo và lý tính - 2H → H2 ∆H 0 = 103,2Kcal/mol - Hydro rắn có mạng tinh thể phân tử với cấu trúc lập phương. - Tnc=−259,1 0 C ; Ts = −252,6 0 C - Độ linh động lớn, tốc độ khuếch tán rất lớn, rất ít tan trong nước và dmôi khác - Ở đkt, Hydro tồn tại dạng khí không màu, không mùi vò. 6 • Hóa tính - Ở nhiệt thường kém hoạt động. - H2 → 2H (> 2000 o C) - Hydro mới sinh có thể phản ứng với N2, S, P, As, và khử: MnO4 – về Mn 2+ , H2SO3 về H2S, Cr2O7 2- về Cr 3+ , NO3 − về NH4 + … 7  Tính oxi hóa 2Na + H 2 → 2NaH  Tính khử - Ở nhiệt độ thường: F 2 + H 2 → 2HF - H 2 phản ứng với Cl 2 , Br 2 , I 2 , O 2 , N 2 , S,…khi có as, t o , xt, … O 2 + H 2 → H 2 O 8 - ÔÛ t o cao: CuO + H 2 → Cu + H 2 O - Tính khöû yeáu (trong dd) 2H + + 2e − → H 2 E 0 = 0,000 V 9 • Điều chế – Trong công nghiệp • Nguyên liệu là khí tự nhiên: CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 (800 o C) ∆H 0 = 206 kj CH 4 + O 2 → 2CO + 4H 2 (800 o C) ∆H 0 = -71 kj 10 CO + H 2 O ⇔ CO 2 + H 2 (Fe 2 O 3 ; 450 o C) • Nguyên liệu là than: C + H2O ⇔ CO + H2 (1000 o C) ∆H o = 131 kj 2C + O2 → 2CO ∆H o = -22 kj • H 2 có độ tinh khiết cao được điều chế bằng phương pháp điện phân nước có thêm NaOH, KOH (30%) hay H 2 SO 4 (10%) để tăng độ dẫn điện. [...]... Còn phụ thuộc vào độ âm điện: H3 → N , H2 →» O , H →»» F 16  pKa c a các hợp chất HnX phân nhóm VIIA, VIA và VA Hợp chất pKa1 Hợp chất pKa1 Hợp chất pKa1 H3N H2O 16 HF 3 H3P H2S 7 HCl −7 H3As H2Se 4 HBr −9 H3Sb H2Te 3 HI −10 17 Các hợp chất hydrur cộng h a trò XHn • Liên kết có bản chất CHT ⇒ có bản chất acid –Các hợp chất hydrur cộng h a trò dễ bay hơi Ví dụ: SiH4 ; GeH4 ; SnH4 ; AsH3 ; PH3 ; SbH3... 12 Các hợp chất bậc hai c a hydro HnX Số Loại hợp chất OXH +1 Hợp chất hydro Hợp chất với KKL, Đ lớn 13 –1 Hydrur CHT HnX KKL, Đ •Không bay hơi (X: IIA nhỏ hơn và IIIA) • Dễ bay hơi (X: IVA và VA) Hydrur ion Hydrur kim loại KL-KCT KL-CT 14  Các hợp chất HnX c a hydro (+1) • HF ; HCl ; HBr ; HI ; H2O ; H2S; H2Se ; H2Te ; NH3 ; … • Liên kết cộng h a trò phân cực 15 • • Độ bền c a liên kết H−X: – Đồng... c a chúng có mạng Van der Waals với nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp - Các hydrur loại này có tính acid - Kém bền 2SbH3 → 2Sb + 3H2 19 - Bò thủy phân mạnh SiH4 + 4H2O → H4SiO4 + 4H2 Có tính khử mạnh 2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O 20 • • – Các hợp chất hydrur cộng h a trò khó bay hơi Ví dụ: BeH2 , B2H6 , AlH3 , InH3 Tinh thể c a chúng có cấu trúc lớp hay mạch với nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao... Kém bền AlH3 → Al + H2 Bò thủy phân mạnh AlH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3H2 Có tính khử mạnh 2AlH3 + 6O2 → Al2O3 + 3H2O 22 Các hợp chất hydrur ion XHn - Liên kết có bản chất ion nên hợp chất có bản chất baz - Hợp chất có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.ở nhiệt độ thường chất là những chất kết tinh màu trắng - Khi nóng chảy có độ dẫn điện ion khá cao - Khi điện phân muối nóng chảy, H2 thoát ra ở anot... bắt đầu phân hủy ở nhiệt độ o 2000 C • - Đkt, O2 là chất khí không màu không mùi vò, ít tan trong o nước ( ở 0 C, 100 thể tích nước hoà tan được 5 thể tích O2) • - Oxy lỏng và oxy rắn có màu xanh nhạt và cả hai đđều là chất thuận từ 30 • • – H a tính Ở nhiệt độ thường, oxigen đã oxi h a chậm nhiều đơn chất và hợp chất Ở nhiệt độ cao, oxigen phản ứng với hầu hết các đơn chất (ngoại trừ các halogen,... thí nghiệm: nhiệt phân những chất ch a nhiều oxy nhưng ít bền 2KClO3 = 2KCl + 3O2 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 33 –Ứng dụng: o o - Trong kó thuật: đèn xì hidro -oxy có t =2500 C và đèn xì o o axetilen -oxy có t =3000 C Luyện kim - Oxi cũng được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp h a học và y học - Oxy lỏng được sử dụng cho kỹ nghệ tên l a 34 Sơ đồ ứng dụng c a oxy trong đời sống và sản xuất - Thuốc... mạnh Số oxy hoá +4 +1 0 −1 +2 VD O3 O2F2 O2 H2O2 OF2 27 • • H a trò và số phối trí cực đại là 4 Oxigen có hai dạng thù hình tồn tại ở trạng thái tự do là đioxi O2 (oxy) và trioxy O3 (ozon) 28  Đơn chất  Oxigen – Cấu tạo phân tử và lý tính - Đồng vị: 16O , 17O, 18O (14O,15O là đồng vị nhân tạo) - Oxy tồn tại dạng phân tử O2 - Oxigen rắn có mạng tinh thể phân tử Tnc = −218,90C Ts = −1830C 29 • - Phân. .. điện phân muối nóng chảy, H2 thoát ra ở anot 23 - Kém bền NaH → Na + ½ H2 - Bò thủy phân mạnh NaH + H2O → NaOH + H2 - Có tính khử rất mạnh 2NaH + O2 → Na2O + H2O 24 2 OXY  Cấu hình điện tử và đặc điểm liên kết Tính chất rcht, Å r , I1, eV I2, eV Giá trò 0,66 1,36 13,62 35,12 −1.44 2− Å A1 , eV A2 , eV χ 8,3 3,5 25  Oxigen: • Cấu hình electron c a ngun tử: • 1s2 2s2 2p4 4 2p 2 2s 26 •Tạo liên kết CHT... liệu cho: - Công nghiệp h a học (tổng hợp NH3, HCl, ) - Công nghiệp thực phẩm ( hydrogen hoá dầu mỡ) - Công nghiệp luyện kim ( làm chất khử để khử các quặng) 11 Hydrogen dùng làm nguyên liệu có năng lượng rất cao, cho phép tạo nhiệt độ cao Hydrogen lỏng được dùng trong kỹ nghệ tên l a Hydrogen ngtử để chế tạo các kim loại siêu cứng Các đồng vò nặng D2, T2 đóng vai trò quan trọng trong việc điều... khí hiếm và kim loại q như Ag, Au, Pt,…) 31 • - Trong môi trường axit: O2 có thế điện cực chuẩn tương đương với MnO2 (1,23V) và IO3 (1,19V) • - Trong môi trường trung tính: thế đó giảm xuống gần 3+ bằng thế ion Fe (0,77V) • - Nhiều phản ứng oxy h a các hợp chất bằng khí O2 được sử dụng trong kó thuật và công nghiệp: đèn xì, điều chế H2SO4, HNO3 32 – Điều chế • Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn . chất bậc hai c a hydro H n X Số OXH Loại hợp chất Hợp chất với +1 Hợp chất hydro KKL, Đ lớn 14 1 Hydrur CHT H n X Khoõng bay hụi (X: IIA vaứ IIIA) Deó bay hụi (X: IVA vaứ VA) KKL, A nhoỷ. điện tử • Còn phụ thuộc vào độ âm điện: H3 → N , H2 →» O , H →»» F 17  pK a c a các hợp chất HnX phân nhóm VIIA, VIA và VA Hợp chất pK a1 Hợp chất pK a1 Hợp chất pK a1 H 3 N H 2 O 16 HF. ; AsH 3 ; PH 3 ; SbH 3 ;… 19 - Tinh thể c a chúng có mạng Van der Waals với nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp. - Các hydrur loại này có tính acid - Kém bền 2SbH3 → 2Sb + 3H2 20 - Bũ