Bài giảng Hóa học vô cơ

HịA HC VỌ C 1 CÁC NGUYÊN T KIM LOI KHI S 2 MC TIÊU 1. Xác đnh đưc v trí vƠ đặc điểm về cấu trúc electron ca các kim loi phơn nhóm IA, IIA 2. Liệt kê đưc một s tính chất hoá hc ca các đn chất 3. Viết đưc phưng trình phản ng ca các hp chất điển hình ca chúng 4. Kể ra đưc một s ng dng vƠ các kim loi vai trò sinh hc ca đn chất vƠ hp chất ca trên. 3 I. Kim loi nhóm IA - KLK (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) 1. V trí và đặc điểm - Electron hóa trị: ns 1 - Năng lượng ion hóa I 1 nhỏ (4 - 5eV) nên dễ mất 1e tạo ion M + thể hiện tính khử mạnh -  nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ sôi, hơi của kim loại kiềm chứa khoảng 1% các phân tử M 2 - Khi bị đốt cháy, KLK và hợp chất cho ngọn lửa có màu: * Li – đỏ son * Rb – hồng * Na – vàng * Cs – xanh lam * K – tím 4 2. Tính chất hóa hc 2.1. Phản ứng với oxy: - Phản ứng  nhiệt độ thưng tạo oxyd 4M + O 2 → 2 M 2 O - Phản ứng  nhiệt độ cao: 2Na + O 2 → Na 2 O 2 ( peroxyd) K (Rb,Cs) + O 2 → KO 2 (superoxyd) 2.2. Phản ứng với Hydro 2M + H 2 → 2MH MH + H 2 O → MOH + 1/2H 2 (rất mạnh) 5 - Dựa vào lượng H 2 giải phóng ra, sử dụng MH để định lượng nước trong hợp chất hữu cơ. 2.3. Phản ứng với H 2 O 2M + 2H 2 O → 2MOH + H 2 - Li pứ êm dịu - Na pứ nhanh - K pứ mạnh kèm ngọn lửa - Rb, Cs nổ khi tiếp xúc với nước. 6 3. Một s hp chất 3.1. Peroxyd - phản ứng mạnh với nước giải phóng H 2 O 2 Na 2 O 2 + H 2 O → H 2 O 2 + 2NaOH ( H 2 O 2 → H 2 O + O 2 trong MT kiềm) - phản ứng với acid: Na 2 O 2 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O 2 - phản ứng với CO 2 Na 2 O 2 + CO 2 → Na 2 CO 3 + 1/2O 2 7 3.2. Superoxyd: - phản ứng với C, CO, NO 4KO 2 + 2C → 2K 2 CO 3 + O 2 2KO 2 + CO → K 2 CO 3 + O 2 2KO 2 + 3NO → KNO 3 + KNO 2 + NO 2 - pứ với H 2 O 2KO 2 + 2H 2 O → KOH + H 2 O 2 + O 2 - phản ứng với CO 2 2KO 2 + CO 2 → K 2 CO 3 + 3/2O 2 - phản ứng với acid 2KO 2 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + H 2 O 2 + O 2 8 3.3. Hydroxyd - Dễ tan trong nước tạo base mạnh - Bền nhiệt, không bị phân hủy nhiệt ngay cả khi nóng chảy ( trừ LiOH) 3.4. Muối - Là các hợp chất ion - Dễ tan trong nước 9 Mui MHCO 3 Mui M 2 CO 3  Dễ tan (trừ NaHCO 3 )  Bền  nhiệt độ thưng, dễ phân hủy khi bị đun nóng  Có thể tách ra  dạng tự do  Dễ tan  Bền nhiệt, không bị phân hủy  nhiệt độ nóng chảy 10 [...]... chất oxi hóa BaO2 + HgCl2 → BaCl2 + Hg + O2 17 3.2 Muối Muối M(HCO3)2 Muối MCO3 Dễ tan, kém bền nhiệt Khó tan, kém bền nhiệt Chỉ tồn tại trong dung dịch Tồn tại được tinh thể dạng 18 4 Vai trò sinh h c c a các nguyên t KLK thổ 4.1 Ca2+ - Ca2+ có trong cơ thể với 1 lượng lớn, tập trung chủ yếu xương và răng (80% Ca3(PO4)2 ,13% CaCO3) - Tham gia vào quá trình đông máu - Kích thích hoạt động của cơ, cơ tim,... phân lớp ngoài cùng là (n-1)d và ns xấp xỉ nhau nên nói chung các e 2 phân lớp này đều là các e hóa trị (n-1)d1-10 ns1-2 34 2 Một s tính chất chung - Có cấu trúc tinh thể nên có t0s , t0nc , khối lượng riêng cao hơn các kim loại khác - Có tính cơ học tốt do liên kết kim loại mạnh - Thể hiện nhiều số oxy hóa - Dễ tham gia tạo phức bền - KL chuyển tiếp và hợp chất có hoạt tính xúc tác - KL chuyển tiếp... gia vào quá trình đông máu - Kích thích hoạt động của cơ, cơ tim, thần kinh - Nhu cầu canxi theo lứa tuổi 19 4.2 Mg2+ - Trong cơ thể có 71g, tập trung chủ yếu xương dưới dạng muối phức của C và P - Là một trong các cation chính của các tổ chức đệm - Có mặt trong các dịch cơ thể, cơ - Kích thích nhu động ruột, tăng tiết mật 20 5 ng d ng trong y h c c a các nguyên t KLK thổ 5.1 Ca - CaSO4.H2O (thạch cao... c một s ng d ng vƠ vai trò sinh h c c a đ n chất vƠ h p chất c a các kim lo i nói trên 24 I Kim lo i nhóm IIIA (Al, Ga, In, Tl) 1 V trí và đặc điểm - Electron hóa trị: ns2 np1 - Số oxy hóa bền: Al+3, Tl+ - Có khả năng tạo phức 25 2 Tính chất hóa h c Al dạng khối trơ do lớp màng oxyd bền bảo vệ (10-5 mm) 2.1 Phản ứng với O2 - Bột Al nổ trong không khí lỏng - Al lá mỏng cháy trong không khí nhiệt độ... điểm - Electron hóa trị: ns2 np2 - Số oxy đặc trưng: +2, +4 - Sn – α Bột, xám 13,20C Sn –  1610C Kim loại, trắng Sn –  Kim loại, giòn 28 2 Tính chất hóa h c 2.1 Phản ứng với phi kim (oxy, halogen) - Với oxy: t0 thư ng, Sn không bị oxy hóa, Pb bị oxy hóa thành oxyd sau đó chuyển sang dạng PbCO3 (Trong không khí có hơi nước tạo thành Pb(OH)2 ) - Với halogen tạo Sn+4 và Pb+2 2.2 Phản ứng với acid - Pb... khoảng 515g/ngày 11 4.2 K+ - Là cation chủ chốt của dịch nội bào, là thành phần quan trọng của dịch gian bào -Tham gia dẫn truyền xung động thần kinh, điều hòa sự co bóp của cơ tim và cơ xương - Tham gia hệ thống đệm của tế bào, hoạt hóa nhiều enzym - Chế độ ăn bình thư ng cần 4g K/ngày 12 5 ng d ng trong y h c c a các nguyên t KLK 5.1 Na * NaCl 0,9% (dd muối đẳng trương): - Thuốc truyền tĩnh mạch bổ xung... hợp chất đều là hợp chất ion (trừ Be) - Khi bị đốt cháy, KL kiềm thổ và hợp chất cho ngọn lửa có màu: * Ca – đỏ cam * Sr – đỏ * Ba – lục 15 2 Tính chất hóa h c 2.1 Phản ứng với oxy: - nhiệt độ thư ng, Be và Mg bền trong không khí, các KL khác bị oxy hóa nhanh chóng tạo oxyd - Phản ứng nhiệt độ cao Ba có thể cho BaO2: Ba + O2 → BaO2 ( peroxyd) 2.2 Phản ứng với nước: - Mg pứ chậm với nước nóng do tạo... mồ hôi, thuốc làm tăng acid cho dạ dày - Can thiệp vào sự chuyển hóa F và P dẫn đến mất khoáng chất trong xương - Kết hợp với một số chất khác gây rối loạn đư ng ruột, gây các bệnh về da - Là nguyên nhân gây rối loạn chức năng hoạt động của não, xơ vữa động mạch phổi 27 II Kim lo i nhóm IVA (Ge, Sn, Pb) 1 V trí và đặc điểm - Electron hóa trị: ns2 np2 - Số oxy đặc trưng: +2, +4 - Sn – α Bột, xám 13,20C... Vai trò sinh h c c a các nguyên t KLK 4.1 Na+ - Tham gia vào quá trình điều hòa thăng bằng acidbase của cơ thể, tham gia hệ thống đệm trong máu - Duy trì áp suất thẩm thấu của máu và các dịch tổ chức - Là thành phần chính của các cation trong dịch gian bào - Liên quan đến hoạt động bình thư ng của cơ và sự thẩm thấu qua màng tế bào - Nhu cầu dạng Na+ dạng NaCl của ngư i khoảng 515g/ngày 11 4.2 K+ -... KCl dạng bột hay thuốc tiêm tĩnh mạch nồng độ ≤ 40mEg/lit điều trị trong trư ng hợp cơ thể thiếu hụt kali • KBr: thuốc an thần, chữa bệnh động kinh • Điều trị tiêu chảy mất nước, dùng phối hợp KCl, NaCl, NaHCO3 với glucose 14 II Kim lo i nhóm IIA - Kim lo i Kiềm thổ (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) 1 V trí và đặc điểm - Electron hóa trị: ns2 - Hầu hết các hợp chất đều là hợp chất ion (trừ Be) - Khi bị đốt cháy, . -Tham gia dẫn truyền xung động thần kinh, điều hòa sự co bóp của cơ tim và cơ xương. - Tham gia hệ thống đệm của tế bào, hoạt hóa nhiều enzym. - Chế độ ăn bình thưng cần 4g K/ngày 12 5 Ca 2+ có trong cơ thể với 1 lượng lớn, tập trung chủ yếu  xương và răng (80% Ca 3 (PO 4 ) 2 ,13% CaCO 3 ) - Tham gia vào quá trình đông máu. - Kích thích hoạt động của cơ, cơ tim, thần kinh Mg 2+ - Trong cơ thể có 71g, tập trung chủ yếu  xương dưới dạng muối phức của C và P. - Là một trong các cation chính của các tổ chức đệm. - Có mặt trong các dịch cơ thể, cơ. - Kích thích