Hóa đại cương hữu cơ và vô cơ cơ sở

Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 1–52 Chương Danh pháp hợp chất vô 1.1 Đại cương Danh pháp hệ thống cách gọi tên hợp chất để phân biệt chất xác đònh công thức hợp chất từ tên gọi cách đơn giản. Có nhiều loại danh pháp khác nhau. Chúng ta sử dụng quy ước Liên đoàn Quốc tế Hóa học lý thuyết Thực hành (danh pháp IUPAC). Theo quy ước này, sử dụng song song hai cách gọi tên: Theo danh pháp IUPAC: Tên hợp chất vô gọi theo: tên ion đơn giản tạo thành hợp chất tên phức chất ion phức tạp Theo danh pháp thông dụng: Tên hợp chất vô gọi theo tên thông dụng quen thuộc, thí dụ acid sulfuric, acid cloric,… Danh pháp thông dụng không kể đến tên gọi kỹ thuật, thương mại. Việc sử dụng song song hai cách gọi tên cho phép đơn giản hóa việc gọi tên nhiều chất. Thí dụ thay gọi tên KMnO4 kali tetraoxomanganat (VII) theo danh pháp IUPAC ta gọi kali permanganat theo danh pháp thông dụng ngắn gọn hơn. 1.2 1.2.1 Danh pháp cation Cation nguyên tử Gọi theo tên nguyên tố tương ứng có ghi thêm số oxi hóa số la mã ngoặc đơn. Đối với nguyên tố có số oxi hóa hydro, kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ không cần ghi số oxi hóa. Thí dụ: 1.2.2 Cu2 : (ion) đồng (II) Na : (ion) natri Cation nhiều nguyên tử Thí dụ: NO : (ion) nitrosyl NO2 : (ion) nitryl Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 2–52 Cation kết hợp phân tử hay ion có tính baz với proton gọi tên theo phần gốc tên nguyên tố tạo nên phân tử hay ion ban đầu có thêm tiếp vó ngữ onium. Thí dụ: H3O : oxonium, NH4 : ammonium Cation phức tạp có nguyên tử trung tâm cation kim loại ligand anion, nguyên tử hay phân tử trung hòa gọi tên theo phức chất 1.3 Danh pháp anion 1.3.1 Anion nguyên tử Giữ nguyên tên nguyên tố đổi tiếp vó ngữ thành –ur (trừ số ngoại lệ) Thí dụ: 1.3.2 H: S2 : O2 : Si4 : (ion) hydrur (ion) sulfur (ion) oxid (ion) silisur F: Cl : Br : (ion) fluorur (ion) clorur (ion) bromur Anion nhiều nguyên tử a. Một số anion nhiều nguyên tử đơn giản Thí dụ: O22 : O2 : O3 : OH : (ion) peroxid (ion) superoxid (ion) ozonur (ion) hydroxid CN : (ion) cyanur NH2 : (ion) amid NH2 : (ion) imid NH2OH : (ion) hydroxylamid b. Anion phức tạp gọi tên theo phức chất. c. Người ta thường sử dụng danh pháp thông dụng anion oxiacid dẫn xuất chúng: acid có tiếp vó ngữ –ic anion đổi tiếp vó ngữ thành –at acid có tiếp vó ngữ –ơ anion đổi tiếp vó ngữ thành –it Thí dụ: NO2 : (ion) nitrit N2O22 : (ion) hyponitrit NO3 : (ion) nitrat SO32 : (ion) sulfit SO42 : (ion) sulfat S2O32 : (ion) disulfit S2O72 : (ion) disulfat c. Anion nhiều nguyên tử có chứa nguyên tử hydrogen thêm từ hydro phía trước tên anion tương ứng. Thí dụ: 1.4 HS : (ion) hydrosulfur HO2 : (ion) hydroperoxid HSO3 : (ion) hydrosulfit H2PO4 : (ion) dihydrophosphat Danh pháp nhóm chức (gốc) Các nhóm chức (gốc) thường gặp nhiều hợp chất hình thành từ nguyên tố không kim loại từ nguyên tố kim loại với oxygen. Tên chúng thường có tiếp vó ngữ –yl. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Thí dụ: 1.5 Phần VÔ CƠ OH: hydroxyl NO2: nitryl NO: CO: 3–52 nitrosyl carbonyl Danh pháp hợp chất 1.5.1 Quy tắc gọi tên a. Một hợp chất xem hình thành từ hợp phần phân cực dương (cation) hợp phần phân cực âm (anion). Do đó, tên hợp chất gọi cách gọi tên cation trước, tên anion sau: Thí dụ: Na2SO4: P2O5: FeCl3: natri sulfat, natri tetraoxosulfat (VI) phospho (V) oxid sắt (III) clorur b. Nếu hợp chất có nhiều hợp phần phân cực dương (cation) hay nhiều hợp phần phân cực âm (anion) gọi tên theo quy tắc a. xếp thứ tự cation (hay anion) theo thứ tự abc. Thí dụ: COCl2: carbonyl clorur, carbon clorur oxid MgCl(OH): magne clorur hydroxid KMgF3: kali magne fluorur Ghi chú: Nhiều tài liệu thường gọi tên khác chút so với cách nêu chỗ không ghi số oxi hóa nguyên tố. Số lượng hợp phần dương âm đơn giản biểu diễn tiếp đầu ngữ mono, di, tri, tetra,… Nếu hợp phần ion phức tạp tiếp đầu ngữ bis, tris, tetrakis,… Thí dụ: 1.5.2 P2O5: NO2: S2Cl2: diphospho pentaoxid nitrogen dioxid disulfua diclorur Tên oxo acid a. Danh pháp thông dụng: Đối với oxiacid, cách gọi tên trường hợp nguyên tố tạo acid (hay nguyên tử trung tâm, thí dụ nguyên tố clor HClO 3) số oxi hóa khác sau: Số oxi hóa nguyên tố tạo acid Thấp Thấp Cao Cao Tên gọi acid hypo– tên nguyên tố –ơ acid tên nguyên tố –ơ acid tên nguyên tố –ic acid per– tên nguyên tố –ic Thí dụ HClO: acid hypoclorơ HClO2: acid clorơ HClO3: acid cloric HClO4: acid percloric Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 4–52 Đối với loại oxiacid có hàm lượng nước acid khác thêm tiếp đầu ngữ sau: Hàm lượng nước oxiacid Tên gọi Thí dụ Ít Nhiều Hai oxiacid H2O acid meta– tên oxiacid acid orto– tên oxiacid acid pyro– tên oxiacid (HPO3)n: acid metaphosphoric H3PO4: acid ortophosphoric H4P2O7: acid pyrophosphoric b. Danh pháp hệ thống: Các oxiacid gọi tên theo danh pháp phức chất. Thí dụ: H2SO4: H2SO3: HMnO4: H2MnO4: 1.5.3 hydro tetraoxosulfat (VI), hydro trioxosulfat (IV), hydro tetraoxomanganat (VII), hydro tetraoxomanganat (VI), hay acid tetraoxosulfuric (VI) hay acid trioxosulfuric (IV) hay acid tetraoxomanganic (VII) hay acid tetraoxomanganic (VI) Tên acid dẫn xuất từ oxoacid Các acid dẫn xuất từ oxiacid oxiacid có số oxygen phân tử oxiacid thay nguyên tử hay nhóm nguyên tử khác. Tên gọi acid dẫn xuất tên oxiacid có thêm tiếp đầu ngữ biết thay thực hiện. a. Peroxiacid: Nếu oxy –O thay nhóm peroxid –O–O. Thí dụ: HNO4: H3PO5: H2SO5: H2S2O8: acid peroxonitric acid peroxomonophosphoric acid peroxomonosulfuric acid peroxodisulfuric b. Thioacid: Nếu oxy –O thay lưu huỳnh –S. Thí dụ: H2S2O2: H2S2O3: acid thiosulfurơ dẫn xuất từ H2SO3: acid sulfurơ acid thiosulfuric dẫn xuất từ H2SO4: acid sulfuric Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 5–52 Chương Đònh luật Tuần hoàn & Bảng phân loại tuần hoàn 1. Số lượng nguyên tố hợp chất khám phá tổng hợp ngày tăng với tốc độ nhanh. 2. Để hiểu rõ tính chất nguyên tố dễ dàng dự đoán so sánh tính chất nguyên tố hợp chất chúng, cần phải phân loại nguyên tố theo tính chất giống chúng. 3. Có nhiều nổ lực phân loại nguyên tố theo tiêu chuẩn khác nhau, đó, công trình thành công rực rỡ nhà hóa học Nga Mendeleev. 2.1. Bảng phân loại tuần hoàn 2.1.1. Đònh luật tuần hoàn 1. Năm 1869, Mendeleev công bố đònh luật tuần hoàn sau: Tính chất nguyên tố thành phần tính chất đơn chất hợp chất tạo nên từ nguyên tố biến thiên cách tuần hoàn theo thứ tự tăng dần khối lượng nguyên tử. 2. Với thành việc xác đònh cấu trúc nguyên tử từ năm 1913, người ta đổi việc xếp nguyên tử lại theo thứ tự tăng dần điện tích hạt nhân. 2.1.2. Nguyên tắc xếp nguyên tố bảng phân loại tuần hoàn 1. Dựa đònh luật tuần hoàn này, Medeleev xây dựng bảng phân loại tuần hoàn dạng ngắn giống dạng bảng ngắn gồm cột thể nhóm hàng Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 6–52 thể chu kỳ. Mỗi cột lại phân thành hai loại A B thể phân nhóm phụ cách xếp phía bên trái hay bên phải. 2. Các nguyên tố xếp theo thứ tự tăng dần điện tích hạt nhân. Số thứ tự nguyên tố cho biết trực tiếp số điện tử có nguyên tử. 3. Các nguyên tố có cấu hình điện tử hóa trò giống cột có tính chất hóa học giống nhau. 4. Ngày nay, người ta thường sử dụng dạng bảng dài, hàng gọi chu kỳ. Số lớp điện tử trùng với số thứ tự chu kỳ. Một chu kỳ bắt đầu kim loại kiềm (ngoại trừ hydro) có cấu hình điện tử ns1 kết thúc khí trơ có cấu hình ns2 np6. 2.2. Cấu trúc bảng phân loại tuần hoàn dạng dài 1. Mục tiêu bảng phân loại tuần hoàn xếp nguyên tố theo thứ tự tăng dần điện tích hạt nhân (cũng tăng dần số điện tử) cho nguyên tố có tính chất hóa học giống nằm cột hay hàng. 2. Các điện tử hóa trò điện tử có lượng cao thuộc vân đạo ns, (n 2)f, (n 1)d np. 3. Tính chất hóa học nguyên tố phụ thuộc chủ yếu vào số lượng điện tử hóa trò số tầng điện tử sau: Tổng số điện tử hóa trò Tầng điện tử Vân đạo hóa trò s, p d f K 1s L 2s, 2p M 3s, 3p N 4s, 3d, 4p 10 O 5s, 4d, 5p 10 P 6s, 4f, 5d, 6s 10 14 Q 7s, 5f, 6d, 7p 10 14 Lưu ý: Các điện tử xếp theo quy tắc Klechkowski. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 7–52 4. Dựa vào phân bố điện tử trên, người ta xây dựng loại bảng phân loại tuần hoàn dạng dài bao gồm: a. hàng thể tầng điện tử (chu kỳ) đánh số từ đến (hay K đến Q) Ba chu kỳ đầu gọi chu kỳ ngắn. Bốn chu kỳ lại gọi chu kỳ dài. b. 18 cột thể điện tử hóa trò ns, (n 1)d np, phân thành hai phân nhóm: Phân nhóm A gồm nguyên tố điện tử (n 1)d Phân nhóm phụ B gồm nguyên tố có điện tử (n 1)d Các phân nhóm đánh số từ đến kèm theo loại phân nhóm A hay B Riêng phân nhóm 8B gồm cột nguyên tố có cấu hình điện tử d 6, d7 d8 chúng có tính chất hóa học giống c. Các nguyên tố f riêng hai hàng có 14 cột không đánh số gọi nhóm lantanid actinid. 5. Cấu trúc bảng phân loại tuần hoàn dạng dài gồm 114 nguyên tố xếp hình vẽ. a. Cấu trúc chung bảng phân loại tuần hoàn BẢNG PHÂN LOẠI TUẦN HOÀN Chu kỳ 1A 8A K H 2A 3A 4A 5A 6A 7A He L Li Be B C N O F Ne M Na Mg 3B 4B 5B 6B 7B N K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co O Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru P Cs Ba La Hf Ta W Re Q Fr Ra Ac Rf Db Sg Lantanid Ce Pr Actinid Th Pa 8B 1B 2B Al Si P S Cl Ar Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Bh Hs Mt Uun Uuu Uub Uut Uuq Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 8–52 b. Cấu hình điện tử phân nhóm A Phân nhóm Cấu hình 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A ns1 ns2 ns2 np1 ns2 np2 ns2 np3 ns2 np4 ns2 np5 ns2 np6 điện tử hóa trò c. Cấu hình điện tử phân nhóm phụ B Phân nhóm 3B 4B 5B 6B 7B ns2 ns2 ns2 ns1 ns2 ns2 ns2 (n-1)d1 (n-1)d2 (n-1)d3 (n-1)d5 (n-1)d5 (n-1)d6 (n-1)d7 Cấu hình điện tử hóa trò 8B 1B 2B ns2 ns1 ns2 (n-1)d8 (n-1)d10 (n-1)d10 d. Cấu hình điện tử lantanid actinid ns2 ns2 (n-2)f ns2 (n-2)f ns2 (n-2)f (n-1)d1 (n-2)f ns2 ns2 (n-2)f (n-1)d1 (n-2)f7 ns2 ns2 (n-2)f ns2 10 (n-2)f ns2 11 (n-2)f ns2 12 (n-2)f ns2 ns2 13 (n-2)f 14 (n-2)f (n-1)d1 (n-2)f14 6. Nhận xét: a. Các nguyên tố cột có cấu hình điện tử hóa trò với số lớp vỏ tăng dần từ xuống dưới. b. Các nguyên tố chu kỳ có số lớp vỏ điện tử với số điện tử hóa trò tăng dần từ trái sang phải. c. Cấu hình điện tử bão hòa bán bão hòa có độ bền lớn nên làm thay đổi xếp điện tử số nguyên tố như: 24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 [Ar] 4s1 3d5 thay [Ar] 4s2 3d4 29Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 [Ar] 4s1 3d10 thay [Ar] 4s2 3d9 d. Có trường hợp đặc biệt nguyên tố lantan actin, điện tử cuối vào vân đạo (n 1)d thay vào vân đạo (n 2)f. Hiệu ứng co d, co f: a. Tại chu kỳ 5, sau nguyên tố s có xuất 10 nguyên tố d làm cho điện tích hạt nhân tăng vọt so với chu kỳ trước. Sự tăng vọt điện tích hạt nhân tác động mạnh đến lực hút hạt nhân lên điện tử nguyên tố p nguyên tố d. Hiệu ứng gọi hiệu ứng co d. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 9–52 b. Tại chu kỳ 7, sau nguyên tố s có xuất 14 nguyên tố f làm cho điện tích hạt nhân tăng vọt so với chu kỳ trước. Sự tăng vọt điện tích hạt nhân tác động mạnh đến lực hút hạt nhân lên điện tử nguyên tố p, nguyên tố d nguyên tố f. Hiệu ứng gọi hiệu ứng co f. 2.3. Sự biến thiên tuần hoàn số tính chất nguyên tố 2.3.1. Sự biến thiên bán kính nguyên tử 1. Người ta quy ước bán kính cộng hóa trò nguyên tử A nửa khoảng cách nguyên tử A liên kết A A liên kết đơn cộng hóa trò. rA dA A dA A 2. Khi từ trái sang phải chu kỳ, bán kính nguyên tử giảm dần nguyên tử có số lớp vỏ điện tử lúc điện tích hạt nhân tăng lên làm lực hút hạt nhân với điện tử tăng lên làm bán kính giảm đi. Thí dụ: Nguyên tử Bán kính nguyên tử (Å) Na Mg Al Si P S Cl Ar 1,54 1,30 1,18 1,11 1,06 1,01 0,99 0,98 3. Khi từ xuống phân nhóm, bán kính nguyên tử tăng dần nguyên tử có số lớp vỏ điện tử tăng lên. Thí dụ: Nguyên tử Bán kính nguyên tử (Å) C Si Ge Sn Pb Ti Zr Hf 0,91 1,43 1,39 1,58 1,75 1,46 1,60 1,59 4. Ở chu kỳ lần xuất nguyên tố d gây hiệu ứng co d. a. Hiệu ứng co d nguyên tố d làm cho bán kính nguyê n tố d giảm từ trái sang phải chu kỳ. Nguyên nhân tượng điện tử thêm vào vân đạo (n 1)d nằm lớp vỏ bên có số chắn b = 0,85 nên lực hút hạt nhân lên điệ n tử ns tăng điện tích hạt nhân tăng. b. Hiệu ứng co d nguyên tố p làm cho bán kính nguyên tố p tăng từ xuống phân nhóm. Nguyên nhân tượng việc thêm 10 điện tử vào vân đạo (n 1)d nằm lớp vỏ bên dù có số chắn b = 0,85 làm cho lực hút hạt nhân lên điện tử np tăng lên rõ rệt tăng chu kỳ. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 10–52 c. Hiệu ứng co d lặp lại chu kỳ không mạnh chu kỳ 4. 5. Ở chu kỳ lần xuất nguyên tố f gây hiệu ứng co f. a. Hiệu ứng co f nguyên tố f làm cho bán kính nguyên tố f giảm từ trái sang phải chu kỳ. Nguyên nhân tượng điện tử thêm vào vân đạo (n 2)f nằm lớp vỏ sâu bên có số chắn b = 0,85 nên lực hút hạt nhân lên điện tử ns tăng điện tích hạt nhân tăng. b. Hiệu ứng co f nguyên tố (n 1)d làm cho bán kính nguyên tố d giảm ít, chí giảm từ xuống phân nhóm. Nguyên nhân tượng việc thêm 14 điện tử vào vân đạo (n 2)f nằm lớp vỏ bên dù có số chắn b = 0,85 làm cho lực hút hạt nhân lên điện tử np tăng lên rõ rệt tăng chu kỳ. c. Hiệu ứng co d lặp lại chu kỳ không mạnh chu kỳ 4. Quy luật biến đổi bán kính ion Đối với nguyên tố: rcation < rnguyên tử < ranion Trong phân nhóm, ion có điện tích có bán kính tăng dần từ xuống dưới. Trong chu kỳ, ion đẳng điện tử có bán kính giảm điện tích dương tăng (áp dụng cho ion nguyên tố chu kỳ có điện tích số thứ tự phân nhóm). Các cation có cấu hình điện tử khí có bán kính lớn cation có cấu hình điện tử d1 9. Trong chu kỳ, cation có điện tích nguyên tố d có bán kính giảm dần từ trái sang phải. 2.3.2. Năng lượng ion hóa 1. Năng lượng ion hóa I lượng cần thiết để tách điện tử khỏi nguyên tử (hay ion) pha khí trạng thái bản. Năng lượng ion hoá ký hiệu I1, I2, I3,… tương ứng với việc tách điện tử thứ nhất, thứ hai, thứ ba,… khỏi tiểu phân . Dấu lượng ion hóa quy ước theo dấu nhiệt động học: dấu ( ) tương ứng với trình thu nhiệt. Đơn vò đo thông dụng eV/nguyên tử. eV/nguyên tử = 1,6.10 12 erg/nguyên tử = 23,06 Kcal/nguyên tử gam Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 37–52 5. Các dẫn xuất thủy phân nước cho môi trường acid–baz tùy theo tính chất hợp chất. Thí dụ: Na2SO3 + 2H2O 2NaOH + H2SO3 SO2Cl2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl 7.4.3 Sự tạo mạch E E 1. Oxygen lưu huỳnh thay nguyên tử E hợp chất mạch E E. Thí dụ: H O thành H O2 H S O4 thành H S S O3 hay H S S O3 2. Các mạch không bền nên không dài (< oxygen, < 26 lưu huỳnh dễ bò phân hủy). Đi từ xuống mạch E E bền. 3. Do có số oxi hóa trung gian nên hợp chất có tính oxi hóa lẫn khử tự oxi hóa–khử. Mạch oxygen có tính oxi hóa > tính khử Mạch lưu huỳnh có tính khử > tính oxi hóa Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 38–52 Chương Nhóm 5A 8.1 Cấu hình điện tử đặc điểm liên kết 1. Các liệu quan trọng nguyên tố nhóm 5A: Tính chất Tên gọi rcht, rkl, r3 , r5 , I 1, pm pm pm pm eV N P As Sb Bi nitrogen 70 71 148 15 14,45 3,0 phospho 110 130 186 35 10,49 2,1 arsen 118 148 191 47 9,82 2,0 antimon 136 161 208 62 8,64 1,9 bismut 146 182 213 74 7,29 1,9 2. Các nguyên tố nhóm 5A, có cấu hình điện tử ns np3. 3. Các số oxi hóa thông thường nguyên tố nhóm 5A là: SOXH = Số nhóm 2n = ( 1) ( 1) 4. Nhóm 5A nhóm không kim loại điển hình. Khi từ xuống nhóm: Bán kính tăng, r Độ âm điện giảm, Tính oxi hóa giảm, tính khử tăng Tính không kim loại giảm, tính kim loại tăng Hợp chất oxihydroxid có tính acid giảm, tính baz tăng Số oxi hóa dương cao bền hiệu ứng co d co f 5. Các nguyên tố nhóm 5A nhận thêm điện tử để có số oxi hóa 3. Ngoại trừ nitrogen, nguyên tố khác có độ âm điện nhỏ nên hợp chất có tính khử mạnh. 6. Do có độ âm điện không lớn nên nguyên tố nhóm 5A số oxi hóa dương có chất liên kết từ cộng hóa trò đến ion–cộng hóa trò, hợp chất oxihydroxid chúng mang tính từ acid đến lưỡng tính. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở 8.2 Phần VÔ CƠ 39–52 Trạng thái tự nhiên 1. Các liệu quan trọng trạng thái tự nhiên nguyên tố nhóm 5A: Nitrogen Phospho Hàm lượng, %NT (trong vỏ trái đất) 0,03 0,04 Nguồn nguyên liệu không khí quặng phosphat 8.3 Arsen 1,7.10 Antimon 5.10 10 Bismut 2.10 quặng sulfur Đơn chất 1. Các liệu quan trọng đơn chất nguyên tố nhóm 5A: Tính chất Nitrogen Dạng tồn Tnc, (0C) Ts, (0C) N2 209,86 195,8 Phospho trắng P4 44 287 Arsen vàng, xám đỏ, đen 429th, >500nc 818 (36atm) 616th Antimon Bismut kim loại 630,5 1440 kim loại 271,3 1560 2. Tính oxi hóa: Các nguyên tố nhóm 5A không kim loại điển hình nên có tính oxi hóa không mạnh. Khi từ xuống dưới: Độ âm điện giảm nên tính oxi hóa giảm Đến arsen thể tính kim loại 3. Tính khử: Các nguyên tố nhóm 5A có tính khử tăng từ xuống dưới. Nitrogen có tính khử yếu có độ âm điện lớn Sản phẩm trình khử thường các: anion phức oxo halogenur NO3 , NO2 , PO43 , HPO32 , AsO4- NCl3, PF5, POCl3 4. Phân tử N2 bền, trơ nhiệt độ thường, phản ứng nhiệt độ cao có phóng điện tạo nitrur. Tuy nhiên nhiệt độ thường, bò đồng hóa số vi sinh vật sống rễ họ đậu, đất trồng đậu thường có hàm lượng đạ m cao. 5. P trắng (P4) hoạt động P đỏ P đen (polimer) độc nhiều. P hoạt động N2 chúng bền hơn. Thí dụ: P trắng bò oxygen không khí oxy hóa điều kiện thường phát lượng dạng ánh sáng màu lục yếu thay dạng nhiệt (hiện tượng gọi phát quang hóa học). 6. Ứng dụng: Nitrogen: dùng để sản xuất amoniac, phân đạm, môi trường trơ,… Phospho: dùng để điều chế phân lân, thuốc trừ sâu, diêm quẹt ,… Arsen, antimon bismut: dùng để sản xuất hợp kim Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở 8.4 Phần VÔ CƠ 40–52 Các hợp chất nguyên tố nhóm 5A 8.4.1 Các hydracid H3E dẫn xuất chúng 1. Các hydracid nguyên tố nhóm 5A là: NH3, PH3, AsH3, SbH3 BiH3. Các liệu quan trọng hydracid: Tính chất NH3 PH3 AsH3 SbH3 dX H, pm Góc liên kết, (0) EX H, kJ/mol Tnc, (0C) Ts, (0C) 101 107 380 78 33 142 93,5 323 133 88 152 92 281 116 62 170 91 256 88 18 Khi từ xuống dưới, liên kết bền dần, hydracid dễ bò phân hủy. BiH3 bò phân hủy tạo thành. Tính baz khả cho đôi điện tử tự xảy NH 3. Các chất lại khả thấp xuất phản ứng với acid mạnh nhất. 2. Các dẫn xuất AnEm hydracid có: Bản chất liên kết ion ion–cht cht phân cực Tính chất acid–baz baz lưỡng tính acid Thí dụ Na3N, Mg3N2 BN, Sn3N4 Cl3N, P3N5 Loại cation Kim loại kiềm, kiềm thổ Kim loại hoạt động Không kim loại Tính chất acid–baz dẫn xuất phụ thuộc vào tác dụng phân cực hợp phần phân cực dương (cation) A +. Tác dụng phân cực mạnh liên kết A E có tính cộng hóa trò hợp chất có tính acid. Thí dụ: Tác dụng phân cực Cl mạnh B3 nên Cl3N acid BN. Các dẫn xuất thủy phân nước cho môi trường acid–baz tùy theo chất liên kết hợp chất. Cl3N + 3H2O 3HClO + NH3 Na3N + 3H2O → 3NaOH + NH3 Tính oxi hóa–khử: Trong hợp chất hydracid dẫn xuất chúng, E có số oxi hóa ( 3) nên có tính khử. Khi từ xuống dưới, tính khử tăng dần. PH3 có tính khử mạnh NH3 nhiều. 8.4.2 Các oxihydroxid HxEOn dẫn xuất chúng 1. Các oxihydroxid nguyên tố nhóm 5A là: Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ Số oxi hóa N P As Sb Bi N2O H3PO2 HNO2 H3PO3 HAsO2 Sb(OH)3 Bi(OH)3 HNO3 H3PO4 H3AsO4 Sb(OH)5 41–52 Chỉ có HNO3 acid mạnh, acid lại acid yếu. Đối với oxihydroxid loại có số oxi hóa nguyên tố X, từ xuống dưới, độ âm điện giảm, bán kính tăng nên tác dụng phân cực giảm, liên kết có tính cộng hóa trò oxihydroxid có tính acid giảm. Thí dụ: HNO3 > H3PO4 > H3AsO4 ; HNO2 ~ H3PO3 > HAsO2 Đối với oxihydroxid có số oxi hóa khác nguyên tố X, số oxi hóa cao, tác dụng phân cực tăng, liên kết có tính cộng hóa trò tăng oxihydroxid có tính acid tăng. Thí dụ: HNO2 < HNO3 2. Tính chất acid–baz dẫn xuất phụ thuộc vào tác dụng phân cực cation hay hợp phần phân cực dương. Khi tác dụng phân cực mạnh liên kết dẫn xuất có tính cộng hóa trò hợp chất có tính acid. Bản chất liên kết ion ion–cht cht phân cực Tính chất acid–baz baz lưỡng tính acid Sn3(PO4)4 Kim loại hoạt động POCl5, P2S5 Thí dụ Loại cation Na3PO4 Kim loại kiềm, kiềm thổ Không kim loại 3. Tính oxi hóa–khử: Trong hợp chất oxihydroxid dẫn xuất chúng, ngoại trừ nitrogen, E có số oxi hóa dương với độ âm điện thấp nên chúng tính oxi hóa. Khi số oxi hóa trung gian chúng có tính khử mạnh. Khi từ xuống dưới, độ âm điện giảm tính oxi hóa giảm, tính khử tăng. Ở số oxi hóa +5, HNO3 có tính oxi hóa mạnh H3PO4 nhiều. Tuy nhiên, H3AsO4 Bi(OH)5 lại cóù tính oxi hóa đặc biệt mạnh hiệu ứng co d co f. 4. Các muối nitrat dễ tan nước. Các muối H2PO4– thường dễ tan, ngược lại, muối HPO42– PO43– thường khó tan, trừ muối kim loại kiềm. 5. Phân lân cung cấp P dạng phosphat cho trồng, có lợi cho trình sinh lý, thời kỳ tăng trưởng trồng. Phân đạm cung cấp N dạng nitrat amonium giúp kích thích sinh trưởng, xúc tiến việc tổng hợp chất có chứa N cây. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 42–52 Chương Nhóm 4A 9.1 Cấu hình điện tử đặc điểm liên kết 1. Các liệu quan trọng nguyên tố nhóm 4A: Tính chất Tên gọi rcht, ,pm rkl, ,pm r4 , ,pm r2 , ,pm I1, ,eV C Si Ge Sn Pb carbon 77 77 20 silic 117 134 39 11,26 2,5 8,15 1,8 germani 122 139 44 65 7,90 2,0 thiếc 140 158 67 102 7,34 1,8 chì 146 175 76 126 7,42 1,6 2. Các nguyên tố nhóm 4A, có cấu hình điện tử ns2 np2. 3. Theo quy tắc Mendeleev, số oxi hóa thông thường nguyên tố nhóm 4A là: SOXH = Số nhóm 2n = ( 2) ( 2) 4. Nhóm 4A nhóm chuyển tiếp không kim loại kim loại. Khi từ xuống nhóm: Bán kính tăng, r Độ âm điện giảm, Tính oxi hóa giảm, tính khử tăng Tính không kim loại giảm, tính kim loại tăng Hợp chất oxihydroxid có tính acid giảm, tính baz tăng Số oxi hóa dương cao bền hiệu ứng co d co f 5. Các nguyên tố nhóm 4A nhận thêm điện tử để có số oxi hóa 4. Do độ âm điện nhỏ nên hợp chất có tính khử. 6. Do có độ âm điện không lớn nên nguyên tố nhóm 4A số oxi hóa dương có chất liên kết từ cộng hóa trò đến ion–cộng hóa trò, hợp chất oxihydroxid chúng mang tính từ acid yếu đến lưỡng tính. 9.2 Trạng thái tự nhiên Các liệu quan trọng trạng thái tự nhiên nguyên tố nhóm 4A: C Si Ge Sn Pb Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ Hàm lượng, %NT (trong vỏ trái đất) 0,14 20,0 Nguồn nguyên liệu than đá, dầu khí, carbonat,… silicat 9.3 2.10 4.10 quặng sulfur 43–52 quặng oxid 1,6.10 quặng sulfur Đơn chất 1. Các liệu quan trọng đơn chất nguyên tố nhóm 4A: Tính chất Dạng tồn Tnc, (0C) Ts, (0C) Độ cứng C Graphit Kim cương Si Carbin 3900 5000 10 Ge Sn Pb Xám (kc) trắng (kc) xám (kc), trắng (kl) xám (kl) 1412 2480 937,1 2700 231,9 2200 327,4 1740 2. Các nguyên tố nhóm 4A nguyên tố trung gian điển hình: C nguyên tố phi kim (tuy nhiên graphit lại dẫn điện có liên kết π không đònh chỗ toàn lớp), Si Ge chất bán dẫn Sn Pb kim loại. 3. Tính oxi hóa: Các nguyên tố nhóm 4A nguyên tố trung gian điển hình nên có tính oxi hóa không mạnh. Khi từ xuống : Độ âm điện giảm nên tính oxi hóa giảm Đến germani thể tính kim loại 4. Tính khử: Các nguyên tố nhóm 4A có tính khử tăng từ xuống dưới. Sản phẩm trình khử thường các: anion phức oxo, chalcogeno Halogenur CO32 , SiO32 , CO, CS2 CCl4, COCl2, CHCl3 5. Ứng dụng: Kim cương: dùng để sản xuất đồ trang sức, bột mài, mũi khoan có độ cứng cao,… Graphit: dùng làm điện cực, viết chì,… Than hoạt tính: có bề mặt riêng lớn nên có khả hấp phụ nhiều chất khí, chất tan dung dòch thường xử dụng để loại khí độc, chất bẩn, dùng làm chất khử màu –mùi, bột màu, chất độn,… Silic: dùng để điều chế phân lân, thuốc trừ sâu, diêm quẹt,… Germani: sử dụng làm chất bán dẫn. Thiếc: sử dụng làm bao bì thực phẩm, kỹ thuật điện,… Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 44–52 Chì: sử dụng làm điện cực pin, accu, chất cản tia phóng xạ,… 9.4 Các hợp chất nguyên tố nhóm 4A 9.4.1 Các hợp chất H4E( 4) dẫn xuất chúng 1. Các hợp chất H4E carbon silic là: CH4, SiH4. Ge, Sn Pb tạo hợp chất có số oxi hóa ( 4) với kim loại hoạt động với liên kết có tính kim loại độ âm điện chúng không cao. 2. Tính oxi hóa–khử: Trong hợp chất H4E dẫn xuất chúng, E có số oxi hóa nên có tính khử. Khi từ xuống dưới, tính khử tăng dần. 3. Các dẫn xuất AnE hợp chất H4E có: Bản chất liên kết Ion ion–cht cht phân cực Tính chất acid–baz Baz lưỡng tính acid Li4C, Be2C, Mg2Si Al4C3 SiC Thí dụ Loại cation Kim loại kiềm, kiềm thổ Kim loại hoạt động Không kim loại 4. Tính chất acid–baz dẫn xuất phụ thuộc vào tác dụng phân cực hợp phần phân cực dương (cation) A . Khi tác dụng phân cực mạnh liên kết A E có tính cộng hóa trò hợp chất có tính acid. Thí dụ: Tác dụng phân cực Al3 mạnh Li nên Al4C3 acid Li4C. 5. Các dẫn xuất thủy phân nước cho môi trường acid–baz tùy theo chất liên kết hợp chất. Li4C + 4H2O Al4C3 + 12H2O 9.4.2 4LiOH + CH4 4Al(OH)3 + 3CH4 Các oxid, oxihydroxid dẫn xuất chúng 1. Khí CO: có liên kết phân tử nên bền: Kém hoạt động nhiệt độ thường, nhiệt độ cao có tính khử Tác dụng với kim loại tạo phức carbonyl Tác dụng với Hemoglobin (Hb) máu tạo hợp chất bền HbCO làm Hb khả chuyển tải Oxygen máu. Do đó, CO xem khí độc vào máu khó thải hồi. 2. CO2: Là chất khí điều kiện thường, không trì cháy nên CO2 lỏng thường sử dụng dể chữa cháy. Hiệu ứng nhà kính: CO2 hấp thụ xạ nhiệt phát từ mặt đất lại phát trở lại làm trái đất ấm lên, ảnh hưởng đến thời tiết trái đất. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 45–52 H2CO3 acid yếu, tạo muối HCO3– CO32–. Muối HCO3– thường dễ tan, trừ NaHCO3 tương đối tan; muối CO32– tan, trừ muối kim loại kiềm amonium. Nếu cho carbonat kim loại kiềm tác dụng với ion kim loại, tùy theo ion kim loại nồng độ thu sản phẩm: + Carbonat kim loại + Muối hydroxy carbonat + Hydroxid 3. SiO2: tồn dạng tinh thể (thạch anh, cát, sỏi). Rất trơ nhiệt độ thường (chỉ tác dụng với F2 HF. Ở nhiệt độ cao tác dụng với kiềm nóng chảy carbonat kim loại kiềm nóng chảy tạo muối silicat SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O Acid silisic H4SiO4 acid yếu, tồn dạng keo; sấy khô tạo silicagel xốp có khả hấp phụ hút ẩm cao. Các silicat kim loại kiềm bò thủy phân nước cho môi trường kiềm, silicat khác không tan nước. 4. Các oxid EO hydroxid E(OH)2 Ge, Sn Pb số oxi hóa +2: Có tính lưỡng tính, tác dụng với acid baz mạnh. Tính baz tăng dần từ Ge Pb. Muối chúng có tính khử mạnh, trừ muối Pb(II). 5. Các oxid EO2 hydroxid EO2.xH2O Ge, Sn Pb số oxi hóa 4: Có tính lưỡng tính tính acid trội nên dễ tan baz mạnh acid mạnh. Có tính oxi hóa tăng dần từ GeO2 hóa mạnh thường sử dụng. PbO2; PbO2 chất oxi Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 46–52 BÀI TẬP 1. Hãy gọi tên hợp chất: H3BO3, H2B4O7, BH3, B2H6 CO, CO2, COCl2, CH4, CCl4; SiO2, H2SiO3, H4SiO4, SiH4 N2O, NO, NO2, HNO2, HNO3, NO2Cl; P2O3, P2O5, PH3, H3PO3, H3PO4, H4P2O7 H2O2, H2S, H2SO3, H2SO4, H2S2O3, H2S2O7, H2SO5, H2S2O8; H2SeO4, H2TeO4. HCl, HClO, HClO2, HClO3, HClO4. HCO3–, HSO4–, H2PO4–, HPO42–. Sn(OH)2, Sn(OH)4, SnO22–, Sn(OH)42–, Sn(OH)62–. CrO2–, CrO42–, Cr2O72–. [Al(OH)(H2O)5]SO4, [Cu(NH3)4]SO4, [Co(NH3)6]Cl3, [Pt(NH3)4Cl2][PtCl4], [Pt(NH3)2Cl4], [Co(NH3)4(NO2)2] Na3[AlF6], Na2[Zn(OH)4], K3[Fe(SCN)6], K4[Fe(CN)6], Na3[Ag(S2O3)2], H[CuCl2], H[Au(CN)2], K4[Ni(C2O4)2]. 2. Sắp xếp nguyên tử sau theo trật tự tăng dần kích thước: a) Be, Ca, Mg c) As, P, O 3. Trong nhóm, xếp nguyên tố theo thứ tự tăng dần lượng ion hóa thứ nhất: a) Na, Mg, Al c) B, N, P 4. b) C, N, O d) Cu, Ag, Au Trong nhóm, xếp nguyên tố theo thứ tự tăng dần lực electron thứ nhất: a) F, Cl, Br, I c) K, Na, Li 5. b) S, Cl, K d) F, Cl, Al b) Si, P, Cl b) S, Cl, Se Sắp ion dãy sau theo trật tự bán kính tăng dần: a) Cu, Cu+, Cu2+ c) S2–, Se2–, O2– b) Mg2+, Al3+, F–, Na+ d) Mg2+, Be2+, Ca2+, Ba2+ 6. Viết công thức cấu tạo, xác đònh trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm phân tử ion sau: O2, O3, H2O, H2O2, CO2, SO2, BF3, BF4–, PO43–, SO42–, ClO–, ClO2 , ClO3–, ClO4–. 7. Moment lưỡng cực phân tử SO2 1,67 D, moment lưỡng cực phân tử CO2 không. Giải thích? Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 47–52 8. Phân tử NF3 (0,24 D) có moment lưỡng cực nhỏ nhiều so với phân tử NH (1,46 D). Giải thích. 9. Từ tập trên, cho biết điều kiện để phân tử cộng hóa trò có tính phân cực gì? 10. Năng lượng số liên kết cộng hóa trò có giá trò sau: Liên kết Eliên kết (kJ/mol) Liên kết Eliên kết (kJ/mol) H–F –566 H–Br –366 H–Cl –432 H–I –298 So sánh độ bền liên kết giải thích nguyên nhân thay đổi dựa thuyết VB. 11. Biết lượng phân ly D phân tử F2 Cl2 159 243 kJ/mol, độ dài liên kết F–F Cl–Cl 1,41 1,99 Ao. Giải thích thay đổi lượng liên kết dựa hình thành liên kết cộng hóa trò theo VB. 12. Chiều dài liên kết phân tử HCl 1,28 A o, bán kính ion Cl– 1,81 Ao. Có mâu thuẫn số liệu không, sao? 13. Độ bền nhiệt chất sau thay đổi theo trật tự nào? Tại sao? a) H2O, H2S, H2Se, H2Te b) HF, HCl, HBr, HI. 14. So sánh độ bền nhiệt hợp chất: a) Mg(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2 b) HNO3, KNO3, AgNO3 15. Độ âm điện gì? Cho biết ý nghóa khái niệm độ âm điện đánh giá chất liên kết hóa học. Việc gán cho nguyên tố giá trò độ âm điện không đổi có hợp lý không? Tại sao? 16. Dựa vào vò trí nguyên tố bảng phân loại tuần hoàn, xếp liên kết nhóm theo trật tự tăng dần độ phân cực liên kết: a) C–F ; Si–F ; Ge–F ; F–F b) Al–Br ; Al–F ; Al–Cl ; F–F 17. Sắp xếp chất theo chiều tăng dần độ phân cực liên kết dãy hợp chất sau: a) Liên kết Cr O CrO3, CrO, Cr2O3 b) Liên kết Sn F SnF4, SnF2 c) Liên kết S F SF4, SF6 18. Tại khái niệm phân tử không dùng cho hợp chất ion? Ở trạng thái rắn lỏng, hợp chất ion có tồn phân tử riêng lẻ không? Công thức hợp chất ion có ý nghóa gì? 19. Sắp xếp ion nhóm sau theo trật tự tăng dần khả bò biến dạng. Giải thích. a) F–, Cl–, Br–, I– b) O2–, F–, S2–, Se2– 20. Sắp xếp chất dãy sau theo thứ tự tăng dần tính cộng hóa trò liên kết. Giải thích. a) KF, KBr, KCl, KI c) CrO, Cr2O3, CrO3 b) NaF, MgF2, AlF3, SiF4 d) FeCl2, FeCl3 Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở e) CF4, SiF4, GeF4, SnF4 Phần VÔ CƠ 48–52 f) HNO3, NaNO3, AgNO3 21. Giải thích liên kết NaCl có tính ion cao CuCl nhiều ion Na+ Cu+ có điện tích bán kính (0,98 Ao). 22. Trong dung dòch nước, CH3COOH acid Bronsted yếu. Tính chất CH3COOH thay đổi dung môi: a) NH3 lỏng b) HF lỏng 23. Trong cặp chất sau đây, chất có tính acid mạnh hơn? Tại sao? a) H3PO4 H2PO4– b) H2S HS– 24. Hãy xếp thứ tự tăng dần tính acid dãy hợp chất sau: a) HF, HCl, HBr, HI c) HClO, HClO2, HClO3, HClO4 e) H2SO3, H2SO4 b) H2O, H2S, H2Se, H2Te d) H4SiO4, H3PO4, H2SO4, HClO4 f) HClO, HBrO, HIO 25. Hãy xếp thứ tự tăng dần tính baz dãy hợp chất sau: a) F–, Cl–, Br–, I– c) OH–, F–, O2– e) SiO44–, PO43–, SO43–, ClO4– g) Sn(OH)2, Sn(OH)4 b) S2–, HS– d) ClO–, ClO2–, ClO3–, ClO4– f) LiOH, NaOH, KOH h) Sn(OH)2, Pb(OH)2 26. Dựa vào giá trò Ka, Kb cho phụ lục, xếp chất dãy theo trật tự tính acid tăng dần: a) HNO3, NH4+, H2PO4– b) NH4+, H2O, HPO42– 27. Các ion Cl–, F–, S2– tồn dung dòch nước dạng ion bò hydrat hóa. Nhưng ion N3–, O2– không tồn dung dòch nước. Giải thích tượng trên. 28. Dựa vào giá trò Ka, Kb cho phụ lục, xếp chất dãy theo trật tự tính base tăng dần: a) HPO42–, H2PO4–, PO43– b) NO3–, H2O, NH3, OH– 29. Các cation kim loại bò hydrat hóa acid Bronsted. Trong cặp cation sau đây, cation có tính acid mạnh hơn? Tại sao? a) Mg2+ (aq) Al3+ (aq) b) Ca2+ (aq) Ba2+ (aq) 30. Khi pha dung dòch nước muối: SnCl2, FeCl3, AlCl3, Fe2(SO4)3 người ta thường dùng dung dòch HCl loãng (hoặc H2SO4 loãng) không dùng nước nguyên chất. Giải thích sao? 31. Phản ứng thủy phân PCl5 PCl biểu diễn phương trình sau: PCl5 + H2O H3PO4 + HCl FCl + H2O HF + HClO Giải thích phản ứng tạo HCl, phản ứng tạo HClO. Rút nhận xét chung sản phẩm phản ứng thủy phân hợp chất cộng hóa trò. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 49–52 32. Cân phương trình phản ứng sau chuyển chúng dạng phương trình ion. Hãy cho biết phản ứng có phải phản ứng acid base hay không? Phản ứng có xảy không? Hoàn toàn hay không hoàn toàn điều kiện chuẩn? a) Al2(SO4)3 (dd) + KF (dd) K[AlF4] + K2SO4 b) CuSO4 (dd) + NH4OH (dd) [Cu(NH3)4]SO4 + H2O c) K4[Fe(CN)6] (dd) + Fe2(SO4)3 (dd) Fe4[Fe(CN)6] (r) + K2SO4 (dd) d) BaCl2 (dd) + Na2CrO4 (dd) BaCrO4 (r) + NaCl (dd) e) Na2CO3 (dd) + HCl (dd) CO2 (k) + NaCl (dd) + H2O Nhận xét yếu tố đònh chiều phản ứng. 33. Bổ túc cân phương trình phản ứng sau chuyển dạng phương trình ion (nếu có). Tính số cân phản ứng dựa vào gía trò Ka, Kb, số bền phức chất, tích số tan, v.v . cho biết phản ứng xảy theo chiều nào, thuận nghòch hay không điều kiện chuẩn. a) AgI (r) + NH3 (dd) [Ag(NH3)2]I (dd) b) AgCl (r) + Na2S2O3 (dd) Na3[Ag(S2O3)2] (dd) c) Zn(OH)2 (r) + NaCN (dd) Na2[Zn(CN)4] (dd) e) Al(OH)3 (r) + NaOH (dd) Na[Al(OH)4] (dd) f) CuCl (r) + NaCl (dd) Na[CuCl2] (dd) g) BaCrO4 (r) + CH3COOH (dd) Ba(CH3COO)2 (dd) + H2CrO4 (dd) Rút nhận xét chung chiều phản ứng hóa học có tham gia acid, base yếu, phức chất, kết tủa tan phía phương trình phản ứng. 34. Hãy nêu đònh nghóa phức chất. Nguyên tử trung tâm gì? Phối tử gì? Những loại tiểu phân phối tử? Cho ví dụ chứng minh. Phản ứng tạo phức gì? 35. Hãy cho biết ion trung tâm, điện tích số phối trí ion trung tâm hợp chất sau: a) [Ag(NH3)2]Cl c) K[AuCl4] b) [Al(H2O)6]Cl3 d) [Co(NH3)3(NO3)3] 36. Khi hòa tan hợp chất sau vào nước, trình phân ly chúng xảy nào? Viết phương trình phản ứng phân ly biểu thức số bền phức chất: a) K3[Fe(CN)6] c) H2[PtCl6] b) [Cu(NH3)4]SO4 d) [Pt(NH3)4][PtCl4] 37. Các giá trò số bền phức chất Cu(I) Cu(II) với NH3 có giá trò sau: K1 K2 K3 K4 5,9 Phức Cu(I) 10 10 Phức Cu(II) 10 103,3 103,1 102 Tính số bền toàn phần phức chất: [Cu(NH3)4]2+, [Cu(NH3)2]+. Dựa vào giá trò số bền, cho biết ion Cu + hay Cu2+ liên kết với NH3 chặt chẽ hơn? 38. Khi thêm dung dòch KSCN vào dung dòch chứa ion Fe 3+ (ví dụ FeCl3, Fe(NO3)3…) dung dòch trở thành màu đỏ có tạo phức Fe(SCN)3 theo phản ứng: Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 50–52 Fe3+ + SCN– Fe(SCN)3 Nếu cho dung dòch KSCN vào dung dòch muối (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3 màu đỏ máu xuất hiện. Nếu cho dung dòch KSCN vào dung dòch muối 3KCN.Fe(CN) màu đỏ máu không xuất hiện. 39. Hoàn thành phương trình phản ứng sau: a) SO2Cl2 + H2O b) MnF7 + H2O c) TiCl4 + H2O d) SiH4 + H2O e) NaH + H2O f) NaOH + Sn(OH)4 g) ZnCl2 + dd NH3 (cho đến dư) h) HI + PbI2 g) Al2(SO4)3 + dd NH3 (cho đến dư) h) Na[Al(OH)4] + CO2 + H2O 40. Năng lượng ion hóa Na Li có giá trò 495,8 kJ/mol 520,2 kJ/mol. Còn oxi hóa khử chúng dung dòch nước lại có giá trò sau: E oLi 3,045 V E oNa / Na / Li =– = –2,714 V Có nhận xét tính khử Natri Liti? Có mâu thuẫn giá trò cho hay không? Tại sao? 41. Thế oxi hóa khử tiêu chuẩn số cặp oxi hóa khử liên hợp sau: Cl2 + 2e 2Cl– Eo = +1,36 V Br2 + 2e 2Br– Eo = +0,80 V I2 + 2e 2I– Eo = +0,53 V Fe3+ + 1e Fe2+ Eo = +0,77 V Fe2+ + 2e Fe Eo = - 0,44 V Hãy cho biết chất khử? Hãy xếp chất khử theo tính khử tăng dần? Hãy cho biết chất oxi hóa? Hãy xếp chất oxi hóa theo tính oxi hóa tăng dần? Có nhận xét mối quan hệ tính oxi hóa dạng oxi hóa tính khử dạng khử liên hợp với nó? 42. Thế oxi hóa khử tiêu chuẩn số cặp oxi hóa khử sau: Cu+ + 1e Cu Eo = +0,531 V CuCl + 1e Cu + Cl– Eo = +0,137 V CuBr + 1e Cu + Br– Eo = +0,033 V CuI + 1e Cu + I– Eo = –0,185 V + Có nhận xét tính oxi hóa Cu(I) hợp chất trên? Tính khử Cu có mặt Cl–, Br–, I–? + Có mối liên hệ không khả oxi hóa Cu(I) hợp chất với tính tan hợp chất đó? Biết giá trò tích số tan sau: T CuCl = 1,2.10–6; TCuBr = 5,2.10–9; TCuI = 1,1.10–12 43. Cho biết Au3+ + 3e Au AuCl4– + 3e Au + 4Cl– AuBr4– + 3e Au + 4Br– – Au(SCN)4 + 3e Au + 4SCN– Eo = +1,498 V Eo = +1,0 V Eo = +0,87 V Eo = +0,65 V Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 51–52 + Tìm mối liên hệ tính oxi hóa Au(III) với độ bền phức chất Au(III)? Tính khử Au có mặt Cl–, Br–, SCN–? Biết rằng: số bền toàn phần phức chất sau: K[AuCl4]– = 1021,3; K[AuBr4]– = 1031,5; K[Au(SCN)4]– = 1042 NO3– + 4H+ + 3e 44. Cho NO + 2H2O Eo = +0,96 V Au3+ + 3e Au Eo = +1,5 V Hãy cho biết dùng HNO3 để hòa tan Au không? 45. Cân phương trình phản ứng sau đây, xác đònh cặp oxi hóa khử liên hợp phản ứng từ giá trò oxi hóa khử cho biết phản ứng có xảy hay không, hoàn toàn hay không hoàn toàn? a) Cu2+ + Zn Cu + Zn2+ b) Sn2+ + Fe3+ Sn4+ + Fe2+ c) KI + Cl2 d) Cu2+ + I– I2 + KCl CuI + I2 46. Cho biết điện cực chuẩn kim loại K, Mg, Al, Cu sau: E oK /K = 2,93 V; E oMg2 Cho biết E o2 H / H2 / Mg = 2,37 V; E oAl / Al = 1,66 V; E oCu2 / Cu = +0,34 V = 0,0 V pH = 0. a) Hãy cho biết kim loại tác dụng với dung dòch nước pH = 0, pH = 7? Viết phương trìnhnh phản ứng. Giải thích. b) Kim loại không tác dụng với dung dòch nước pH = 0, pH = 7? Giải thích. 47. Xác đònh xem ion tồn dung dòch nước môi trường khí thường: [Co(H2O)6]2+, [Co(NH3)6]2+, [Co(CN)6]4–. Giải thích. Cho biết E o O ,H / H2O 0,815V (pH = 7) 1,380V 0,1V /[Co( NH )6 ]2 E o Co3 / Co2 E o [Co( NH )6 ]3 E o [Co( CN)6 ]3 /[Co( CN)6 ]4 0,83V 48. Tính Eo phản ứng cho biết: dùng ClO3– để oxi hóa Fe(II) lên Fe(III) môi trường axit pH = hay không? Phản ứng chiếm ưu nhất. Cho biết: Fe3+ + 1e Fe2+ Fe(OH)3 + 1e Fe(OH)2 + OH– ClO3– + 3H+ + 2e HClO2 + H2O ClO3– + H2O + 2e ClO2– + 2OH– 2ClO3– + 12H+ + 10e Cl2 + 6H2O ClO3– + 6H+ + 6e Cl– + 3H2O ClO3– + 3H2O + 6e Cl– + 6OH– Eo = +0,77 V Eo = –0,56 V Eo = +1,21 V Eo = +0,33 V Eo = +1,47 V Eo = +1,45 V Eo = +0,63 V 49. Các chất CaCl2, Na2SO4, NaOH (rắn), H2SO4 (đậm đặc), P2O5 thøng sử dụng để làm khô chất khí. Hãy cho biết dùng chất kể để làm khô khí sau: hydro sulfur, lưu huỳnh dioxid, amoniac. 50. Hoàn thành phương trình phản ứng sau dạng phân tử ion (nếu có) a) HClO3 + HCl b) KMnO4 + HCl Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở c) MnO2 (r) + KCl (dd) + H2SO4 (đđ) e) KI (dd) + H2O2 (dd) + KOH g) H2O2 (dd) + K2Cr2O7 (dd) + H2SO4 (loãng) i) SO2 (k) + Br2 (dd) + H2O k) KMnO4 (dd) + H2O2 (dd) + H2SO4 (loãng) m) NH3(k) + Cl2 (k) (loãng) o) P + HNO3 q) Cu + HNO3 Phần VÔ CƠ 52–52 d) Cl2 (k) + KOH (dd) f) KI (dd) + FeCl3 (dd) h) H2S (k) + SO2 (k) j) H2SeO4 + HCl (đđ) l) S + H2SO4 n) KMnO4 + Na2HPO3 + H2SO4 p) PbO2 (r) + HCl (đđ) r) Zn + HNO3 [...]... ion–cộng hóa trò, Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 25–52 cộng hóa trò phân cực và cộng hóa trò làm cho tính chất của hợp chất chuyển dần từ baz sang lưỡng tính và acid Đặc điểm liên kết: ion Tính chất của hợp chất: ion–cộng hóa trò baz Thí dụ: Na2O MgO cộng hóa trò phân cực lưỡng tính Al2O3 baz cộng hóa trò acid SiO2 lưỡng tính P2O5 SO3 Cl2O7 acid 3 Các oxid baz: Cation: là các kim loại kiềm và. .. Fe(OH)3 và Fe(OH)2, liên kết Fe–O trong Fe(OH)3 có tính cộng hóa trò cao hơn, tính acid của Fe(OH)3 mạnh hơn do số oxi hóa Fe(III) > Fe(II) và rFe(III) < rFe(II) Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 20–52 Chương 5 Hydrogen và Oxygen 5.1 Hydrogen 5.1.1 Cấu hình điện tử và đặc điểm liên kết 1 Cấu hình điện tử ns1 đơn giản nhất nhưng hóa học lại rất phức tạp do khi mất điện tử này thì nguyên tử... trung gian có tính oxi hóa lẫn tinh khử Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ Thí dụ: P: Tính chất: 3 khử 0 13–52 +1 +3 +5 oxi hóa khử oxi hóa 4 Khi ở số oxi hóa dương càng cao, nguyên tử càng mất nhiều điện tử, r + giảm, q+ tăng nên tác dụng phân cực càng mạnh, liên kết càng có tính cộng hóa trò nên các hợp chất oxihydroxid của nó càng có tính acid 5 Ngược lại, khi ở số oxi hóa thấp, tác dụng... tan ngoại trừ sulfur của kim loại kiềm và kiềm thổ Các sulfur cộng hóa trò không tan hoặc khi tan sẽ thủy phân cho môi trường acid 7 Tính oxi hóa khử: Trong các hợp chất hydracid và dẫn xuất của chúng, E có số oxi hóa 2 nên chỉ có tính khử Khi đi từ trên xuống dưới, tính khử tăng dần Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 36–52 7.4.2 Các oxihydroxid H2EOn và các dẫn xuất của chúng 1 Các oxihydroxid... càng kém bền Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 27–52 3 Do có số oxi hóa trung gian nên các peroxid vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử Trong đó tính oxi hóa mạnh hơn tính khử b Hydroperoxid H2O2 H 95pm O 950 148pm O 1200 H 1 Giữa các phân tử hydroperoxid, bên cạnh liên kết Van der Waals còn có liên kết hydro (H2O2HO2H) nên H2O2 có: Tnc và Ts cao bất thường, Tnc = 0,410C và Ts = 150,20C... có số oxi hóa 2 Do tác dụng bò phân cực vì bán kính lớn nên liên kết của X 2 có phần tính cộng hóa trò nên tính baz của chúng không mạnh lắm 6 Do có độ âm điện không lớn nên các nguyên tố phân nhóm 6A ở số oxi hóa dương có bản chất liên kết từ cộng hóa trò đến ion–cộng hóa trò, các hợp chất oxihydroxid của chúng mang tính từ acid đến lưỡng tính Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 34–52 7.2... trong cùng một chu kỳ, tính không kim loại tăng dần nên tính oxi hóa tăng Và tính kim loại giảm dần nên tính khử giảm 3 Khi đi từ trên xuống dưới trong cùng một phân nhóm, tính không kim loại giảm dần nên tính oxi hóa giảm Và tính kim loại tăng dần nên tính khử tăng Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 15–52 Chương 3 Các hydracid và các dẫn xuất của chúng 3.1 Các hợp chất hydracid HnX 3.1.1... càng lớn, nghóa là có càng nhiều O* không liên kết với H 7 Khả năng phân cực của X càng cao khi: Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 19–52 Điện tích dương q+ của X càng cao (số oxi hóa của X càng cao, độ âm điện của X càng cao) Bán kính của X càng nhỏ Cấu hình điện tử của X: d10 > d1–9 > cấu hình khác 8 Phạm vi ứng dụng: Cùng M nhưng số oxi hóa khác nhau M cùng chu kỳ có độ âm điện và bán kính... thuốc trừ sâu, lưu hóa cao su,… Selen và tellur: dùng để điều chế các tế bào quang điện, chất bán dẫn,… Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 35–52 7.4 Các hợp chất của các nguyên tố phân nhóm 6A 7.4.1 Các hydracid H2E và các dẫn xuất của chúng 1 Các dữ liệu quan trọng về các hydracid: Tính chất H2O H2S H2Se H2Te pKa dX X, pm EH X, kJ/mol Tnc, (0C) Ts, (0C) 14 96 463 0 100 6,99 và 12,89 133 374... sáng, thường được gọi là sự cháy KMnO 4 K 2 MnO 4 MnO 2 O2 Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 24–52 4 Ứng dụng: Oxygen chủ yếu được dùng làm chất oxi hóa cho quá trình cháy Oxygen cũng được dùng trong hô hấp cho bệnh nhân và thợ lặn Oxygen duy trì sự sống, tham gia vào quá trình thối rửa, mục nát của động, thực vật chết, tham gia vào vòng tuần hoàn chung của thiên nhiên 5.2.2.2 Ozon 1 Phân . số oxi hóa trung gian có tính oxi hóa lẫn tinh khử. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 13–52 Thí dụ: P: 3 0 +1 +3 +5 Tính chất: khử oxi hóa khử oxi hóa 4. Khi ở số oxi hóa dương. Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 1–52 Chương 1 Danh pháp các hợp chất vô cơ 1.1 Đại cương Danh pháp là một hệ thống cách. cột thể hiện 8 nhóm và 7 hàng Hóa Đại Cương Hữu Cơ & Vô Cơ Cơ Sở Phần VÔ CƠ 6–52 thể hiện 7 chu kỳ. Mỗi cột lại được phân thành hai loại A và B thể hiện phân nhóm chính và phụ bằng cách sắp