giáo trình hóa học đại cương và vô cơ nguyễn đăng đức

c VÀ ĐÀO TẠO IÁI N G U Y Ê N N G U Y Ễ N Đ Ă N G G I Á O T R Ì N H H O V A A V H Ò Ọ ĐỨC C C Đ Ạ I C Ư O I / NHẢ XUẤT BAN ĐẠI HỌC QUÕC GIA HÀ NỘI I Ơ N G B Ộ GIÁO DỤC VÀ Đ À O TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN PGS TS NGUYỄN ĐÀNG ĐỨC G H O A I H Ọ C Á O Đ Ạ I T R C Ư Ơ N G Ì N V À H v ô DẠI HỌC THÁI NGUYỄN TRUNG TAM HỌC Ũ Ẹ U NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI c SÁCH ĐƯỢC XUẤT BẢN BỞI TÀI TRỢ CỦA Dự ÁN GIÁO DỤC ĐẠI HỌC MỤC LỤC Lời nói đầu Chương Cấu tạo nguyên tử hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoa học 1.1 Nguyên tử thành phần nguyên tử Ì Câu tạo nguyên tử Ì Định luật tuần hoàn Bàng hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoa học Câu hỏi tập chương Ì 20 23 Chương c ấ u tạo phân tử liên kết hoa học Ì Khái niệm độ âm điện nguyên tố 2.2 Các loại liên kết theo quan điểm cổ điển 2.3 Tính chất phân tử 2.4 Liên kết hoa học theo học lượng tử Câu hỏi tập chương 24 24 25 28 32 42 Chương Các trạng thái tập hợp chất 3.1 Trạng thái khí 3.2 Trạng thái lỏng 3.3 Trạng thái rắn 44 44 46 48 Chương Nhiệt động học 4.1 Các khái niệm 4.2 Nguyên lý thứ nhiệt động học 4.3 Hiệu ứng nhiệt phản ứng hoa học 4.4 Cách tính hiệuứng nhiệt phản ứng hoa học 4.5 Nguyên lý l i nhiệt động học 4.6 Năng lượng tự do, đẳng nhiệt đẳng tích đẳng nhiệt đẳng áp Câu hỏi tập chương Chương Cân bàng hoa học 5.1 Khái niệm cân bàng hoa học 9 lo 51 51 53 55 57 61 63 64 67 67 5.2 Các yếu tốảnh hường đến cân hoá học 5.3 Cách tính số cân hoá học nồng độ chất Câu hỏi tập chương Chương Tốc độ phản ứng 6.1 Định nghĩa tốc độ phảnứng 6.2 Các yếu tốảnh hường đến tốc độ phảnứng 6.3 Phản ứng dây chuyền Phản ứng quang hoa Câu hỏi tập chương 71 73 76 77 77 80 84 86 Chương Dung dịch 87 A Dung dịch chất tan điện li dung dịch chất tan không điện li 87 7.1 Các định nghĩa 87 7.2 Dung dịch chất tan điện li 89 7.3 Nồng độ dung dịch 91 74 Axit bazơ 95 7.5 Tính pH dung dịch 96 7.6 Khái niệm phức chất loi 7.7 Sự thúy phân dung dịch nước 105 7.8 Thuyết chất điện li mạnh tan 107 7.9 Thuyết chất điện giải mạnh Đebai - Hucken 110 7.10 Dung dịch phân tử (dung dịch chất tan không điện li) 112 7.11 Những sai lệch dung dịch điện l i so với dung dịch chất tan không điện li Hệ số Van Hấp 118 B Dung dịch keo 120 7.12 Khái niệm dung dịch keo 120 7.13 Tính chất động học phân tò hệ keo 121 7.14 Tính chất quang học hệ keo 125 7.15 Hiện tượng bề mặt hệ thống phân tán 127 7.16 Đặc tính mạng điện hệ keo ghét lưu 132 7.17 Độ bền vững hệ keo 136 Câu hỏi tập chương 137 Chương Phản ứng oxi hoa - khử Dòng điện 8.1 Khái niệm phản ứng oxi hoa - khử 8.2 Thế oxi hoa - khử Chiều phản ứng oxi hoa - khư 8.3 Hằng số cân phàn ứng oxi hoa - khử 8.4 Pin vàắc-quy 139 139 140 147 149 8.5 Sự điện phân 8.6 Sự ăn mòn kim loại Câu hỏi tạp chương 153 155 156 Chương Hoá học nguyên tố họ s họ p 9.Ì Hiđro - Oxi - Nước - Hiđropeoxit 9.2 Các kim loại kiềm 9.3 Các kim loại kiềm thổ 9.4 Các nguyên tố nhóm IIIA 9.5 Các kim loại nhóm IVA 9.6 Các phi kim nhóm IVA 9.7 Các phi kim nhóm VA 9.8 Các phi kim nhóm VÍA 9.9 Các halogen nhóm VUA Câu hỏi tập chương 158 158 163 164 166 167 169 172 177 181 183 Chương 10 Các nguyên tố họ d 10 Ì Những đặc điểm chung kim loại họ d 10.2 Các nguyên tố phân nhóm crom 10.3 Các nguyên tố phân nhóm mangan 10.4 Các nguyên tố phán nhóm coban 10.5 Các nguyên tố phân nhóm đồng 10.6 Các nguyên tố phân nhóm phụ nhóm kẽm Câu hỏi tập chương 10 185 185 189 191 193 197 199 201 Tài liệu tham khảo 203 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TÁT AO Obitan nguyên tử BSCNN Bội số chung nhỏ CBHH Cân hoa học ĐAĐ Độ âm điện ĐKM Đất không mặn HSCB Hằng số cân Kĩ Kỹ thuật MO Obitan phân tử NĐH Nhiệt động học QĐTH Quyết định hiệu s Độ tan TTCB Trạng thái cân HTTH Hệ thống tuần hoàn L Ờ I NÓI Đ À U Hoa học khoa học độc lập nghiên cứu trình chuyến hoa cùa chất có kèm theo biến đổi thành phần cấu trúc, trình chuyển hoa lẫn dạng dạng khác chuyển động vật chất Vì vậy, đối tượng chỉnh hoa học chất trình chuyển hoa chúng Nhằm giúp cho sinh viên ngành không chuyên hoa như: toán tin, vật lý, khoa học môi trường, cử nhân sinh, công nghệ sinh, địa lý, kể sinh viên ngành y, dược, khối nông lâm ngư nghiệp có tảng kiến thức hoa học để học môn hoa hữu hoa phân tích biên soạn giáo trình Hoa Đại cương Vô gồm tín (tương đương đơn vị học trình trước đây) • Phần hoa Đại cương với thời lượng 35 tiết gồm vấn đề sau đây: - Cấu tạo nguyên tử bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoa học - Cấu tạo phân tử liên kết hoa học - Nhiệt động lực học trình hoa học - Cân hoa học - Tốc độ phản ứng hoa học - Dung dịch trình xảy dung dịch - Phản ứng hoa học dòng điện • Phần hoa Vô với thời lượng lũ tiết gồm: nguyên tó họ ỉ, nguyên tố họ p nguyên tổ họ ả Cách xếp theo họ giúp cho sinh viên nắm cách hệ thống nguyên tố dễ liên tưởng lại phần kiến thức cẩu tạo nguyên từ trước Với thời gian có hạn, chi giới thiệu cho sinh viên kiến thức cốt lõi cùa hoa đại cương vù vô Tuy nhiên không tránh khỏi thiểu sót, mong đóng góp đông nghiệp sinh viên Tác giả Khi nấu chày với peoxit kim loại kiềm hỗn hợp cùa kiềm nitrat, biến thành cromat: CC2O3 + 3Na Ơ2 -> 2Na Cr0 + Na 2 10.2.2.2 Hiđroxit Cr(OH)ĩ Cr(OH) giống Al(OH) , có tính chất lưỡng tính: 3 Cr(OH)3 + H - > [Cr(OH2)6/ + + Cr(OH) + OW + 2H - * [ C r í O H M O Ỉ ^ r Cr(OH) tan ứong NH3 lỏng: Cr(OH) + 6NH3 -> [Cr(NH )6](OH) 3 10.2.2.3 Oxit crom(VI) CrOĩ Cr0 - ^ C r 3 -^Ucr -^->Cr0 -^£_>Cr 2 Cr03 + H C l - » C r C l + H Cr0 + H ->H Cr0 2 10.2.2.4 Axit cromic H^CrOị axit đỉcromic H2C1O4 có độ mạnh ừung bình, có cân với Cr 07~: 2CrOỈ~ +2H ->Cr 07 " + H + 2 Axit đicromic không bền, tồn môi trường axit Vì lon Cr 07~ không bền nên muối có tính oxi hóa mạnh, đặc biệtữong môi trường axit: Cĩ 0]2 2+ 3+ 3+ + 6Fe + 14H* -> 2Cr + 6Fe + 7H + 14H+ -> Cr Of" + r + 3I + 7H 2 10.2.2.5 Muồi Muối cromat bền môi trường kiềm oxi hoa mạnh môi trường axit: 2CrOỈ" + 8H* + 6e -> 2G" * + 4H CiOỈ" + 4H + 3e -> Cr(OH) + 50IT 190 Muối K C r (kali đicromat) chất điều chế dạng tinh khiết hoá học, thường dùng để pha dung dịch chuẩn gốc có úng dụng nhiềuừong phân tích thể tích (phép đo đicromat xác định Fe dung dịch) 2 2+ 10.2.3 Các hợp chất phức crom Phức Cr(III) với NH3 gọi hiđroxo bi(pentaamin) crom(III): [(H N)5.Cr->OH Mn(OH) + H 2 Nó tác dụng mạnh với axit loãng HC1, H2SO4 tạo muối Mn vàH t + Mn bị thụ động bời HNO3 đặc, nguội lại tan mạnh đun nóng với HNO3 loãng: 3Mn + 8HNO3 -> 3Mn(N0 ) + 2NO + 4H 2 191 10.3.2 Hợp chất mangan 103.2.1 Các oxit Các oxit thường gặp cùa Mn MnO, Mn 03, MnO: Chúng oxit bazơ, chi có Mn0 oxit lưỡng tính tính axit mạnh tính bazơ Riêng M n oxit axit gọi anhiđrit pemanganic 2 hoa tan vào nước cho ta axit pemanganic: MnO + H2SO4 -> MnS0 + H M n + H2SO4 -> Mn0 + M11SO4 + H 2 M n + 2HNO3 -> Mn0 + Mn(N0 ) + H 2Mn0 + H — 2 )Mn + H 4Mn0 + 6H2SO4 -> 2Mn (S0 )3 + 6H + 2 2 Mn0 +6KOH -> K M n + K [Mn(OH) ] 2 Hai phàn ứng sau thề tính chất lưỡng tính cùa MnƠ2 Còn phản ứng sau thể tính axit cùa Mn207 M n + H -> 2HM11O4 10.3.2.2 Mangan hiđroxit Tương ứng với mức oxi hoa mangan, ta có hiđroxit sau: Mn(OH) Mn(OH) Mn(OH) Mn(OH) (H Mn0 2H 0) Mn(OH) (HMn0 3H 0) axit axit bazơ bazơ > axit axit > bazơ 2 Axit manganic axit tương đối mạnh tính oxi hoa mạnh Tuy nhiên thể tính khử phán ứng với chất oxi hoa: 2K Mn0 + Ch -> 2KMn0 + 2KC1 4 Vì H2Mn0 có M n mức oxi hoa trung gian nên hoa tan vào nước tính chất tự oxi hoa tự khử: 6+ 3MnO;~ + 2H -> 2Mn0 " + Mn0 + 40H" Axit pemanganic axit mạnh tính oxi hoa mạnh: 2HMn0 -> 2Mn0 + - + H 192 2 Muối cùa axit pemanganic điền hình kali pemanganic gọi thuốc tím Ngoài không khí tự phân huy thành K M n Mn0 : 2KMn0 li K Mn0 + Mn0 + 4 2 KM11O4 thể tính oxi hoa mạnh môi trường khác Trong môi trường axit bị khử (oxi hoa) Mn : + 2KMn0 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 -> K2SO4 + 2MnS0 + 10CO + 8H 4 2 2KMn0 + 5Na S0 + 3H S0 -> 2MnS0 + K2SO4 + 5Na S0 + 3H 4 4 Trong môi trường trung tính oxi hoa Mn : 4+ 2KMn0 + 3Na S0 + H -> 2Mn0 + 3Na S0 + 2KOH 2 Trong môi trường kiềm Mn bị oxi hoa Mn : 7+ 6+ 2KMn0 + Na S0 + 2KOH -> 2K Mn0 + Na S0 + H 4 4KMn0 + 4KOH -> 4K Mn0 + + 2H 4 2 Muối KMnƠ4 có ứng dụng rộng rãi y học (làm thuốc sát trùng), thực phẩm (làm thuốc sát khuẩn) Trong hoa học dùng làm tác nhân oxi hoa cho nhiều phản ứng hoa học làm dung dịch chuẩn độ phép đo pemanganat 10.3.3 Họp chất phức cùa mangan 10.3.3.Ỉ Các hợp chất mangan(II) chúa nhóm CN~ Điển hình axit hexaxianua mangan (hay kali hexaxianua mangan) có dạng sau: H [Mn(CN) ] K.,[Mn(CN) ] 6 10.3.3.2 Các hợp chất Mn(ỈV) Đimetyl pentacacbonyl mangan CH3Mn(CO) ; có muối pentacacbonyl natri cua mangan NaMn(CO)j 10.4 CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM COBAN Đây nguyên tố kim loại phàn nhóm phụ nhóm VUI hay gọi nhóm VIIIB, gọi kim loại chuyển tiếp Đó sát (Fe) coban (Co) niken (Ni) 193 10.4.1 Các đơn chất Fe, Co, Ni kim loại có hoạt tính hoá học trung bình giảm dần từ Fe đến Ni điều kiện thường ẩm, chúng không tác dụng rỗ rệt với nguyên tố không kim loại điển Ch, O2, s, Bĩ2 có màng oxit bảo vệ Khi đun nóng, phảnứng xảy mạnh kim loại dạng bột, tổng diện tích tiếp xúc bề mặt hạt với không khí sai lệch mạng lưới tinh thể hạt so với kiến trúc bền kim loại Khi đun nóng Ương không khí khô, sắt tạo nên Fe2Ơ3 nhiệt độ cao tạo nên Fe3Ơ4: 3Fe + 20 -> Fe ừên 300°c, Co phảnứng với tạo CoO, ừên 500°c, Ni phản ứng với O2 tạo NiO Khí Ch phảnứng dễ dàng với Fe tạo FeCl3 chất dễ bay nên không tạo màng mỏng bảo vệ Fe Ngược lại, hợp chất ílorua kim loại lại không bay chúng hợp chất ion, Fe, Co, Ni bền với F2 nhiệt độ cao nhiệt độ nóng đỏ Ni không bị khí F phá huy, dó thiết bịừong khí F làm Ni 2 Fe, Co, Ni tác dụng với axit giải phóng H2 tạo muối Me , Ương Fe tan dễ dàng 2+ Với không khí nước, kim loại Fe, Co, Ni tinh khiết bền Fe tinh khiết bền Cột sắt Đêu (Án Độ) bền hom 1500 năm, đến chưa bị phá huy Riêng Fe phảnứng vói H2O: Fe +H ° ) FeO + H >570 c 2 3Fe + 4H " > Fe + 4H Fe nH (lớp gi sắt) 194 2 10.4.2 Các hợp chất Fe, Co, Nỉ 10.4.2.1 Hợp chất Fe, Co, Ni với co Đó hợp chất c o với kim loại Sắt penta cacbonyl Fe(CO)s chất lỏng màu vàng phân tử có tính nghịch tử Fe(CO) bị phân huy H S0 : Fe(CO) + H2SO4 -> FeS0 + 5CO + H Coban octacacbonyl C02(C0)8 chất dạng tinh thể ừong suốt, có màu đỏ da cam Niken tetracacbonyl Ni(CO)4 chất lỏng không màu, dễ bay hoi độc 10.4.2.2 Hợp chất Fe ại), Co (li), Ni ạt) a) Các oxit FeO, CoO chất rắn có dạng tinh thể lập phương, có thành phần không hợp thức Chúng oxit bazơ, không tan nước, tan ương axit (HC1, HNO3, H2SO4) cho muối Fe (li), Co (li), Ni (li) H 0: FeO + H C l - » F e C l + H 2 CoO + 2HC1 -» C0CI2 + H NiO + H C l - > N i C l + H 2 b) Các hiđroxit Fe(OH) Co(OH) , Ni(OH) kết tủa vô định hình không tan ừong nước, có cấu trúc lớp Trong không khí chúng phàn ứng với O2: 2) 2 4Fe(OH) + + 2H -> 4Fe(OH) 2 lục ứắng đỏ nâu 4Co(OH) + + 2H -> 4Co(OH) hồng 2 nâu Còn Ni(OH)2 có màu lục, bền với không khí chi biến đổi tác dụng với chất oxi hoa mạnh: 2Ni(OH)2 + Bĩ2 + 2KOH -> 2Ni(OH)3 + 2KBr 195 Các hiđroxit E(OH) dề tạo phức với NH theo phản ứng: E(OH) + 6NH3 -> [E(NH )6](OHh c) Phức chất cùa Fe(ỉl), Co(ỉỉ), Ni(ỉl) Độ bền phức chất giảm từ Fe đến Ni * Cả ion tạo nên phức chất với số phối trí Trong số phức chát tứ diện thi có phức chất coban có nhiều 2+ Phức chất E(NH )6 E(CN)ft" tạo nên phức bát diện + Trong dung địch nước phức amiacat cùa Co(II) chuyên hoa thành phức amiacat Co(lII) 4Co(NH )* + + H - > 4Co(NHj)ỉ + + +40H~ Các phức xianua Fe Co, Ni ứng dụng nhiều K4[Fe(CN) ].3H chất dạng tinh thể đom tà, có màu vàng Nó bền với oxi không khí kiềm tác dụng với dung dịch axit đặc: 2K [Fe(CN) ] + Cl -> 2K [Fe(CN) ] + 2KCI 6 10.4.2.3 Hợp chất Fe(UI), Co(III), Ni(III) a) Các hiđroxit Fe(OH)s, Co(OH)ĩ, N i(OH)} (gọi E(OH)ỉ) Các E(OH)3 bền không khí, không tan nước Tích số tan Fe(OH) , Co(OH) vào khoảng Ì Ó" - 10^ Khi đun nóng nhẹ chúng nước tạo E2O3 (Fe2Ơ3, C02O3, NÌ2O3) 38 Khi tan vào axit, chúng tạo muối E(III) Muối Fe(III) dễ bị thúy phân pH = - b) Phức Fe (IU), Co (in), Ni (UI) Phức cùa Fe nhiều, có K.3[Fe(CN) ] dùng nhiều phòng thí nghiệm Khi đun nóng dung dịch kiềm chúng chuyển thành K4[Fe(CN)6: 3+ 4K [Fe(CN) ] + 4KOH -> 4K4[Fe(CN) ] + 2H + 6 lon Fe(CN)^ tạo với nhiều lon kim loại thành phức chất có màu Phức Fe với o-phenantrolin thành phức có màu xanh + Axit salixylic tạo với Fe thành phức có màu tím 3+ 196 Feron (8-oxiquinolin-5-sunfonic axit) tạo với Fe thành phức chelat 3+ màu vàng 10.5 CÁC NGUYÊN TÓ PHÂN NHÓM ĐÒNG 10.5.1 Đon chất Đây nguyên tố phân nhóm phụ nhóm IB gồm Cu Ag, Au Chúng nguyên tố hoạt động Với oxi không khí chi có đồng tác dụng, Ag Au không kể đun nóng nhiệt độ thường Cu bị bao phù bời màng màu đỏ tạo Cu 0: 2Cu + 0: + 2H -> 2Cu(OH) 2 Cu(OH) + Cu -> CihO + H 2 Với Ơ2, Ag trơ có lẫn HỊS thì: 2Ag + H S -> Ag S + HỊ 2 Chúng tác dụng với CI2 đun nóng tạo CuCk AgCl, A11CI3 Chúng không tác dụng với axit Riêng Cu Au tác dụng với HI tạo thành H Cui (Agl) Cả ba tác dụng với HCN đậm đặc: 2Cu + 4HON -> 2H[Cu(CN) ] + H 2 Cu Ag tan HNO3 đặc H2SO4 đặc: 3Ag + 4HNO3 -> 3AgN0 + NO2 + 2H 2Ag + 2H2SO4 -> Ag S0 + S0 + 2H 2 Au tan nước cường thúy HOI có Ch: Au + HNO3 + 4HC1 -> H[AuCI ] + NO + 2H 2Au + 3C1 + 2HC1 -> 2H[AuCl ] Cu tan HCI NH3 có mặt O2 không khí: 2Cu + 4HC1 + -> 2CuCl + 2H 2 2Cu + 8NH3 + + 2H -» 2[Cu(NH.,)4](OH) 2 197 10.5.2 Hợp chất 10.5.2.1 Các oxừ (E2O) Cả ba oxit tan ítứong nước nhung tan dung dịch kiêm đặc tạo thảnh cupric, acgentic oric tương ứng: Cu + 2NaOH + H -» 2Na[Cu(OH)2] 2 (Natri hiđroxo cupric) Trong dung dịch NH3 đậm đặc, Cu AgĩO tan tạo phức chất amonicat: E + 4NH + H -> 2[E(NH )2](OH) 3 10.5.2.2 Các hiđroxit (EOH) muối E(I) Chúng không bền, dễ chuyển thành E H (Ag, Cu) 2 AgNƠ3 muối thông dụng nhất, dễ tan H đun nóng ờ300 CbỊphânhuỷ: o 2AgN0 ->2Ag + 2N0 + 2 Chúng dễ bị khử kim loại chất hữu cơ: 2[Ag(NH )2]N03 + H + HCHO -> 2Ag + HCOONH4 + NH3+2NH4NO3 Các muối halogen AgCl, AgBr Agl không tan H2O nhung lại dễ tan ữong dung dịch NH3 với mức độ khác nhau: AgCl + 2NH3 -> [Ag(NH ) ] + c r ; K = Ì ,8.10" AgBr + 2NH3 -> [Ag(NH ) ] + Br"; K = 5,0.10~ Agl K = 8,3.10' + + +2NH ->[Ag(NH )2] +r ; + 3 10.5.2.3 Các hidroxií E(OH) muối EỢI) Cu(OH) không tan ừong nước tan ừong dung dịch axit, dung dịch NH3 đậm đặc chi tan ừong NaOH 40% đun nóng: Cu(OH) +NaOH -> Na [Cu(OH) ] 2 Cu(OH) + 4NH ^ [Cu(NH ) ](OH)2 198 3 Các muối CvỢĨ) đểu đễ tan nước lon Cu 2+ chất dễ tạo phức: [Cu(NH )4] , [CuỢ^OM* [Cu(C )2] " 2+ Muối Cu(II) đùng với NaOH dùng để nhận biết chức anđehit, tác nhân oxi hoá hợp chất hữu 10.5.2.4 Các phức chất thông dạng cùa đồng, bạc vàng Các phức chất Cu(II) với phối tử khác thường có màu đặc trưng (xanh, vàng, nâu) Phức Cu 2+ với NH3 có màu xanh đậm, thường dùng để phát Cu nồng độ không bé 2+ Các phức tương đối bền Cu là: Phức với CN~(lgP = 25); CNS" 2+ (IgP = 6,5); EDTA (lgP = 18,8) Ngoài nhiều phức Cu(II) với anion cacbonat, sunfat, xianua, K2[Cu(C03)2], Na2[Cu(SƠ4)2.6H20] Phức Cu với chì đietyl đithiocacbaminat cloroíòm đê xác định hàm lượng đồng ừong quặng 10.6 CÁC NGUYÊN TÓ PHÂN NHÓM PHỤ NHÓM KẼM Thông thường, tên phân nhóm tên cửa nguyên tố đầu dãy Phân nhóm kẽm gồm ba nguyên tổ kẽm, cađmi, thúy ngân phân nhóm phụ nhóm l i (hay nhóm IIB) 10.6.1 Các đơn chất Hoạt tính hoa học chúng giảm xuống theo thứ tự Zn, Cd, Hg Zn Cđ tương đối hoạt động, Hg không Cả ba nguyên tố tác dụng với lưu huỳnh, halogen cho ta muối suníìia halogenua nhiệt độ thường, Zn Cd bền với H có màng oxit bào vệ nhiệt độ cao chúng khử nước thành oxi^ Zn + H ° > ZnO + H 700 c 2 Do điện cực âm nên Zn Cd dễ dàng tác dụng với axit: 199 E + 2H + 2H -> E ( H ) ỉ + H + + 2 Hg chi tan HNO3 H2SO4: Hg + 4HN0 3đ -> Hg(N0 )2 + 2N0 + H : 6Hg + 8HNO31 -* 3Hg (N0 )2 + 2NO + H Riêng Zn tan dung dịch kiềm giải phóng Hi (giông AI) tan NH3: Zn + 2H + 20H" -> Zn(OH) ~ + H 2 Zn + 4NH + 2H -» [Zn(NH.,)j](OH): + H 2 10.6.2 Hợp chất Zn(II) Cd(II) 10.6.2.1 Các oxit ZnO Cáo (gọi EO) Các EO chất khó nóng chày, tan NaOH nóng chay: EO + 2KOH / ->K.2E02+H n c Tuy nhiên, chúng dễ tan axit cho muối EX2 (X = Cl Br): EO + 2HC1 -> ECI + H 2 EO + H S0 ,|, -> ESO4 + H 10.6.2.2 Các hiđroxit Zn(OH) Cd(OH) 2 Zn(OH)2 chất lưỡng tính điển hình, tan axit tạo thành muối Zn(II) tan kiềm tạo thành Zn(OH)4 Phản ứng tính _ chất lưỡng tính Zn(OH)i Khi cho Zn(OH) Cd(OH) tác dụng với NH3 la phức 2 amiacat tương ứng: E(OH) + 4NH -> [E(NH ) ](OH) 3 Hiđroxit cùa kẽm cađmi tan axit cho muối nước: E(0H) + 2HC1 ->ECI + 2H 2 E(OH) + H2SO4 -> ESO4 + 2H 2 Các muối sunfat nitrat clorua kẽm cađmi dề tan nước 200 C Â U H Ỏ I VẢ B Ả I T Ạ P C H Ư Ơ N G 10 , Ị > Ì Trinh bày thuyết mạch thuyết phối trí phức chất ĩ Trinh bày tính chất hoa học cùa oxit hiđroxit cùa crom (IU) crom (IV) Trình bày tính axit bazơ, tính oxi hoa - khư hiđroxit cùa mangan Trình bày đơn chất Fe, Co, Ni Nêu đặc tính hoa học cùa Fe (li), Co (li), Ni (li) Nêu đặc tính hoa học Fe (III), Co (III), Ni (IU) Nêu phức chất Fe (li), Co (li) Ni (li) phức chất cùa Fe (III), Co (UI); Ni (III) Trình bày đơn chất Cu, Ag Au Trình bày tính chất hoa học hiđroxit cùa Ag (ì), Cu (ì) Cu (li) lo Trình bày tính chất hoa học cùa đơn chất Zn hợp chất Zn (li) 201 TÀI LIÊU THAM K H Ả O l Vũ Đăng Độ, Cơ sở lý thuyết tình hoa học Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 1994 Hoàng Nhâm, Hoa học nguyên tổ - Tập Ì, Nhà xuất Đại học Quoc gia Hà Nội, 2004 Trịnh Xuân Sên, Điện hoa học Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà NỘI, 2004 Đào Đình Thức, Hoa học đại cương Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, 2002 René Điđier, Hoá học đại cương - Tập Ì, Xí nghiệp in Ba Đình, Thanh Hoa, 1996 Ngô Quang Tuyển, Hồ Văn Hài, Câu hỏi tập hoa đại cương Đại học Thái Nguyên, 1997 203 NHA XUẤT BỂN ĐẠI HỌC QUỐC Gìn HA NỘI 16 Hàng Chuối - Hai Bà Trưng - Hà Nội Điên thoai: Biên tâp-Chế bán: (04) 39714896; Hành chinh:(04) 3Q71489Q ; Tổng Biên táp: (04) 39714897; Fax: (041 39714899 Chiu trách nhiệm xuất bản: Giám đốc: PHÙNG QUỐC BAO Tổng biên tập: PHẠM THỊ TRÀM Biên tập: QUỐC THĂNG cư bản: QUỐC THẮNG Trình bày bìa: NGỌC ANH Đôi tác liên kết xuất bán: ĐAI HỌC THÁI NGUYÊN SÁCH LIÊN KÉT Giáo trình hoa học dại cương vò Mã sò: 1L-269ĐH2010 In 220cuốn, khổ 15.5 X 22,5 em Công ty CP Nhà in Kho;! học Cóng nghé Sô' xuất bản: 134- 2010/CXB/02 - 14/ĐHQGHN ngày 01/2/2010 Quyết định xuất số: 269LK-TN/QĐ - NXBĐHQGHN In xong nộp lưu chiểu quý l i năm 2010 [...]... vì nó" liên quan đến tính chất vật lý hóa học của nguyên tử 1.2 CÁU TẠO NGUYÊN TỬ 1.2.1 Cấu tạo nguyên tử theo cơ học cổ điển Từ khi có khái niệm nguyên tử ra đời đã có nhiều nhà vật lí cổ điển và hiện đại đưa ra khái niệm về nguyên tử Năm 1911, E Rơzefo (E Rutheríòrd, 1871 - 1937 là nhà vật lí người Anh) đưa ra cấu tạo nguyên tử: Nguyên tử gồm có hạt nhân ở giữa và các elecừon chuyển động xung quanh... điền vào obitan trống của phi kim kia: H ° - l e = ls - le =ls(H )(+) 1 + 33 ••• H ••• H — F ••• H H - F - H \ > 0 H F-"H-F N „ 0 H H H (HF) (H 0) n 2 / 0 — n Hình 2.5 Dạng liên kết hiđro Vì thế liên kết hiđro là liên kết yếu và được biểu diễn bàng Do có liên kết hiđro mà nhiệt độ sôi của dung dịch tăng và tính axit giảm 2.4.3 Quan điểm của cơ học lượng tử về liên kết 2.4.3.1 Luận điểm chung Theo cơ học. .. động lục 10 học thi một hạt nhân mang điện như electron khi quay xung quanh hạt nhân sẽ phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ và elecừon liên tục bị mất năng lượng và tốc độ sẽ giảm dần, cuối cùng bị hút vào hạt nhân và nguyên tử tự biến mất Năm 1913, N.Bo (N.Bohr, nhà vật lí người Đan Mạch, 1885 - 1962) đã có thuyết mới về nguyên tử Theo thuyết này ông vẫn khẳng định mẫu của Rơzơfo là đúng và đưa thêm... tả chuyển động của các hạt vi mô không thể dùng cơ học cô điên mà phải dùng cơ học lượng tử Từ (1.5) ta thấy khái niệm đường nét về quỹ đạo không còn chính xác và đầy đủ, mà phải thay thế bằng hình ảnh khác là mây electron mới 12 chính xác Để đặc trưng cho trạng thái electron, ta phải dùng hàm sóng mới bao hàm ý nghĩa không gian của nó 1.2.2.2 Hàm sóng và các nghiệm Giả sử ở một trạng thái năng lượng... thế năng cùa hạt; E là năng lượng toàn phần cùa hạt Phương trình (1.7), (1.8) được xem như nguyên lí cơ bản cùa cơ học lượng tử xét cấu trúc vỏ electron của nguyên tử Khi giải phương trình trong trường hợp tổng quát cho loại nguyên tử một electron kiểu hiđro người ta thấy mỗi nghiệm số phải được đặc trưng bằng 4 con số kí hiệu là n, Ì, mi, m và được gọi là các số lượng tử s 1.2.2.3 Ỷ nghĩa của các số... CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1 1 Hãy cho biết nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn 2 Có phải điện tích hạt nhân nguyên tử bằng số electron ờ lớp vỏ nguyên tử không? 3 Hãy phân biệt sự khác và giống nhau giũa electron ls và 2s, 2s và 2p 4 Trong nguyên tử nhiều electron, năng lượng của electron phụ thuộc vào số lượng tử nào? Hãy tính số electron tối đa trong một phân lớp và trong... biểu các quy tắc và nguyên lí sắp xếp các electron trong nguyên tử nhiều electron 6 Hãy trình bày các số lượng tử chính, phụ, số lượng tử từ và số lượng tử spin 7 Hãy cho biết cấu trúc cùa bảng HTTH các nguyên tố hoa học? 8 Hãy phân biệt các nguyên tố phân nhóm chính và phân nhóm phụ? 9 Hãy viết cấu hình electron của các nguyên tử cùa nguyên tố có z = 24, 29, 32, 35,42, 47, 53, 57 và cho biết vị trí,... nguyên tố có z = 24, 29, 32, 35,42, 47, 53, 57 và cho biết vị trí, trạng thái hoa trị và tính, chất hoa học cơ bản của chúng 10 Tại sao các nguyên tố thuộc nhóm đồng lại xếp vào mhóm IB, các nguyên tố thuộc nhóm kẽm lại xếp vào nhóm IIB l i Tại sao do luôn có hoa trị (mức oxi hoa) lẻ, lưu huỳnh luôn có hoa ứị (mức oxi hóa) chẵn, còn mangan vừa có số oxi hoa lẻ vừa có số oxi hoa chẵn 12 Hãy cho biết quy... phân tử đó có cực và phân tử có một mômen lường cực vĩnh cửu Mômen lưỡng cực ụ được tính ra đơn vị Debye (Debai): Ì D = - lo c.m -24 3 2.3.2.2 Mômen lưỡng cực và cẩu tạo phân tử Như đã trình bày ở trên, ta thấy có mối liên hệ giữa mômen lường cực và sự phân bố hình học tương đối của các hạt nhân nguyên tử trong phân tử Từ việc xác định mômen luông cực cho phép ta xét đoán cấu hình hình học của phân tử...Chương 1 CÁU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG TUÂN HOÀN C Á C NGUYÊN T Ố HOA HỌC 1.1 NGUYÊN TỬ VÀ THÀNH PHẦN CỦA NGUYÊN TỬ Từ thời cổ xưa, khái niệm nguyên tử được tranh cãi bởi nhiều nhà khoa học Mãi về sau người ta mới thống nhất phát biểu: Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất không phân chia được và cũng không nhìn thấy được nhưng lại đặc trưng cho tính chất lý, hoa học của nguyên tố Ví dụ, nói đến nguyên