Hidro và nhóm I, hóa học vô cơ

Hidro Đặc điểm + - - Cấu hình e: 1s1 - đồng vị: proti (1H): 99,984% đơteri (2H hay D): 0,016% triti (3H hay T): 10-4% đồng vị bền đồng vị phóng xạ Hidro + - Đặc điểm  H  e   H ; H  1312kJ / mol - Mất e hóa trị: → Giống kim loại kiềm; IH ~ 3IKL IA - Kết hợp e: H  1e   H → Giống halogen; EH ~ 1/5Ehalogen - Tạo cặp e chung cho liên kết cộng hóa trị: H Cl H có vị trí đặc biệt bảng tuần hồn Hidro Tính chất vật lý Elk (kJ/mol) dlk (Ao) to nc (oC) tos (oC) Màu Mùi 435 0,74 -259,1 -252,6 Vị khơng - Nhẹ, bền - Tốc độ khuếch tán lớn - Ít tan nước dung mơi hữu - Trạng thái kim loại Hidro Hidro Tính chất hóa học - Phân tử H2 có độ bền lớn, phân hủy 20000C: H2 = 2H ∆Ho = 435 kJ/mol → hoạt động nhiệt độ thường - Hoạt động đun nóng: tác dụng với nhiều ngun tố → tạo số oxi hóa +1 -1 Thể tính oxi hóa tính khử Hidro Tính chất hóa học - Tính oxi hóa 300oC Na  H   NaH 150  250oC Li  H  LiH 500  700oC Ca  H  CaH - Tính khử Fe3O4  H   3Fe  H 2O CuO  H   Cu  H 2O Pt RCHO  H   RCH 2OH Pt RCH  CH  H   RCH 2CH3 Hidro Tính chất hóa học + Phản ứng với oxi: 550oC O2  2H2   2H2O; H   241,82kJ / mol → Phản ứng gây nổ + Ở áp suất cao hidro đẩy số kim loại khỏi muối chúng Hidro Hidro ngun tử MnO  H  H  Không xảy phản ứng :   Không màu thuốc tím MnO4  3H   5[H ]  Mn2   H 2O : Mất màu thuốc tím H hoạt động H2 - Giải thích? Hidro Trạng thái thiên nhiên điều chế Hidro Hợp chất hidro 5.1 Hợp chất số oxi hóa -1: + Hidrua ion: kim loại kiềm kiềm thổ - Là tinh thể muối rắn - có nhiệt nóng chảy cao - khơng bền với nước, có tính baz: CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2 Hidro Hợp chất hidro 5.1 Hợp chất số oxi hóa -1: + Hidrua cộng hóa trị: Hidrua phi kim âm điện H2: BH3, SiH4… - khơng bền, bị nước phân hủy: SiH4 + 3H2O = H2 SiO3 + 4H2 - có tính axit lưỡng tính - hidrua baz axit phản ứng với nhau: BH3 + LiH = Li[BH4] 10 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.1 Oxyd - Tất dạng tinh thể lập phương, có màu biến đổi: Li2O Na2O K2O Rb2O Cs2O trắng trắng trắng vàng Da cam - t0nc, t0s độ bền nhiệt giảm dần từ Li2O đến Cs2O - Li2O tương tác chậm với nước, oxyd khác tương tác mạnh, phản ứng phát nhiều nhiệt: M2O + H2O → 2MOH 29 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.1 Oxyd - M2O + 1/2 O2 → M2O2 (ngoại trừ Li2O) - M2O + H+ → M+ + H2O - M2O + CO2 → M2CO3 1.3.2 Peroxyd superoxyd Na2O2 vàng nhạt K2O2 Rb2O2 Cs2O2 KO2 vàng vàng da cam vàng vàng 30 RbO2 CsO2 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.2 Peroxyd superoxyd - Bền với nhiệt, khơng phân hủy nóng chảy, hút ẩm mạnh chảy rửa để lâu ngồi khơng khí - + H2O, H+: M2O2 + H2SO4 → M2SO4 + H2O2 M2O2 + 2H2O → 2MOH + 2H2O2 2MO2 + H2SO4 → M2SO4 + H2O2 + O2 2MO2 + 2H2O → 2MOH + H2O2 + O2 31 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.2 Peroxyd superoxyd * Na2O2: Có nhiều ứng dụng thực tế: làm tác nhân tẩy trắng; làm mặt nạ chống khí độc: Na2O2 + CO → Na2 CO3; cải tạo khí thở tàu ngầm: Na2O2 + CO2 → Na2 CO3 + ½ O2 32 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.2 Hydroxyd - Hydroxyd kl kiềm háo nước, hút ẩm mạnh, độ tan tăng theo nhiệt độ, tan tạo nhiều nhiệt, phân ly hồn tồn dung dịch - Khơng bị nhiệt phân, trừ LiOH: 2LiOH → Li2O + H2O t - Tính baz mạnh tăng dần theo điện tích hạt nhân - Tác dụng mãnh liệt với acid, oxydacid tạo muối nước 33 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.2 Hydroxyd * NaOH hydroxyd kl kiềm quan trọng - Là chất rắn màu trắng, tan nhiều nước, tan phát lượng nhiệt lớn, tan vơ hạn rượu - Bền nhiệt: bay khơng nước Là baz kiềm điển hình, dùng CN xà phòng, phẩm nhuộm, tơ nhân tao,… - Được điều chế phương pháp điện phân phản ứng trao đổi: Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH 34 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.3 Muối a Muối halogenua (MX) - MX dễ tan nước (trừ LiF), khơng màu, dùng để điều chế kim loại - NaCl MX chiếm vị trí quan trọng: + có vị mặn, khơng độc, dùng để làm gia vị + làm ngun liệu cho cơng nghiệp: điều chế Na kim loại, NaOH, clo muối khác clo: NaOCl, CaOCl2, KClO3 35 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.3 Muối a Muối halogenua (MX) + có sẵn thiên nhiên, nằm mỏ muối lớn nước biển - KCl quan trọng thực tế: + dùng làm phân kali + điều chế số hợp chất kali: KClO3, KOH, KClO4 36 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.3 Muối b Muối cacbonat (M2CO3) - Là chất rắn màu trắng, dễ tan nước, có độ bền nhiệt cao - KL kiềm cho hai loại muối: muối acid (bicacbonat) muối trung tính (cacbonat) - Na2CO3 (soda) quan trọng cả: + tan nhiều nước 37 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.3 Muối b Muối cacbonat (M2CO3) + bền nhiệt, nóng chảy khơng bị phân hủy thành oxyd kim loại CO2 + tan nước cho phản ứng kiềm rõ rệt: Na2CO3 + H2O → NaHCO3 + NaOH + soda dùng cơng nghệ thủy tinh, gốm, xà phòng, phẩm nhuộm, … 38 Các ngun tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.3 Muối b Muối cacbonat (M2CO3) * Điều chế soda: dùng phương pháp Solvay: CO2 + H2O + NH3 → NH4HCO3 (1) NaCl + NH4HCO3 → NaHCO3 + NH4Cl (2) 2NaHCO3 → CO2 + H2O + Na2CO3 (3) 39 Các ngun tố nhóm IB - Nhóm IB gồm: Cu, Ag Au (Au ngun tố hiếm) Một số đặc điểm ngun tố IB 40 Các ngun tố nhóm IB Một số số vật lý ngun tố IB 41 Phản ứng hidro oxi xảy điều kiện nào? A Điều kiện thường B Xảy 3500C C Xảy 5500C D Xảy 7500C Hợp chất Na2O2 hỗn hợp Na2O2 + KO2 dùng bình lặn để làm gì? A Tạo CO2 B Tạo O2 C Tạo Na D Tạo K 42 Viết phản ứng xảy theo giai đoạn liên tiếp dãy sau: a / Na   Na2O   NaCl   NaHCO3   Na2CO3 b / Cu   CuCl2   Cu (OH )   Cu ( NO3 )2   [Cu ( NH ) ]( NO3 ) c / Ag   AgNO3   AgCl   [ Ag ( NH ) ]Cl d / Au   AuCl3   Au (OH )3   H [ Au Cl4 ] 43 [...]... thành 3 nhóm nhỏ: + Nhóm liti + Nhóm natri + Nhóm kali (gồm K, Rb, Cs, Fr) - KL kiềm rất hoạt động hóa học; thể hiện tính khử mạnh và tăng dần từ Li đến Cs - Trừ khí trơ, kl kiềm tác dụng với hầu hết các phi kim 23 Các nguyên tố nhóm IA 1.2 Các đơn chất 1.2.2 Hóa tính a Tác dụng với các nguyên tố * Với oxy: bị oxy hóa ngay ở nhiệt độ thường trong không khí: + Li nhanh → Li2O + Na rất nhanh → Na2O2 + nhóm. .. - Tính oxi hóa – khử: 2 F2  2 H2O   4 HF  O2 t oC  1000oC C  H2O  CH 4  H2 16 Nước 3 Tính chất hóa học - Phản ứng thủy phân: Al4C3  12 H2O   4 Al(OH )3   CH 4    RCOOH  R ' OH RCOOR '  H2O   - Quá trình hidrat hóa - Hoạt tính xúc tác 17 Các nguyên tố nhóm IA 1 Đặc điểm chung - Nhóm IA gồm: Li, Na, K, Rb, Cs và Fr (Fr là nguyên tố phóng xạ tự nhiên) - Cấu hình e hóa trị: ns1.. .Hidro 5 Hợp chất của hidro 5.1 Hợp chất số oxi hóa -1: + Hidrua kim loại: hidrua của các kim loại chuyển tiếp - chất rắn dạng bột xám hay khối dòn - Bền hóa học - bề ngoài có ánh kim và dẫn điện tốt 11 Hidro 5 Hợp chất của hidro 5.2 Hợp chất số oxi hóa +1: + HX, HNO3, H3PO4, H2SO4, H2SeO4, H2CO3 , H2O, H2S, H2Se, NH3, PH3 +... M2O + 1/2 O2 → M2O2 (ngoại trừ Li2O) - M2O + H+ → M+ + H2O - M2O + CO2 → M2CO3 1.3.2 Peroxyd và superoxyd Na2O2 vàng nhạt K2O2 Rb2O2 Cs2O2 KO2 vàng vàng da cam vàng vàng 30 RbO2 CsO2 hung Các nguyên tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.2 Peroxyd và superoxyd - Bền với nhiệt, không phân hủy khi nóng chảy, hút ẩm mạnh và chảy rửa khi để lâu ngoài không khí - + H2O, H+: M2O2 + H2SO4 → M2SO4 + H2O2 M2O2 + 2H2O →... chỉ thua bạc, đồng và vàng 21 Các nguyên tố nhóm IA 1.2 Các đơn chất 1.2.2 Lý tính - KL kiềm khi cháy cho ngọn lửa có màu: + Li: màu đỏ tía + Na: màu vàng rực + K: màu tím hồng + Rb: màu đỏ huyết + Cs: màu xanh da trời - Các kim loại kiềm có thể hòa tan lẫn nhau và dễ tan trong Hg tạo thành hỗn hống 22 Các nguyên tố nhóm IA 1.2 Các đơn chất 1.2.2 Hóa tính - Do có bán kính nguyên tử và lớp e kề lớp ngoài... 1e- = M+ → thể hiện tính khử rất mạnh 18 Các nguyên tố nhóm IA 1 Đặc điểm chung - Là những kim loại điển hình nhất: • Phân hủy nước và rượu giải phóng H2 • Tác dụng với hydro → hydrua rắn kiểu muối - Oxyd và hydroxyd kl kiềm là những baz mạnh điển hình - Muối của kl kiềm đều không màu và hầu như đều dễ tan (trừ vài muối của Li) 19 Các nguyên tố nhóm IA Li Na K Rb Cs Fr 3 11 19 37 55 87 [He]2s1 [Ne]3s1... H2SiO3, H6TeO6 12 Hidro 5 Hợp chất của hidro 5.2 Hợp chất số oxi hóa +1: + Ion H+ trong dung dịch luôn thể hiện tính oxi hóa Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 13 Nước 1 Đặc điểm - Theo VB - Theo MO 14 Nước 2 Tính chất vật lý Elk Góc lk o dlk (A ) (kJ/mol) ( o) 460 0,99 104,5 to nc (oC) 0 tos Màu Mùi o ( C) 100 Vị không - Có nhiệt dung riêng lớn nhất - Là dung môi phân cực 15 Nước 3 Tính chất hóa học - Tính bền nhiệt:... Với H2O: tác dụng mãnh liệt ở nhiệt độ thường → H2 M + H2O → MOH + ½ H2 Li không cho ngọn lửa, Na nóng chảy thành hạt tròn và chạy trên mặt nước, K bốc cháy ngay, Rb và Cs gây nổ * Với NH3: 2M + 2NH3 → 2MNH2 + H2 * Với hc hữu cơ: RC Ξ CH + Na → RC Ξ CNa + ½ H2 Fe Các nguyên tố nhóm IA 1.2 Các đơn chất 1.2.3 Trạng thái tự nhiên, điều ch ế - KL kiềm không tồn tại ở dạng tự do trong tự nhiên - Về hàm... Fe3O4 + 4K + 2H2 0 cao 28 Các nguyên tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.1 Oxyd - Tất cả đều ở dạng tinh thể lập phương, có màu biến đổi: Li2O Na2O K2O Rb2O Cs2O trắng trắng trắng vàng Da cam - t0nc, t0s và độ bền nhiệt giảm dần từ Li2O đến Cs2O - Li2O tương tác chậm với nước, các oxyd khác tương tác rất mạnh, phản ứng phát nhiều nhiệt: M2O + H2O → 2MOH 29 Các nguyên tố nhóm IA 1.3 Hợp chất 1.3.1 Oxyd - M2O... nhóm IA 1.2 Các đơn chất 1.2.2 Hóa tính a Tác dụng với các nguyên tố * Với S: xảy ra phản ứng nổ khi nghiền kim loại kiềm với S * Với N2, C, Si: Chỉ có Li tương tác trực tiếp tạo Li3N, Li2C2, Li4Si khi đun nóng: 6Li + N2 → 2 Li3N, ΔH = -47,2 kcal/mol b Tác dụng với các hợp chất * Với acid: tác dụng mãnh liệt ở nhiệt độ thường → H2 M + H+ → M+ + ½ H2 25 Các nguyên tố nhóm IA 1.2 Các đơn chất 1.2.2 Hóa ...  RCH 2CH3 Hidro Tính chất hóa học + Phản ứng với oxi: 550oC O2  2H2   2H2O; H   241,82kJ / mol → Phản ứng gây nổ + Ở áp suất cao hidro đẩy số kim loại khỏi muối chúng Hidro Hidro ngun... 10 Hidro Hợp chất hidro 5.1 Hợp chất số oxi hóa -1: + Hidrua kim loại: hidrua kim loại chuyển tiếp - chất rắn dạng bột xám hay khối dòn - Bền hóa học - bề ngồi có ánh kim dẫn điện tốt 11 Hidro. .. hống 22 Các ngun tố nhóm IA 1.2 Các đơn chất 1.2.2 Hóa tính - Do có bán kính ngun tử lớp e kề lớp ngồi khác nên tính chất HH phân thành nhóm nhỏ: + Nhóm liti + Nhóm natri + Nhóm kali (gồm K, Rb,