Đang tải... (xem toàn văn)
I. KHÁI QUÁT Nằm ở cột thứ 3 trong bảng tuần hoàn tiêu chuẩn. Còn được gọi là nhóm Scanđi bao gồm Scanđi (Sc), Ytri (Y), Lantan (La), Actini (Ac). Là những nguyên tố d đầu tiên trong các chu kỳ lớn. Cấu hình chung: ĐƠN CHẤT Nhóm kim loại mạnh có trạng thái oxy hóa dương X(+3) tăng từ Sc đến Ac. Trong thiên nhiên nó phân tán, khó tách ở trạng thái nguyên chất. ĐƠN CHẤT Các kim loại nhóm IIIB cũng như các kim loại họ Lantan mềm dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo thành sợi; Các kim loại này có ánh kim như bạc; Điện trở suất của chúng có giá trị nằm trong khoảng trở suất của các nguyên tố từ xesi; Nguyên tố họ Lantan thể hiện tính thuận từ. Độ hoạt động hóa học của các nguyên tố phân nhóm Scanđi chỉ thua các kim loại kiềm và kiềm thổ và từ Sc đến Ac hoạt tính hóa học tăng lên rõ rệt. ĐƠN CHẤT Khi để trong không khí Sc và Y không biến đổi vì có màng oxit bảo vệ, còn La và Ac nhanh chóng bị mở đục tạo thành lớp hiđroxit trên bề mặt. Khi đun nóng tác dụng với nhiều phi kim, khi nóng chảy tác dụng với kim loại: 2Sc + 3O2 2Sc2O3 Sc không phản ứng với nước còn La phân hủy chậm với nước ngay ở điều kiện thường: 2La + 6O2 2LaOH + 3H2
KÍNH CHÀO CÔ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA HÓA HỌC ỨNG DỤNG BÀI THUYẾT TRÌNH: TÌM HIỂU PHÂN NHÓM IIIB TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA HÓA HỌC ỨNG DỤNG GVHD: Nguyễn Thị Thu Hà SVTH: Nguyễn Tuấn Anh Đỗ Nhật Trường Ngô Quốc Dũng Trần Hoàng Huy Nhã Tăng Thanh NỘI DUNG CHÍNH I KHÁI QUÁT Nằm cột thứ bảng tuần hoàn tiêu chuẩn Còn gọi nhóm Scanđi bao gồm Scanđi (Sc), Ytri (Y), Lantan (La), Actini (Ac) Là nguyên tố d chu kỳ lớn Cấu hình chung: Sc Y La Ac 3d 4s 4d 5s 5d 6s 6d 7s II ĐƠN CHẤT Nhóm kim loại mạnh có trạng thái oxy hóa dương X(+3) tăng từ Sc đến Ac Trong thiên nhiên phân tán, khó tách trạng thái nguyên chất II ĐƠN CHẤT Các thông số hóa lý Sc Y La Ac Bán kính nguyên tử R(Å) 1,64 1,84 1,87 2,03 Khối lượng riêng d(g/cm ) 3,0 4,47 6,16 10,1 Nhiệt độ nóng chảy tnc( C) 1539 1525 920 1040 Nhiệt độ sôi ts( C) 2700 3025 3470 - Hàm lượng vỏ Trái Đất 3.10 (%nguyên tử) -4 2,6.10 -4 2,5.10 -4 5.10 -4 II ĐƠN CHẤT Các kim loại nhóm IIIB kim loại họ Lantan mềm dẻo, dễ dát mỏng, dễ kéo thành sợi; Các kim loại có ánh kim bạc; Điện trở suất chúng có giá trị nằm khoảng trở suất nguyên tố từ xesi; Nguyên tố họ Lantan thể tính thuận từ Độ hoạt động hóa học nguyên tố phân nhóm Scanđi thua kim loại kiềm kiềm thổ từ Sc đến Ac hoạt tính hóa học tăng lên rõ rệt II ĐƠN CHẤT Khi để không khí Sc Y không biến đổi có màng oxit bảo vệ, La Ac nhanh chóng bị mở đục tạo thành lớp hiđroxit bề mặt Khi đun nóng tác dụng với nhiều phi kim, nóng chảy tác dụng với kim loại: 2Sc + 3O2 2Sc2O3 Sc không phản ứng với nước La phân hủy chậm với nước điều kiện thường: 2La + 6O2 2LaOH + 3H2 II ĐƠN CHẤT Trong dãy điện chúng đứng xa trước hiđro, Sc không phản ứng với nước La phân hủy chậm nước điều kiện thường: 2La + 6H2O 2La(OH)3 + 3H2 Các kim loại dễ tác dụng với axit loãng với HNO3 loãng chúng tạo thành NH4NO3: 8Sc + 30HNO3 Sc(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O V PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG Phương pháp điều chế Trong phương pháp điện phân halogenua nóng chảy Người ta nấu chảy hổn hợp lantanit clorua LnCl3 với LaCl KCl2, sau điện phân dùng catot graphit lưới thép chịu nhiệt, anot graphit Trong phương pháp nhiệt kim người ta dùng Canxi để khử Lantanit halogenua khan, thường florua clorua Ví dụ: 2LnF3 + Ca → 2Ln + 3CaF2 V PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG Ứng dụng Trong đèn măng xông Làm đá lửa Điều chế hợp kim với tính chất đặc biệt Làm chất phụ gia hợp kim Trong kĩ thuật điện Sm có vai trò quan trọng lantanit có tính chất từ đặc biệt Các lantanit chế tạo pin nhiên liệu hydro HỌ ACTINI I ĐẶC ĐIỂM CHUNG Các antinit bao gồm 14 nguyên tố từ 90Th đến 103Lr gọi nguyên tố 5f Tương tự họ lantanit, actini nguyên tố 5f thường ghép với nguyên tố actinit thành họ actinit (An) Chúng nằm chung ô thuộc nhóm bảng tuần hoàn nguyên tố Các nguyên tố actinit đồng vị bền.Chỉ có Ac,Th,Pa U nguyên tố phóng xạ tự nhiên, nguyên tố khác tổng hợp nhân tạo II TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Trong số 15 nguyên tố actinit có nguyên tố Ac,Th,Pa U tồn tự nhiên , Ac có hàm lượng thấp , nguyên tố khác tổng hợp nhân tạo có số nguyên tố có lượng vết quặng uran Ac(6.10 - 10 -10 ), Pa(10 ) có quặng uran Th U có hàm lượng tương tự thiếc chì, Pa Ac phổ biến hơn, Th U có hàm lượng cao III ĐƠN CHẤT Tính Chất Vật Lí Bán kính nguyên tử , nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy actinit biến đổi không đơn điệu nguyên tố mức độ tham gia vào liên kết kim loạikim loại obitan 5f, 6d,7s khác Là kim loại màu trắng khó nóng chảy, đa số kim loại actinit phát sáng bóng tối tượng phân hủy phóng xạ III ĐƠN CHẤT Tính Chất Hóa Học Không phản ứng với kiềm phản ứng yếu với axit, chúng tác dụng tương đối nhanh với axit HCl đặc, với dd HCl loãng tác dụng với Th U.Th , U, Pu bị thụ động với HNO3 đặc thêm ion F phản ứng xảy Phản ứng với nước nhiệt độ thường hợp chất An không xảy với nước nóng nước sôi phản ứng giải phóng hydro III ĐƠN CHẤT Tính Chất Hóa Học Các nguyên tố actinit kim loại có độ dương điện lớn nên hoạt động hóa học mạnh Khả chúng tăng theo số thứ tự nguyên tử Các An dễ dàng phản ứng với nguyên tố phi kim hydro, nito, lưu huỳnh , halogen….đặc biệt đun nóng Trong không khí chúng bị oxi hóa tạo thành màng oxi bao bọc, tự bốc cháy dạng bột IV HỢP CHẤT Các hợp chất An(II) Mức oxi hóa +2 thể nguyên tố Am Cf No Tuy nhiên Fm(II) Và No(II) bền dung dịch nước IV HỢP CHẤT Các hợp chất An(III) Actini nguyên tố actinit nặng (bắt đầu từ Am Cm) có mức oxi hóa +3 tương đối bền, Th, Pa, U, Np, Pu trạng thái oxi hóa +3 chất khử mạnh Các nguyên tố U, Np, Pu Am có tính chất hóa học giống khác độ bền tương đối hợp chất IV HỢP CHẤT Các hợp chất An(III) Các actinit nặng có tính chất tương tự lantanit Ví dụ: Fm Lr có tính chất tương tự Lu Ac(III) có dung dịch thu trình xử lí nhiên liệu hạt nhân IV HỢP CHẤT Các hợp chất An(IV) Mức oxi hóa +4 đặc trưng nguyên tố từ Th đến Cm Th(IV) bền nhất, độ bền mức oxi hóa +4 giảm dần theo dãy actinit Ví dụ: Các hợp chất U có tính khử, kali pemanganat môi trường axit theo phản ứng 5U(SO4)2 + 2KMnO4 + 2H2O UO2SO4 + K2SO4+ 2MnSO4 + H2SO4 IV HỢP CHẤT Hợp chất kim Actini Giống lantinit antinit có khả tạo thành hợp chất kim 2AnCl3 + 3Be(C5H5)2 [An(C5H5)3] + 3BeCl2 V PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG Phương pháp điều chế Các kim loại actinit điều chế phương pháp nhiệt kim điện phân halogen nóng chảy Ví dụ phản ứng nhiệt kim actinit: ThO2 + 2Ca Th + 2CaO AcF3 + 3Li(hơi) Ac + 3LiF UF4 + 2Mg U + 2MgF2 V PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG Ứng dụng Các kim loại Th,U, Np,Pu sử dụng ngành lượng hạt nhân Th sử dụng làm lưới đèn măng xông Do hoạt tính phóng xạ mạnh mẽ nguyên tố actinit nguyên nhân nguy hiểm hàng đầu người sinh vật Các actinit thay canxi mô xương ... La2(CO3)3 2K[La(CO3)2] Hiện nay, đơn chất hợp chất nguyên tố phân nhóm scanđi chưa ứng dụng rộng rãi Ứng dụng: Các nguyên tố nhóm IIIB ứng dụng lĩnh vực sau: • Công nghiệp thủy tinh; • Công... muối nguyên tố nhóm IIIB nguyên tố họ Lantan nói chung dễ hòa tan có xu hướng tạo thành phức chất muối kép trừ số muối florua II ĐƠN CHẤT Các kim loại Sc, Y, La điều chế điện phân clorua nóng... tinh thể có số phân tử nước thay đổi Ví dụ:La2(SO4)3.8H2O, Sc2(SO4)3.5H2O, Y2(SO4)3.7H2O, La2(SO4)3.8H2O, XHal3.6H2O, Y2(CO3)3.3H2O III HỢP CHẤT Cũng giống Al(+3) nguyên tố phân nhóm Scanđi thường