Hóa vô cơ (B7: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIIA)

Mục tiêu tố nhóm IA, IIA và IIIA  Viết được phương trình phản ứng, giải thích tính chất vật lý, hóa học của các nguyên tố và hợp chất của B và Al hợp chất dùng trong ngành Y- Dược...

HÓA VÔ CƠ – PCHE330

B7: CÁC NGUYÊN TỐ

PHÂN NHÓM IIIA

Mục tiêu

tố nhóm IA, IIA và IIIA

 Viết được phương trình phản ứng, giải thích tính chất vật lý, hóa học của các nguyên tố và hợp chất của B và

Al

hợp chất dùng trong ngành Y- Dược

Nguyên tố nhóm IIIA

Phân nhóm IIIA

Đặc điểm nguyên tử

 B và Al đứng ngay sau nhóm KL kiềm thổ: lớp liền

kề bên trong có 8 e

 Ga, In và Tl đứng sau nhóm KL chuyển tiếp: lớp liền kề bên trong có 18 e

 Tính chất các nguyên tố trong phân nhóm IIIA không giống nhau nhiều

Đặc điểm nguyên tử

Bo không dễ mất 3e để tạo ion  tính á kim

Khuynh hướng tạo ion 3+ tăng đột ngột ở Al  kim loại hoạt động mạnh

Trạng thái OXH +1 có độ phổ biến tăng dần từ Ga đến Tl

Cấu hình electron [He]2s 2 2p 1 [Ne]3s 2 3p 1 [Ar]3d 10 4s 2

4p 1

[Kr]4d 10 5s 2

5p 1

[Xe]5d 10 6s 2

6p 1

Tính chất đặc biệt của Bor

 Trong tất cả hợp chất, B có liên kết cộng hóa trị

 Là hệ thiếu electron, còn orbital trống  tạo liên kết phối trí với phần tử có cặp electron chưa liên kết

532 kJ/mol

1s 2 2s 2 2p 1

1s 2 2s 1 2p 2

Tính chất đặc biệt của Bor

 B(OH)3 có tính acid  Thường viết là H3BO3 nhưng chỉ là acid 1 nấc (yếu hơn cả acid carbonic)

B(OH)3 + 2H2O  B(OH)4- + H3O+ Ka = 5,6 x 10-10

 B(OH)3 có thể liên kết với nhau để làm đầy lớp vỏ

eletron của nguyên tử B  Ví dụ: tetraborate

Natri tetraborate (Borax)

Na2B4O7.10H2O

Hợp chất của Bor

làm chất chống nhiễm khuẩn ngoài da

 Dung dịch acid boric 3%: thuốc rửa mắt hoặc bôi họng

 Natri tetraborate: súc miệng, bôi cổ họng, rửa mắt, dùng trong cream bôi ngoài da, làm dung dịch đệm cho thuốc nhỏ mắt

 Natri perborate (Na2[B2O4(OH)4]): thuốc sát trùng tại chỗ

do giải phóng H2O2

 Natri tetraborate decahydrate: còn gọi là hàn the, độc,

Tính chất của Nhôm đơn chất

 Tính chất vật lý

 tnc = 650 o C; ts = 2467 o C

 Dễ tạo hợp kim  Hợp kim có tính nhẹ

Tính chất của Nhôm đơn chất

 Tính chất hóa học

nhôm mỏng kém hoạt động Nếu làm mất màng mỏng oxide,

Al dễ dàng bị oxy hóa bởi oxy không khí

4Al + 3O2  2Al2O3  H o = -1676 kJ/mol

 Al thể hiện tính khử

 Với oxyd kim loại khác (phản ứng nhiệt nhôm )

2Al + Cr2O3  Al2O3 + 2Cr  H o = -535 kJ/mol 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe  H o = -856 kJ/mol

 Với clo, brom ở nhiệt độ thường

 Với iod khi đun nóng

Tính chất của Nhôm đơn chất

 Tính chất hóa học

2Al + OH- + 6H2O  2[Al(OH)4]- + 3H2

2Al + 6H3O+  2Al3+ + 3H2 + 6H2O

nên Al không tác dụng với nước, không tác dụng với dung dịch loãng của acid yếu (phosphoric và acetic)

 Bị thụ động trong acid nitric và acid sulfuric đặc nguội

Nhôm oxyd (Al 2 O 3 )

 Nhôm oxide tồn tại dưới 2 dạng:

 Al2O3 -  : tính hoạt động hóa học cao, tạo thành từ sự nhiệt phân

Al(OH)3 ở 500 – 600 o C

 Al2O3 -  : khá trơ, tồn tại trong tự nhiên hoặc nhiệt phân Al(OH)3 ở trên 1000 o C

 Trong mạng lưới tinh thể có sự phối trí e giữa O2- và Al3+

 thể hiện tính chất của liên kết cộng hóa trị

 Ở 1000oC, Al2O3 tương tác với hydroxide, carbonate,

hydrosulfate, disulfate kim loại kiềm nóng chảy

Al O + Na CO  2NaAlO + CO

Nhôm hydroxyde (Al(OH) 3 )

 Màu trắng, thực tế không tan trong nước

 Để lâu bị mất nước dần, sấy khô bị mất nước tạo oxide

2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O

 Có tính lưỡng tính điển hình

Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O

 Al(OH)3 có tính acid yếu hơn nấc thứ 1 của acid carbonic

 bị (CO2 + H2O) đẩy ra khỏi muối

NaAlO2 + CO2 + 2H2O  NaHCO3 + Al(OH)3

Nhôm hydroxyde (Al(OH) 3 )

 Ứng dụng Al(OH)3 làm thuốc trung hòa dịch vị

nhôm ảnh hưởng đến não (biểu hiện ra ở người cao tuổi)

Phèn nhôm

16

 Phèn là một loại muối kép, dạo

dạng tinh thể đẹp, có hoặc không

có màu

M2SO4.E2(SO4)3.24H2O

M là Na, K, Rb, Cs, Tl

E là Al, Cr, Fe, Ga, In, Tl, Co

 Phèn nhôm – kali:

chua, dùng trong công nghiệp dệt,

giấy, thuộc da, làm trong nước

Hợp chất khác của nhôm

 Nhôm silicate hydrate hóa

bột nhão để chữa bệnh ngoài da

 Bentonit: Al2O3.4SiO2.2H2O có tính hút nước mạnh và

trương nở tạo gel  chất gây treo ổn định huyền phù

Tổng kết

nhau (do hiệu ứng cặp trơ); số OXH +3 phổ biến ở các nguyên tố đầu nhóm và số OXH +1 phố biến ở các

nguyên tố cuối nhóm

 B có tính chất của một á kim, tạo liên kết cộng hóa trị trong hợp chất

 Al có tính lưỡng tính đặc trưng

dụng làm thuốc kìm khuẩn, hợp chất nhôm (nhôm

hydroxide) được dùng làm thuốc trung hòa acid dịch vị