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

HÓA VÔ CƠ – PCHE330 B7: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIIA Mục tiêu  So sánh đặc điểm cấu trúc nguyên tử nguyên tố nhóm IA, IIA IIIA  Viết phương trình phản ứng, giải thích tính chất vật lý, hóa học nguyên tố hợp chất B Al  Trình bày ứng dụng độc tính đơn chất hợp chất dùng ngành Y- Dược Nguyên tố nhóm IIIA Phân nhóm IIIA Đặc điểm nguyên tử B Al đứng sau nhóm KL kiềm thổ: lớp liền kề bên có e  Ga, In Tl đứng sau nhóm KL chuyển tiếp: lớp liền kề bên có 18 e  Tính chất nguyên tố phân nhóm IIIA không giống nhiều  Đặc điểm nguyên tử Tính chất B Al Ga In Tl Cấu hình electron [He]2s22p1 [Ne]3s23p1 [Ar]3d104s2 4p1 [Kr]4d105s2 5p1 [Xe]5d106s2 6p1 Năng lượng I1, eV 8,30 5,95 6,0 5,8 6,1 Năng lượng I2, eV 25,15 18, 82 20,43 18,79 20,32 Năng lượng I3, eV 37,92 28, 44 30,6 27,9 29,7 Thế điện cực Eo , V - -1,66 -0,53 -0,342 +0,72  Bo không dễ 3e để tạo ion  tính kim  Khuynh hướng tạo ion 3+ tăng đột ngột Al  kim loại hoạt động mạnh  Trạng thái OXH +1 có độ phổ biến tăng dần từ Ga đến Tl Tính chất đặc biệt Bor  Trong tất hợp chất, B có liên kết cộng hóa trị  Là hệ thiếu electron, orbital trống  tạo liên kết phối trí với phần tử có cặp electron chưa liên kết 532 kJ/mol 1s2 2s2 2p1 1s2 2s1 2p2 Tính chất đặc biệt Bor  B(OH)3 có tính acid  Thường viết H3BO3 acid nấc (yếu acid carbonic) B(OH)3 + 2H2O  B(OH)4- + H3O+ Ka = 5,6 x 10-10  B(OH)3 liên kết với để làm đầy lớp vỏ eletron nguyên tử B  Ví dụ: tetraborate Natri tetraborate (Borax) Na2B4O7.10H2O Hợp chất Bor  B hợp chất lượng lớn có độc tính  Acid boric borate có tính kìm khuẩn yếu  dùng làm chất chống nhiễm khuẩn da  Dung dịch acid boric 3%: thuốc rửa mắt bôi họng  Natri tetraborate: súc miệng, bôi cổ họng, rửa mắt, dùng cream bôi da, làm dung dịch đệm cho thuốc nhỏ mắt  Natri perborate (Na2[B2O4(OH)4]): thuốc sát trùng chỗ giải phóng H2O2  Natri tetraborate decahydrate: gọi hàn the, độc, gây nhức đầu nôn mửa Tính chất Nhôm đơn chất  Tính chất vật lý  Kim loại trắng ánh bạc, mềm, dễ dát mỏng, kéo thành sợi  Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt  tnc = 650oC; ts = 2467oC  Nhẹ, khối lượng riêng = 2.700 kg/m3  Dễ tạo hợp kim  Hợp kim có tính nhẹ 10 Tính chất Nhôm đơn chất  Tính chất hóa học  Ở điều kiện thường, bề mặt nhôm bị bao bọc màng oxide nhôm mỏng hoạt động Nếu làm màng mỏng oxide, Al dễ dàng bị oxy hóa oxy không khí 4Al + 3O2  2Al2O3 Ho = -1676 kJ/mol  Al thể tính khử  Với oxyd kim loại khác (phản ứng nhiệt nhôm)     2Al + Cr2O3  Al2O3 + 2Cr Ho = -535 kJ/mol 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe Ho = -856 kJ/mol Với clo, brom nhiệt độ thường Với iod đun nóng Với nitơ, lưu huỳnh, cacbon nhiệt độ 700 – 800oC Không tương tác với H2 11 Tính chất Nhôm đơn chất  Tính chất hóa học  Tính lưỡng tính: 2Al + OH- + 6H2O  2[Al(OH)4]- + 3H2 2Al + 6H3O+  2Al3+ + 3H2 + 6H2O  Bản chất Al dễ đẩy H khỏi H2O lớp oxide bảo vệ nên Al không tác dụng với nước, không tác dụng với dung dịch loãng acid yếu (phosphoric acetic)  Bị thụ động acid nitric acid sulfuric đặc nguội 12 Nhôm oxyd (Al2O3)  Nhôm oxide tồn dạng:  Al2O3 - : tính hoạt động hóa học cao, tạo thành từ nhiệt phân Al(OH)3 500 – 600 oC  Al2O3 - : trơ, tồn tự nhiên nhiệt phân Al(OH)3 1000 oC  Trong mạng lưới tinh thể có phối trí e O2- Al3+  thể tính chất liên kết cộng hóa trị  Ở 1000oC, Al2O3 tương tác với hydroxide, carbonate, hydrosulfate, disulfate kim loại kiềm nóng chảy Al2O3 + Na2CO3  2NaAlO2 + CO2 13 Nhôm hydroxyde (Al(OH)3)  Màu trắng, thực tế không tan nước  Để lâu bị nước dần, sấy khô bị 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 nấc thứ acid carbonic  bị (CO2 + H2O) đẩy khỏi muối NaAlO2 + CO2 + 2H2O  NaHCO3 + Al(OH)3 14 Nhôm hydroxyde (Al(OH)3)  Ứng dụng Al(OH)3 làm thuốc trung hòa dịch vị  Chú ý: ion Al3+ có tính gây táo bón; thấy độc tính mạn nhôm ảnh hưởng đến não (biểu người cao tuổi) 15 Phèn nhôm  Phèn loại muối kép, dạo dạng tinh thể đẹp, có màu M2SO4.E2(SO4)3.24H2O M Na, K, Rb, Cs, Tl E Al, Cr, Fe, Ga, In, Tl, Co  Phèn nhôm – kali: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, gọi phèn chua có vị chua, dùng công nghiệp dệt, giấy, thuộc da, làm nước 16 Hợp chất khác nhôm  Nhôm silicate hydrate hóa  Kaolin: Al2O3.2SiO2.2H2O có tính hút ẩm, làm thuốc rắc bột nhão để chữa bệnh da  Bentonit: Al2O3.4SiO2.2H2O có tính hút nước mạnh trương nở tạo gel  chất gây treo ổn định huyền phù 17 Tổng kết  Nguyên tố phân nhóm IIIA có tính chất không giống (do hiệu ứng cặp trơ); số OXH +3 phổ biến nguyên tố đầu nhóm số OXH +1 phố biến nguyên tố cuối nhóm  Nguyên tử nguyên tố nhóm IIIA thể tính khử  B có tính chất kim, tạo liên kết cộng hóa trị hợp chất  Al có tính lưỡng tính đặc trưng  Trong ngành Dược, hợp chất B thường ứng dụng làm thuốc kìm khuẩn, hợp chất nhôm (nhôm hydroxide) dùng làm thuốc trung hòa acid dịch vị 18 ... Tổng kết  Nguyên tố phân nhóm IIIA có tính chất không giống (do hiệu ứng cặp trơ); số OXH +3 phổ biến nguyên tố đầu nhóm số OXH +1 phố biến nguyên tố cuối nhóm  Nguyên tử nguyên tố nhóm IIIA... Dược Nguyên tố nhóm IIIA Phân nhóm IIIA Đặc điểm nguyên tử B Al đứng sau nhóm KL kiềm thổ: lớp liền kề bên có e  Ga, In Tl đứng sau nhóm KL chuyển tiếp: lớp liền kề bên có 18 e  Tính chất nguyên. ..Mục tiêu  So sánh đặc điểm cấu trúc nguyên tử nguyên tố nhóm IA, IIA IIIA  Viết phương trình phản ứng, giải thích tính chất vật lý, hóa học nguyên tố hợp chất B Al  Trình bày ứng dụng độc