Y Dược: Hóa vô cơ nhóm VA

HÓA VÔ CƠ Đối tượng: Sinh viên Dược sĩ Đại học BÀI 6: NGUYÊN TỐ NHÓM VA N, P, As, Sn, Bi BÀI (3 tiết) 7.1 Cấu tạo nguyên tử, tính chất chung 7.2 Tính chất hóa học chung nhóm VA 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.1 Đơn chất Hợp chất N 7.3.2 Đơn chất Hợp chất P 7.3.3 Đơn chất Hợp chất As, Bi 7.4 Ứng dụng MỤC TIÊU • Trình bày cấu tạo hóa học, liên quan cấu tạo tính chất nguyên tố nhóm VA • Trình bày lý tính, hóa tính, phương pháp điều chế ứng dụng hợp chất Nitơ Photpho 7.1 Cấu tạo nguyên tử (nhóm IVA) 7.1.1 Giới thiệu Phân nhóm VA 7.1 Cấu tạo nguyên tử (nhóm VA) 7.1.2 Cấu hình electron đặc điểm N, P có tính phi kim, As thể tính phi kim nhiều hơn, Sb lưỡng tính, Bi tính kim loại Số oxi hoá:+3 +5, riêng N thêm (-3) Độ bền số oxi hoá +3 +5 tăng dần từ N đến P Độ bền số oxihoá +3 tăng dần từ P đến Bi, độ bền số oxihoá +5 giảm dần 7.1 Cấu tạo nguyên tử (nhóm IVA) 7.1.2 Cấu hình electron đặc điểm  Bắt đầu từ P, nguyên tử orbital d trống nên dễ nhận e từ nguyên tử khác tạo liên kết phối trí p d Khả phối trí tăng lên từ P đến Bi  N orbital trống, thường tạo liên kết p-p liên kết phối trí kiểu 7.2 Tính chất hóa học chung chung nhóm VA  Tính khử - Phản ứng với halogen - Phản ứng với oxy, lưu huỳnh  Tính oxy hóa: - Phản ứng với kim loại (IA, IIA, Al, Mn) - Phản ứng với phi kim: Chỉ phản ứng với H2, B, C, Si Các acid có oxy (oxoacid) tạo thành từ phản ứng nước va halogenid phi kim Ion photphat nước tạo thành polyphotphat Phospho tự oxi hoá- khử kiềm ( số oxi hoá vừa giảm vừa tăng Viết phương trình phản ứng 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.1 Đơn chất hợp chất N Nitơ Cấu tạo tính chất lý học -Hai nguyên tử N phân tử liên kết với liên kết Theo MO:(KK) s2 s*2 x2= y2 z2 Elk =941 KJ.mol-1 =>ở nhiệt độ thường N2 trơ phương diện hoá học - Ở điều kiện thường N2 khí không màu, không mùi, không vị, hoá lỏng -196oC hoá rắn -210oC,ít tan nước dung môi hữucơ, có nhiệt độ sôi thấp nên sử dụng công nghiệp phòng thí nghiệm để tạo nhiệt độ thấp, tác nhân làm lạnh 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.1 Đơn chất hợp chất N Nitơ Tính chất hoá học: Ở nhiệt độ thường hoạt động hoá học phản ứng với Li để tạo thành Li3N - Ở nhiệt độ cao hoạt động song kém, đa số phản ứng xảy phải có mặt xúc tác,ví dụ: + N2 +3H2 ⇄ 2NH3 xảy điều kiện nhiệt độ cao có mặt chất xúc tác tcao + N +O NO 10 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt Pđỏ chất vô định hình gồm phân tử P, tnc= 600oC, áp suất cao thăng hoa tạo thành gồm phân tử P4 Hơi ngưng tụ tạo thành Ptrắng Pđỏ có tính chất khác nhau, tỉ khối chúng biến đổi từ đến 2,4g/cm3, màu sắc biến đổi từ màu nâu đến đỏ tím Pđen tạo đun nóng Ptrắng 220- 370oC áp suất 12.000 atm có Hg làm xúc tác Pđen chất vô định hình gồm phân tử P Pđỏ Pđen bền nhiều so với Ptrắng nên chúng có nhiều tính chất khác so với Ptrắng:tnc cao hơnnhiều, không tan dung môi, độc hoạt động hoá học yếu 32 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt  Tính chất hoá học P hoạt động N P tồn ba dạng thù hình, Ptrắng hoạt động nhất, Pđen hoạt động 33 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt  Tính chất lý học Phản ứng với O2 + Ptrắng bị oxi hoá chậm không khí nhiệt độ thường kèm theo phát quang, 35oC Ptrắng tự bốc cháy, Pđỏ t= 250oC, Pđen t= 400oC.Khi P cháy: P + 5O =2P O (P O dư O2 P + 3O =P O (2P O thiếu O2 Phản ứng tương tự với halogen: P + 3Cl =2PCl thiếu Cl P + 5Cl =4PCl dư Cl Phản ứng với kim loại(thể tính khử): 34 P +3Ca =Ca P2 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt  Tính chất hoá học Hợp chất với số oxi hoá (+5) củaP P4O10 :Chất rắn trắng, thăng hoa 360oC áp suất atm, háo nước, hút nước axit HNO3,H2SO4 tạo thành N2O5 SO3 Sự hydrat hoá P4O10 tạo hỗn hợp axit photphoric có thành phần biến đổi phụ thuộc vào điều kiện thí nghiệm: P4O10 +2H2O=(HPO3)n - axit metaphotphoric P4O10 +4H2O=2H4P2O7 - axit diphotphoric P4O10 +6H2O=4H3PO4 - axit orthophotphoric 35 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt Axit orthophotphoric H3PO4 - Tính chất lý học: + chất rắn không màu, tnc=42,35oC, chuyển thành chất lỏng sánh H3PO4 bền nhiều so với axit HNO3, P có ocbitan d tham gia liên kết + Khi đun nóng axit photphoric dần nước (quá trình ngược với trình tác dụng với nước) 36 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt Tính chất hoá học: +Là axit ba lần axit, axit trung bình với số cân axit tương ứng: H PO ⇆ H H PO - K1 H PO - ⇆ H HPO - K2 HPO - ⇆ H PO K3 37 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt Sự thuỷ phân muối phốt phát: Muối phốt phát PO43- kim loại kiềm thuỷ phân mạnh tạo môi trường kiềm: PO - +H O ⇆ HPO - OHMuối hydrophotphat thuỷ phân yếu hơn, tạo môi trường kiềm yếu (lưỡng tính): HPO42Muối dihydrophotphat có tính axit phản ứng thể tính axit mạnh so với phản ứng thể tính bazơ Ví dụ:Dung dịch Na3PO4 1% có pH = 12,1, Na2HPO4 1% có pH= 8,9, NaH2PO4 1% có pH = 6,4 38 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt Axit photphorơ H3PO3 - Là chất rắn, không màu, tnc=70oC, dễ tan nước - Axit photphorơ axit hai lần axit 39 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.2 Phốt Tính chất hoá học: H3PO3 có tính oxi hoá yếu Khi bị đun nóng xảy phản ứng tự oxy hoá khử H PO =3H PO PH Là chất khử mạnh: Nó khử muối kim loại yếu Cu, Hg kim loại, ví dụ: H PO +HgCl +H O=H PO Hg + 2HCl 40 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.3 Đơn chất hợp chất ASEN, ANTIMON, BITMUS Sb không khí nhiệt độ thường không biến đổi As,Bi bị oxi hóa bề mặt Khi đun nóng, tạo oxit với số OXH +III Ở dạng bột mịn cháy khí Clo nhiệt độ thường tạo triclorua XCl3 Khi đun nóng phản ứng với Br,I,Svà mộtsố kim loại Thể tính khử 41 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.3 Đơn chất hợp chất ASEN, ANTIMON, BITMUS 42 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.3 Đơn chất hợp chất ASEN, ANTIMON, BITMUS 43 7.4 Ứng dụng 7.4.1 Ứng dụng hợp chất vô N  Protein, khí quyển, protid, acid amin  Môi trường trơ ống tiêm, bảo quản  Nitrogen (I) oxyd, dinitrogen monoxyd (N20, khí cười) chứa 20-25% oxy dùng gây mê phẫu thuật thời gian ngắn  Natri nitrit thuốc giải độc cyanid (CN-), Natri nitroprussiat thuốc giãn mạch, trị cao huyết áp  NO thuốc tim mạch họ nitrit nitrat: NO có vai trò quan trọng sống 44 7.4 Ứng dụng 7.4.2 Ứng dụng P  Thành phần xương, răng, tế bào, enzyme, ATP,  Calci monohydrophosphat, CaHP04.2H2O, Calci dihydrophosphat,Tricalci phosphat dùng bồi dưỡng Ca, P cho người còi xương, lao lực, suy nhược thần kinh  Calci hydroxy phosphat, Ca5(0H)(P04)3 : dùng kháng acid,  KH2PO4 K2HPO4 trị bệnh tăng Calci huyết sỏi thận Canci  H3P02 có tính khử, bảo quản muối iodid, muối chứa Fe (II)  Đồng vị phóng xạ 32P sử dụng điều trị 45 7.4 Ứng dụng 7.4.3 Ứng dụng As, Sb, Bi  As: độc tính nên không sử dụng  Sb: Antimoni kali tartrat dùng trị sán máng, chất gây nôn  Bi: - Các muối base: Bismuth subcarbonat, Bismuth subgalat, Bismuth subnitrat dùng làm chất se, diệt khuẩn nhẹ, kháng acid Bismuth subcitrat keo trị loét dày- tá tràng Bismuth salicylat Bi0(0H)C02C6H4 trị ỉa chảy, sát trùng đường ruột dạng uống 46 ... Trình b y cấu tạo hóa học, liên quan cấu tạo tính chất nguyên tố nhóm VA • Trình b y lý tính, hóa tính, phương pháp điều chế ứng dụng hợp chất Nitơ Photpho 7.1 Cấu tạo nguyên tử (nhóm IVA) 7.1.1...BÀI 6: NGUYÊN TỐ NHÓM VA N, P, As, Sn, Bi BÀI (3 tiết) 7.1 Cấu tạo nguyên tử, tính chất chung 7.2 Tính chất hóa học chung nhóm VA 7.3 Các đơn chất hợp chất 7.3.1 Đơn... kết p-p liên kết phối trí kiểu 7.2 Tính chất hóa học chung chung nhóm VA  Tính khử - Phản ứng với halogen - Phản ứng với oxy, lưu huỳnh  Tính oxy hóa: - Phản ứng với kim loại (IA, IIA, Al, Mn)