Hóa vô cơ Chương 10: Nguyên tố nhóm VIIIB

NỘI DUNGNHẬN XÉT CHUNG I... - Các oxit, hydroxit có tính bazo yếu, axit yếu, lưỡng tính... - Fe, Co, Ni tác dụng với CO  tạo phức cacbonyl kim loại  ứng dụng để tinh chế kim loại.

NỘI DUNG

NHẬN XÉT CHUNG

I ĐƠN CHẤT Fe, Co, Ni

II HỢP CHẤT CỦA Fe,

Co, Ni

TÀI LIỆU

[1] – Tập 3, Chương 7: trang

153 – 204 [2] – Chương 11: trang 233 – 246 [3] – Phần III, Chương 8: trang

538 – 572

NHẬN XÉT CHUNG

Nguyên tố

Cấu hình e hóa trị

RK (Å)

Số oxi hóa

Fe

3d64s2

1,26

(+6), +3, +2

Co

3d74s2

1,25

(+4), +3, +2

Ni

3d84s2

1,24

(+3), +2

Nguyên tố

Cấu hình e hóa trị

RK (Å)

Số oxi hóa

Ru

4d 7 5s 1

1,35

(+8), +4

Rh

4d 8 5s 1

1,34

(+6), +3

Pd

4d 10 5s 0

1,37

(+4), +2

Nguyên tố

Cấu hình e hóa trị

RK (Å)

Số oxi hóa

Os

5d 6 6s 2

1,35

(+8), +6

Ir

5d 7 6s 2

1,35

(+6), +4

Pt

5d 9 6s 1

1,35

(+6), +4, +2

Cấu hình e hóa trị: (n-1)d ns

- Quy luật biến đổi trạng thái oxi hóa dương cực

đại:

theo hàng ngang:  ; theo cột dọc: 

- Dễ tạo hợp kim với nhau, với nguyên tố khác

- Các oxit, hydroxit có tính bazo yếu, axit yếu,

lưỡng tính

- Dễ tạo phức với CO, NO, CN-

- Dễ hấp phụ H2 và hoạt hóa H2  hoạt tính xúc

tác

I ĐƠN CHẤT Fe, Co, Ni

1 Tính chất vật lý

- Màu trắng xám hoặc trắng bạc (Ni)

- Dễ rèn, dát móng (trừ Co)

- Có tính sắt từ:

+ Bị nam châm hút + dưới tác dụng của dòng điện  nam châm

- Hợp kim của Fe với C:

Sắt mềm (<0,2%C); thép (0,2-1,7%C); gang

(1,7-5%C)

2 Tính chất hóa học

- Hoạt tính hóa học trung bình: tính khử  từ Fe 

Ni

- Trạng thái khô, t0 thấp, dạng cục bền với KK

- Khi đốt nóng, hoặc bột mịn:

3Fe + 2O2  Fe3O4 2Co + O2  2CoO 2Ni + O2  2NiO

- Trạng thái ẩm, t0 cao bị ăn mòn

2Fe + 3/2O2 + H2O  Fe2O3.nH2O (gỉ sắt)

1500C

300 0 C

5000C

Fe2+ + 2OH-  Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)4  {Fe2O3.xH2O}

- Phản ứng với axit HCl, H2SO4 loãng  muối X2+

- Fe, Co, Ni bị thụ động với HNO3, H2SO4 đặc nguội 2Fe + 6H2SO4 đặc, nóng  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

- Fe, Co, Ni không tác dụng với dung dịch kiềm

- Fe, Co, Ni tác dụng với CO  tạo phức cacbonyl kim loại  ứng dụng để tinh chế kim loại

Fe( tc ) + 5CO Fe(CO) 5 230-330 o C Fe( tk ) + 5CO

100-200atm 150-200 o C

II HỢP CHẤT Fe, Co, Ni

1 Hợp chất (+2)

1.1 Fe (+2): Dạng đơn giản: FeO, Fe(OH)2, Fe2+

Dạng phức chất: [Fe(H2O)6]2+, [Fe(CN)6]4-, [Fe(NO)]2+

- FeO, Fe(OH)2 có tính bazơ > axit  tan trong

axit, không tan trong kiềm

- Fe (+2) có tính khử mạnh  Fe (+3)

FeO + O2  Fe2O3

2Fe(OH)2 + O2 + H2O  2Fe(OH)3

5Fe2+ + MnO ̅ + 8H O+  5Fe3+ + Mn2+ + 12H O

- Muối Mohr: (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O

- K4[Fe(CN)6].3H2O (muối vàng máu): thuốc thử của ion Fe3+:

FeCl3 + K4[Fe(CN)6]  KFe[Fe(CN)6] + 3KCl

xanh beclin

1.2 Co (+2): Dạng đơn giản: CoO, Co(OH)2, Co

Dạng phức chất: [Co(H2O)6]2+ , [Co(NH3)6]2+ , [CoCl4]2-…

- CoO, Co(OH)2 có tính bazơ > axit  tan trong

axit, không tan trong kiềm, nước

CoO + 2HCl  CoCl2 + H2O CoO + 2HCl + 2 H2O  [Co(H2O)6]Cl2

- Điều chế:

Co2+ + 2OH-  Co(OH)2

Co(OH)2 t0 CoO + H2O

- CoO, Co(OH)2 có tính khử trung bình

CoO + O2  Co3O4 4Co(OH)2 + O2  4CoO(OH) + 2H2O (chậm)

- Tinh thể hydrat muối Co(+2) thay đổi màu sắc khi

đốt nóng:

500 oC

CoCl2.6H2O CoCl2.4H2O CoCl2.2H2O CoCl2.H2O CoCl2

hồng hồng tím xanh xanh da trời xanh da trời

[Co(H2O)4Cl2] [Co(H2O)2Cl4] [CoCl6]

to

H⇌2O

1.3 Ni (+2): Dạng đơn giản: NiO, Ni(OH)2, Ni

Dạng phức chất: [Ni(H2O)6]2+, [Ni(NH3)6]2+, [NiCl4]2-…

- NiO, Ni(OH)2 có tính bazơ > axit  tan trong

axit, không tan trong kiềm, nước:

NiO + 2HCl  NiCl2 + H2O

- Tính khử yếu:

Ni(OH)2 + ½Br2 + KOH  Ni(OH)3 + KBr

- Ni (+2) dễ tạo thành phức amicat:

NiCl2 + 6NH3(k)  [Ni(NH3)6]Cl2

 Ni(OH)2 dễ tan khi có mặt NH3 hoặc muối NH4+:

Ni(OH)2(r) + 6NH3(dd)  [Ni(NH3)6](OH)2(dd)

2 Hợp chất (+3)

2.1 Fe (+3): Dạng đơn giản: Fe2O3, Fe(OH)3, Fe3+

Dạng phức chất: [Fe(H2O)6]3+, [Fe(CN)6]3-, [FeCl4]- …

- Fe2O3, Fe(OH)3: lưỡng tính (bazơ > axit)

Fe2O3 + 6HCl + 6H2O  2[Fe(H2O)6]Cl3

Fe2O3 + 2KOHrắn  2KFeO2 + H2O

Fe(OH)3 + 3HCl + 3H2O  [Fe(H2O)6]Cl3

Fe(OH)3 + 3NaOHđđ to Na3[Fe(OH)6]

tnc

- Fe bền, có tính oxi hóa yếu

FeCl3 + 2KI  2FeCl2 + I2 + 2KCl

- Muối Fe(+3) bị thủy phân:

[Fe(H2O)6]3+ + H2O  [Fe(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ [Fe(H2O)5(OH)]2+ + H2O  [Fe(H2O)4(OH)2]+ + H3O+

- K3[Fe(CN)6] (muối đỏ máu): thuốc thử cho ion Fe2+:

FeCl2 + K3[Fe(CN)6]  KFe[Fe(CN)6] + 2KCl

Xanh tuabin

2.2 Co (+3):

- Hợp chất đơn giản Co(+3) không bền  Tính oxi

hóa mạnh

Cho Co2O3, Co(OH)3 tác dụng với axit  không tạo muối Co3+ mà tạo thành Co2+

2Co2O3 + 4H2SO4  4CoSO4 + O2 + 4H2O 2Co(OH)3 + 6HCl  2CoCl2 + Cl2 + 6H2O

2.3 Ni (+3):

- Hợp chất Ni (+3) không đặc trưng, không bền 

Tính oxi hóa mạnh

2Ni(OH)3 + 6HCl  2NiCl2 + Cl2 + 6H2O

QUY LUẬT BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT: