hidro va nuoc

1 Ch ng 4ươ Ch ng 4ươ HIĐRO - NƯỚC HIĐRO - NƯỚC 2 HIĐRO Cấu tạo nguyên tử và một số đặc điểm • Cấu trúc electron: 1s 1 • Lớp vỏ electron chỉ bao gồm 1 electron và nhân chỉ có 1 proton (H + hay 1 1 P). Electron hoá trị này tương tác trực tiếp với nhân nên nguyên tử H có 3 khả năng : + Mất e - : H - e - = H + ∆H = 313,5 kcal/mol + Nhận e - : H + e - = H - ∆H = -16,0 kcal/mol  Nguyên tố H có thể được xếp vào nhóm I hay nhóm VIIA. 3 HIĐRO Cấu tạo nguyên tử và một số đặc điểm + Tạo cặp electron dùng chung trong liên kết cộng hoá trị. Với độ âm điện: χ H = 2,2 và do hydro không còn vỏ electron che chắn sau khi tạo liên kết cộng hoá trị với các nguyên tố có độ âm điện lớn (như χ O = 3,5, χ N = 3,04; χ F = 4) nên hyđrô này còn có khả năng tạo liên kết bổ sung với các nguyên tố âm điện lớn đó, gọi là liên kết hyđrô. • Số oxy hóa có thể có: -1,0,+1, nhưng số oxi hoá thường gặp là: 0 và +1. 4 HIĐRO Phân tử H 2 : + → 5 HIĐRO Tính chất vật lý • Là chất khí không màu, không mùi vị (ở đkt). • Phân tử gồm 2 nguyên tử; E H - H = -103 kcal/mol; d H-H =0,74Å. • t 0 nc và t 0 s thấp: t 0 nc = -259,1 0 C; t 0 s = -252,6 0 C; • Tốc độ khuếch tán lớn nhất, lớn hơn không khí 3,5 lần ⇒ H 2 dẫn nhiệt rất tốt. • Ít tan trong nước: chỉ tan 21,5 mlH 2 /lít H 2 O ở 0 0 C. • Trạng thái kim loại của hyđrô: Khi nén H 2 ở P = 3 triệu atm tại nhiệt độ -270 0 C thì tạo ra trạng thái H 2 rắn, có độ dẫn điện cao và một số tính chất nữa của kim loại. 6 HIĐRO Tính chất hoá học: Tính bền nhiệt • Có độ bền nhiệt lớn (H 2 = 2H với ∆H = 103 kcal/mol), khó bị phân huỷ thành nguyên tử. Ở 2000 0 C chỉ phân huỷ được 0,1%H 2 , ở 4000 0 C có 62,5% H 2 bị phân huỷ. • Do vậy, ở điều kiện thường H 2 chỉ phản ứng được với flo. Khi đun nóng, H 2 mới phản ứng được với Cl 2 , Br 2 , O 2 , N 2 , S, kim loại kiềm, kiềm thổ. 7 HIĐRO Tính chất hoá học: Tính oxy hóa • Phản ứng với chất khử mạnh: kim loại kiềm, kiềm thổ. 2Li + H 2 2LiH 2Na + H 2 2NaH Ca + H 2 CaH 2 Các sản phẩm phản ứng giữa kim loại hoạt động với hyđrô gọi là hyđrua kim loại. Trong hyđrua kim loại, thực sự tồn tại ion H - (số oxh -1) nên hyđrua kim loại là hợp chất ion. • Trong phản ứng thể hiện tính oxy hoá: hyđrô nhận electron H + e - → H - ∆H = - 16 kcal/mol  → C 0 300  → − C 0 250150  → − C 0 700500 8 HIĐRO Tính chất hoá học: Tính khử Ở nhiệt độ cao, H 2 khử được nhiều đơn chất, hợp chất : • Phản ứng với O 2 : xảy ra ở nhiệt độ 550 0 C : 2H 2 + O 2 = 2H 2 O ∆ H = - 63 kcal/mol • Khử oxyt kim loại hoạt động như đồng, chì, sắt . CuO + H 2 Cu + H 2 O Fe 3 O 4 + 4H 2 3Fe + 4H 2 O Với những oxyt kim loại hoạt động từ đầu dãy điện hoá đến hết nhôm thì H 2 không khử được chúng.  → − C 0 250150  → C 0 1000 9 HIĐRO So sánh hoạt tính hoá học của H nguyên tử (H 0 ) và H 2 phân tử H 2 = 2H (∆H = 103 kcal/mol) H 0 hoạt động hoá học mạnh hơn nhiều so với H 2 : ở điều kiện thường, H 0 phản ứng được với O 2 , S, P, As . khử được nhiều oxyt kim loại, đẩy được Ag, Cu ra khỏi dung dịch muối bạc, muối đồng, khử được Mn +7 về Mn +2 . nhưng H 2 không có những phản ứng trên. (1) MnO 4 - + H 2 + H + → không phản ứng (không làm mất màu thuốc tím) (2) MnO 4 - + 5H 0 + 3H + → Mn 2+ + 4H 2 O (mất màu tím nhanh chóng) 10 HIĐRO Trạng thái thiên nhiên Trong vũ trụ, hyđrô chiếm một nửa khối lượng mặt trời. Trong các vì sao, hyđrô chiếm phần lớn khối lượng. Lượng lớn hyđrô ở dạng hợp chất rất phổ biến trong vỏ quả đất, như trong nước, dầu mỏ, khí thiên nhiên; trong các tổ chức của cơ thể sinh vật. [...]... phân cực mạnh hay yếu 21 HYĐRUA Phân loại Hyđrua cộng hoá trị (H -X): Tính chất • Là chất khí, chất lỏng dễ bay hơi ở điều kiện bình thường • Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp vì sự phá vỡ liên kết Van de Waals, liên kết hyđrô, khi nóng chảy, khi sôi tiêu tốn ít năng lượng • Một số hyđrua như HF, H2O do có sự tụ hợp phân tử (HF)n, (H2O)5 và liên kết hyđrô mạnh nên có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ