1. Crom (II) oxit (CrO):
Crom (II) oxit là chất bột màu đen kết tinh trong cấu trúc muối mỏ, có tính tự cháy, trên 100oC ở trong không khí biến thành Cr2O3, trên 700oC ở chân không phân hủy thành Cr2O3 và crom. Có tính bazo, oxit này tan trong dung dịch axit loãng:
CrO + 2HCl → CrCl2 + H2O
CrO có tính khử, trong không khí CrO dễ bị oxi hóa thành Cr2O3.
Oxit này rất khó điều chế, được tạo nên khi dùng oxi trong không khí hay axit nitric oxi hóa hỗn hống crom:
H3PO2 + 2Cr2O3 → 4CrO + H3PO4
2. Crom (II) hidroxit ( Cr(OH)2 ):
Crom (II) hidroxit là chất kết tủa vàng nhưng rất thường lẫn tạp chất nên có màu hung. Nó không có tính lưỡng tính, tan trong dung dịch axit nhưng không tan trong dung dịch kiềm:
Cr(OH)2 + 2HCl → CrCl2 + H2O.
Thể hiện tính khử mạnh hơn oxit, hidroxit dễ dàng tác dụng với oxi trong không khí tạo thành Cr(OH)3:
4Cr(OH)2 +O2 + H2O → 4Cr(OH)3.
Crom (II) hidroxit rất khó điều chế ở dạng tinh khiết, được tạo nên theo phản ứng: CrCl2 + 2NaOH → Cr(OH)2 + 2NaCl
3. Muối Crom (II):
Người ta đã tách ra được và nghiên cứu kĩ thuật các muối crom(II) sau đây: CrCl2.4H2O, CrBr2.6H2O, CrSO4.H2O (ít tan) và [Cr(CH3COO)2.H2O]2 (kết tủa). Các halogenua khan có nhiệt độ nóng chảy cao: CrF2 màu xám, nóng chảy ở 1100 oC, CrCl2 màu trắng, nóng chảy ở 824oC, CrBr2 màu trắng, nóng chảy ở 842oC và CrI2 màu đỏ, nóng chảy ở 795oC. Các muối tan được trong nước cho ion hidrat hóa [Cr(H2O)6]2+ có màu xanh lam. Muối crom(II) ít bị thủy phân. Cũng như oxi và hidroxit , muối crom(II) có tính khử mạnh, 3 / 2
o Cr Cr
E + + = - 0,41VVd: 2CrCl2 + Cl2 → 2CrCl3 Vd: 2CrCl2 + Cl2 → 2CrCl3
Ion Cr2+ có thể tạo nên những phức chất như [Cr(NH3)6]Cl2, K4[Cr(CN)6], CrCl2.2N2H4,… Muối crom (II) được điều chế bằng cách hòa tan crom kim loại trong dung dịch axit trong môi trường khí không hoạt động ( ví dụ H2 )
Cr + H+ → Cr2+ + H2↑
Do đó trong thực tế khi cho crom kim loại, CrO hoặc Cr(OH)2 tác dụng với axit, sau cùng thường cho sản phẩm muối crom (III)
Vì muối Cr2+ dễ bị oxi hóa nên không điều chế bằng cách cho Zn tác dụng với muối Cr3+ trong môi trường axit:
Zn + 2Cr3+ → Zn2+ + 2Cr2+
Chú ý: Trong thực tế, có thể có oxi hòa tan, cần chú ý đến các phản ưng có thể xảy ra dực
trên giá trị của các thế điện cực chuẩn sau:
Cr2+ + 2e → Cr Zn2+ + 2e → Zn Cr3+ + 3e → Cr Cr3+ +e → Cr2+ 2H+ → H2 O2 + 4H+ + 4e → 2H2O 2 2 3 3 2 2 2 2 0 / 0 / 0 / 0 / 0 2 / 0 / 0,91 V 0,76 V 0,74V E 0, 41 V E 0,00 V E 1, 23 V Cr Cr Zn Zn Cr Cr Cr Cr H H O H O E E E + + + + + + = − = − = − = − = =
Từ các giá trị Eo ở trên, giải thích tại sao cần dùng môi trường axit trong phản ứng điều chế muối Cr2+ từ muối Cr3+ và Zn
4. Crom(II) clorua:
Crom(II) clorua (CrCl2) khan là chất bột màu trắng, hút ẩm mạnh, tan trong nước cho dung dịch màu xanh lam. Khi kết tinh từ dung dịch, thu được hidrat CrCl2.4H2O là chất ở dạng tinh thể màu lục sẫm. Khi đun nóng trên 60oC, hidrat mất bớt nước và đến 115oC biến thành muối khan CrCl2.
Có tính khử mạnh, ngay trong dung dịch CrCl2 dễ dàng tác dụng với oxi không khí biến từ dung dịch màu xanh lam thành màu lục của ion Cr3+ trong nước:
4CrCl2 + O2 + 4HCl → 4CrCl3 + 2H2O
Trong phân tích khí, người ta thường dùng dung dịch nước CrCl2 để hấp thụ khí oxi Ngay khi không có mặt oxi trong không khí, ion Cr3+ phân hủy nước giải phóng khí hidro và biến thành ion Cr3+:
2CrCl2 + 2H2O → 2Cr(OH)Cl2 + H2
Muối khan CrCl2 có thể điều chế bằng cách đun nóng crom kim loại ở 600-700oC trong dòng khí HCl hoặc đun nóng crom triclorua (CrCl3) khan ở 400-540oC trong dòng khí hidro:
Cr + 2HCl → CrCl2 + H2 CrCl3 + H2 → 2CrCl2 + 2HCl Hoặc đun nóng cẩn thận để làm mất nước của hidrat CrCl2.4H2O.
Chuẩn bị quy mô nhỏ có thể sử dụng 4 LiAlH, hoặc liên quan đến thuốc thử, để giảm CrCl3
Dung dịch nước muối crom(II) clorua được điều chế bằng cách dung hidro hoạt động khử dung dịch muối crom(III) clorua. Trong thực tế, người ta có thể dùng hỗn hống kẽm tác dụng với dung dịch CrCl3 trong mội trường HCl:
2CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2
Mạng tinh thể CrCl2
5. Crom (II) axetat:
Crom (II) axetat là dạng kết tủa ít tan, có màu đỏ, được tạo nên khi cho dung dịch NaCH- 3COO đặc trưng tác dụng với dung dịch CrCl2:
CrCl2 + 2NaCH3COO + H2O → Cr(CH3COO)2.H2O
Công thức cấu tạo của crom (II) axetat
Crom (II) axetat có chứa 2 nguyên tử crom, 2 phân tử nước và 2 ion CH3COO- . Môi trường phối hợp xung quanh nguyên tử crom bao gồm 4 nguyên tử oxi (từ ion CH3COO-) trong một hình vuông, một phân tử nước và nguyên tử crom khác.
Tính nghịch từ của chất nói lên rằng 4 electron d ở mỗi ion Cr2+ đã được ghép đôi cộng với khoảng cách Cr-Cr (2,36A0 ) rất bé hơn khoảng cách Cr-Cr trong kim loại (2,49A0 ) chúng tỏ liên kết Cr-Cr là liên kết 4: một liên kết σ, 2 liên kết π và một liên kết δ. Hai ion Cr2+ dùng cặp obitan lai hóa d2sp3 tạo nên liên kết σ, cặp obitan 3dxz và cặp obitan 3dyz tạo nên hai liên kết π, còn cặp obitan 3dxy tạo nên liên kết δ.
Đây là chất được biết đầu tiên bởi ông Eugene Peligot trong những hợp chất có liên kết 4 vào năm 1844. Cấu tạo độc đáo của hợp chất làm cho nó có tính nghịch từ và có màu đỏ, một màu ít đặc trưng đối với nguyên tử crom. Màu đỏ của đime này chuyển nhanh thành màu lục khi để trong không khí ẩm vì crom(II) bị oxi hóa thành crom(III)