CHƯƠNG IV: NGUYÊN TỐ NHĨM I VA
4.1GIỚI THIỆU CHUNG:
Các nguyên tố C Si Ge Sn Pb
Cấu hình e
Năng lượng ion hĩa Tonĩng chảy Tosơi [He]2s22p2 1086 3887 [Ne]3s23p2 787 1412 3267 [Ar]4s24p2 762 937 2834 [Kr]5s25p2 709 231.9 2603 [Xe]6s26p2 716 327.5 1750 4.2 CAC BON:
-C là nguyên tố quan trọng trong tự nhiên , nĩ tồn tại 3 dạng đồng vị :12C:98.09% , 13C:1.108% ,14C là nguyên tố phĩng xạ và tồn tại các dạng thù hình khác nhau .
4.2.1 Tính chất :
a ,Tính chất vật lí :
-C cĩ 3 dạng thù hình tùy thuộc vào lk mà số phối trí C bằng 4sẽ ở dạng lai hĩa sp3 , số phối trí C bằng 3 sẽ ở dạng lai hĩa sp2 , số phối trí C bằng 2 ở dạng lai hĩa sp.
- Kim cương là chất rắn hồn tồn trong suốt , tỉ khối là 3.31 ,cứng nhất trong cấu trúc tinh thể nguyên tử .C ở trạng thái lai hĩa sp3 .Kim cương khơng dẫn điện ,khơng dẫn nhiệt .
- Tinh thể kim cương hồn tồn trong suốt ,khơng màu ,kim cương chưá tạp chất màu lục ,lọa này thường được dùng là mũi khoan ,làm dao cắt thủy tinh cắt kim loại .
- Than chì cĩ cấu trúc lớp dạng lục phương ,ứng với trạng thái lai hĩa sp2 .Than chì mềm dẫn nhiệt ,cĩ màu đen ánh kim ,tỉ khối là 2.2
- Than vơ định hình cĩ mạng lưới tinh thể khơng xác định được ,nĩ được tạo thành khi đốt xác động vật ,thực vật ,cĩ khả năng hấp thụ mạnh đuợc dùng làm chất hấp thụ màu . b ,Tinh chất hĩa học :
- C ở to thường trở về mặt hĩa học ,ở to cao trở nên hoạt động . - Thể hiệ tính khử khi tác dụng trong O2 kk
C +O2 =CO2 ( ∆ Ho=-393kJ/mol) C +2S =CS2 ( ∆Ho=108.8 kJ/mol)
- Ngồi ra C cịn khử được những hợp chất ở nhiệt độ cao như H2O ,ClO3-,NO3- ,HNO3 , H2SO4 ,tạo CO2 và khử được nhiều oxit kim loại giai phĩng kim loại tự do .
C +ZnO = Zn +CO2 C + H2O =CO +H2
4C +Na2SO4 =4CO +Na2S
C + 2H2SO4 =CO2 +2SO2 +2H2O C +4 HNO3 =CO2 +4NO2 +2H2O C +4 HNO3 =CO2 +4NO2 +2H2O
- Thể hiện tính Oxy hĩa khi tác dụng với những nguyên tố cĩ độ âm điện nhỏ hơn như H2 ở 800oC
C +2H2=CH42C +Ca =Ca S2 2C +Ca =Ca S2 3C +4Al =Al4C3
- Những cacbon kim loại cĩ nhiều ứng dụng và được chia thành 2 nhĩm :nhĩm khơng tác dụng với H2O và axit lỗng như Fe3C ,W2C ,Cr2C3 và nhĩm tác dung với H2O và axit lỗng bao gồm các nhĩm sau:
- Nhĩn metanit: Al4C3 ,Be2C
Al4C3 +12 H2O =3CH4 +4AL(OH)3 - Nhĩm axetilenit: CaC2 ,MgC2 , BaC2
BaC2 + 4 H2O = C2H2 +Ca (OH)2 BaC2 +2HCl = C2H2 + CaCl2 - Nhĩm tạo ra hỗn hợp khí Mn3C
Mn3C + 6 H2O =3Mn(OH)2 + H2 +CH4