6.1 Nguyên tố phân nhĩm IB:6.1.1-Đặc điểm cấu tạo: 6.1.1-Đặc điểm cấu tạo:
- Các nguyên tử chúng cĩ bán kính nguyên tử nhỏ, khối lựơng riêng lớn, nhiệt độ nĩng chảy cao, Cu, Ag, Au là những kim lọai hoạt động hĩa học yếu và chúng cĩ thể thể hiện các mức oxit 1,2,3( Cu chủ yếu là T2, Ag chủ yếu là T1, Au chủ yếu là T3). Theo chiều từ Cu đến Au tính kim lọai giảm dần, khả năng tạo phản ứng tăng dần.
61.2 Tính chất:
6.1.2.1 Tính chất vật lý:
Khối lượng riêng
Cg/cm3 8.96 10.5 19.3
Năng lượng ion hĩa( ev) 7.72 7.57 9.22 Nhiệt độ nĩng chảy( C) 1083 9.61 1063 Nhiệt độ sơi( C) 2543 2167 2880
- Độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao, dễ kéo dài, dát mỏng đặc biêt là Au
6.1.2.2 Tính chất hĩa học:
- Trong khơng khí Ag ít biến đổi, Cu kết hợp trực tiếp với O2 tạo lớp oxit Cu mỏng trên bờ mặt của Cu.
- Trong khơng khí ẩm cĩ chứa CO2, Cu dễ tạo thành một lớp muối cacbonat bazơ màu xanh (Cu2(OH)2CO3) khi đốt nĩng Cu sẽ chuyển thành CuO
và Cu2O.
- Với halogen Cu dễ dàng kết hợp, Ag kết hợp chậm ở nhiệt độ thường, Au chỉ phản ứng trong điều kiện khơ, đun nĩng.
- Với S, Cu và Ag phản ứng trực tiếp cịn với H2, N2 thì cả 3 nguyên tố đều khơng tác dụng, riêng đối với Ag trong khơng khí cĩ chứa H2S thì dễ tạo thành Ag2S màu đen
Ag + ½ O2 + H2S = Ag2S + H2O.
- Với HCl, H2SO4 lỗng thì cả 3 nguyên tố đều khơng phản ứng, chúng chỉ tan được khi cĩ mặt O2.
Cu + 1/2O2 + 2HCl = CuCl2 + H2O
- Với các axit cĩ tính OXH như HNO3, H2SO4 thì Cu và Ag tác dụng dễ dàng, cịn Au chỉ tan được trong dd cường thủy hoặc đang trong dd HCl bão hịa khí Cl2.
Au + HNO3 + 3HCl = AuCl3 + NO + 2H2O. 2Au + 2HCl + 3 Cl2 = 2H[AuCl4 ]
6.1.3 Điều chế:
- Cu thường được điều chế bằng phương pháp nhịêt luyện, nếu là quặng axit thì dùng C để khử ở nhiệt độ cao, nếu là quặng sunfua thì quá trình nhiệt luỵên qua nhiều giai đọan.Thường lẫn trong các quặng PbS, Cu, Zn.Thành phần thường thu được trong quá trình luyện Cu, P cĩ Ag.
- Au thường ở dạng khĩang chất hoặc ở dạng tự do trong nhan thạch, cát. Phương pháp tốt nhất để tách vàng là phương pháp cianua.
- Người ta hịa tan bằng NaCN cĩ mặt O2 khơng khí.
2Au + 4NaCN + ½ O2 = 2 Na[Au(CN)2 ] + 2NaOH. Zn + 2 Na[Au(CN)2 ] = Na2[Zn(CN)4] + 2Au.
6.1.4 Hợp chất của Cu, Ag, Au:6.1.4.1 Hợp chất một số oxit: 6.1.4.1 Hợp chất một số oxit:
- Các axit ( M2O) đều là chất rắn, Cu2O màu đỏ, Ag2O má nâu sẫm, Au2O màu tím xám. Chúng tác dụng với NaOH. Các hidroxit khi mới hình hành dễ bị mất
H2O tạo thành oxit.
2AgNO3 + 2NaOH = 2NaNO3 +Ag2O +H2O. - Cu2O được điều chế bằng cách đun nĩng Cu(OH)2.
- Các Hidroxit ( MOH) khơng bền dễ bị phân hủy ngay tạo thành.
-Tác dung muối: Au và Cu khơng tan trong H2O, ở trạng thái ẩm kém bền, dễ bị phân hủy.
3AuCl = AuCl3 + 2Au 2CuCl = CuCl2 + Cu
- Các muối này dễ bị oxit để tạo thành mức Au3+và Cu2+
2CuCl + 1/2O2 + 2Hcl = 2 CuCl2 + H2O
- Muối Ag+ trong thực tế rất nhiều thơng dụng như AgNO3 ( Tan), AgCl, AgBr, AgT( khơng tan), các muối Ag+ dễ bị phân hủy, dưới tác dụng của as muối đĩ cần bảo quản trong chai màu.
- Các muối phức tạp ( M+) cũng rất phong phú và nhiều trong thực tế. Ví dụ: phức Cu+, Cu(NH3)2]Cl, AgCl, AgBr, AgI khĩ tan trong H2O nhưng dễ tan trong dd axit Hx hay muối halogenua đậm đà tạo thành các phản ứng halogenua tan.
CuCl + HCl = H[CuCl2 ] CuCl + NaCl = Na[CuCl2 ]
6.1.4.2 Hợp chất cĩ số oxy hố + 2:
- CuO màu đen khơng tan trong nước, dễ tan trong axit tạo muối Cu2+, khi đun nĩng ở 8000C nĩ bị phân hủy thành Cu2O và O2.
- Hiđroxit ( Cu(OH)2 màu xanh lam, khơng tan trong nước, cĩ tính lưỡng tính nhưng tính axit và tính bazơ đều yếu.
- Các muối Cu2+ đều độc, Trong dung dịch lõang tất cả các muối Cu cĩ màu xanh lam( đĩ là màu của phản ứng. Ví dụ [Cu(NH3)2 ] SO4, , [CuCl4 ] 2-, [Cu(CN)4] 2-.
6.1.4.3 Hợp chất cĩ số oxy hố +3:
- Trạng thái Oxy hĩa +3 đặc trưng đối với Au, Au cĩ một số phản ứng là 4 - Au2O3 là chất rắn màu đen, khơng tan trong H2O bị phân hủy ở nhiệt độ1600 - Au2O được điều chế bằng cách đun nĩng nhẹ khoảng 1000C Au(OH)3.
- Au(OH)3 là chất kết tủa màu đỏ hun được tạo thành khi cho kiềm cho tác dụng với muối halogenua.
- Au(OH)3 và Au2O3 cĩ tính lưỡng tính nhưng tính axit mạnh hơn tính bazơ.Au(OH)3 dễ tan trong dung dịch kiềm.
Au(OH)3 + NaOH = Na[Au(OH)4 ]
- Muối Au3+ được điều chế bằng cách cho Au(OH)3 tác dụng với axit mạnh, chúng dễ tạo phản ứng.
Au(OH)3 + 4Hcl = H[AuCl4 ] +3H2O
6.2 Nguyên tố phân nhĩm IIB.6.2.1 Đặc điểm và cấu tạo: 6.2.1 Đặc điểm và cấu tạo:
- Cấu trúc lớp điện tử ngịai cùng , các nguyên tố này điều cĩ khả năng cho 2e lớp ngịai cùng nên chúng chỉ cĩ mốt số OXH + 2. Tuy nhiên tính kim lọai của chúng yếu hơn so với những nguyên tố phân nhĩm chính.
- Từ Zn đều Hg tính kim lọai giảm dần và khả năng phức tạp dần.
6.2.2 Tính chất:
6.2.2.1 Tính chất vật lí:
- Zn màu trắng hơi xanh, Cd và Hg cĩ màu trắng bạc
cm3)
Năng lượng ion
hĩa( eV) 9.391 8.991 10.43
Nhiệt độ nĩng chảy( C0) 419 321 -39
Nhiệt độ sơi( C0) 907 767 357
- Zn, Cd, Hg là những kim lọai dễ nĩng chảy và dễ bay hơi. Ở điều kiện thường Hg là chất lỏng, Cd cĩ thể rèn và kéo dài được, Zn khá giịn.
6.2.2.2 Tính chất hĩa học:
6.2.2.2 Tính chất hĩa học:
- Ở nhiệt độ bình thường trong kh khơ Zn, Cd, Gg khơng biến đổi. Trong khơng khí ẩm, Zn bị bao phủ bởi một lớp màng[ ZnC03.3Zn(OH)2]]. Khi đun nĩng Cd và Zn cháy trong kk tạo thành ZnO và CdO cịn Hg bị OXH chậm tạo thành HgO.
- Với S, Zn và Cd phản ứng khu đun nĩng, Hg phản ứng ở nhiệt độ thường.
- Với halogen Zn và Cd phản ứng trong khi đun nĩng, Hg phản ứng ở nhiệt độ bình thường.
-Với HCl và H2SO4 lỗng Zn phản ứng dễ dàng, Cd phản ứng khĩ dễ dàng, Cd phản ứng khĩ, Hg khơng phản ứng.
- Với HNO3 lỗng Zn, Cd, Hg đều tác dụng tạo muối nitrat. Tùy thuộc vào lượng axit mà Hg cĩ thể tạo muối Hg+ hoặc Hg2+. Hg tác dụng được với HNO3 .
- Zn cĩ tính lưỡng tính nên tác dụng được với axit với Bazơ tạo thành zincat (CznO2)2- Zn + 2H3O+ +2H2O = [Zn(H2O)4 ]2+ + H2
Zn + 2OH- + 2H2O = [Zn(H2O)4 ]2+ + H2 - Zn cĩ thể khử HNO3 rất lỗng thành NH4NO3
6.2.3 Điều chế:
Trong tự nhiên các khĩang vật quan trọng của chúng là ZnCO3, ZnCO3, ZnS, Zn2SO4, H2O, ZnO,Al2O3,..
- Điều chế Zn, Cd từ quặng sunfua phải qua 2 giai đọan. Hơi kim lọai tạo thành sau phản ứng được ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ Zn sẽ lắng xuống thành dạng bột.
- Hg được điều chế từ quặng HgS nung ở 5000C trong lị đặc bịêt oxit Hg tạo thành khơng bền bị phân hủy ở nhiệt độ đĩ. Hơi Hg bay ra được ngưng tụ thành Hg và được tinh chế bằng cách chưng cốc.
6.2.4 Hợp chất của Zn, Cd, Hg6.2.4.1 Hợp chất cĩ số oxy hố +2: 6.2.4.1 Hợp chất cĩ số oxy hố +2:
ZnO màu trắng, CdO màu nâu, HgO màu đỏ, độ bền của các oxit so với nhiệt giảm từ ZnO đến HgOZnO phân hủy ở 19500C, HgO phân hủy ở 4000C, hầu hết các oxit này đều khơng tan trong nước nhưng tan trong axit.
- ZnO cĩ tính lưỡng tính.
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O
- ZnO được dùng trong sản xuất sơn dầu, dùng làm chất độn trong cao su. - Các hiđrơxit được tạo thành khi cho muối làm chất độn trong cao su. - Các hiđroxit được tạo thành khi muối tác dụng với kiềm
Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2 M2++ 2OH- = M(OH)2 Zn(OH)2 tan trong dd axit
Zn(OH)2 tan trong dung dịch NH3
Zn(OH) + 4NH3 = [Zn(NH3) 4 ]2(OH)2 Hg(OH)2 dễ bị mất nước ngay sau khi mới điều chế
- Các muối Zn2+, Cd2+, Hg2+, phần lớn đều khơng màu, một số đặc trưng như CdS màu vàng, HgT2 màu đỏ son, HgS màu đen hoặc nâu hơi đậm.
- Các muối halogen của chúng tan trong nước ( trừ ZnF2, HgBr2, HgT2). _ Các muối nitrat và sunfat tan được
- Các muối khi hịa tan trong nước dễ tạo phức cation([m(H2O)4 ]2+)
- Khi NH3 tác dụng với dung dịch muối của chúng ( trừ Hg) sẽ tạo thành phức anicat bền ([M(NH3)4]2+, [M(H2O)6]2+)
- Độ bền của các phức HgX tăng theo chiều từ F2 đến I2-, - HgI2 tan được trong KI tạo thành K2[HgI4]
HgI2 + 2KT = K2[HgI4] - Các hợp chất Hg2+ thể hiện tính OXH
Hg(NO3)2 + Hg = Hg2(NO3)2.
Hg(NO3)2 + SO2 + 2 H2O = Hg + H2SO4 + 2HNO3
6.2.4.2 Hợp chất cĩ số OXH +1
- Các hợp chất Hg+1 ở dạng Hg2+ cấu trúc –Hg- Hg. Khi địên Li nhĩm này khơng bị phân li nĩ luơn tồn tại ở dạng Hg22+, do đĩ cĩ các hợp chất tương ứng Hg2O, Hg(NO3)2, HgCl2.Những hợp chất của Hg2+
2 thể hiện tính OXH họăc tính khử. Hg2Cl2 + Cl2 = 2HgCl2
Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCl4
- Ngồi ra Hg22+ cịn thể hiện khuynh hướng nhị phân sản phẩm là Hg và Hg2+ Hg22+ = Hg + Hg2+
- Các hợp chất bền là Hg2Cl2, H2SO4. Tuy nhiên khi đun nĩng nĩ vẫn bị phân hủy.
CHƯƠNG VII : NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM VI B – VII B – VIII B7.1 NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM IB 7.1 NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM IB
7.1.1 Đặc điểm cấu tạo: Cr, Mo, W