- Cứng ,giòn,chỉ rèn được ở nhiệt độ cao. - Cấu trúc tinh thể hệ lập phương tâm khối.
- Nặng, dẫn điện và nhiệt tốt, khó nóng chảy và rất khó sôi.
V.Tính chất hoá học
- Ở nhiệt độ thường:
Bền vững với không khí, hơi ẩm và khí CO2. Tác dụng F2: 2 Cr + 4 F2 → 2 CrF4 Mo + 3 F2 → MoF6 W + 3 F2 → WF6 - Ở nhiệt độ cao: Tác dụng với O2 : 4 Cr + 3 O2 → 2 Cr2O3 ∆Ho= - 1129,38 kJ/mol
2 Mo+ 3 O2→ 2 MoO3 ∆Ho= - 757,68 kJ/mol
2 W + 3O2 → 2 WO3 ∆Ho= - 821,1 kJ/mol Tác dụng các halogen khác: 2 Cr2 + 3 Cl2 → 2 CrCl3 2 Mo + 5 Cl2 → 2 MoCl5 W + 3Cl2 → WCl6 Tác dụng N, C: W + N2 → WN2 Mo+C → MoC W + C → WC Tác dụng H2O giải phóng H2: 2 Cr + 3 H2O → Cr2O3 + 3 H2↑ Mo + 2 H2O → MoO2 +2 H2↑ W + 2 H2O → WO2 + 2 H2↑ Cr +2 HCl → CrCl2 + H2↑ Cr +H2SO4→ CrSO4 + H2↑ W + 8 HF + 2 HNO3 → H2WF3 + 2NO +4 H2O
Mo + 2 HNO3 → H2MoO4 + 2 NO
Mo + Na2CO3 +3 NaNO3→ Na2MoO4+3 NaNO2 + CO2
VI, Ứng Dụng
- Cr, Mo, W để sản xuất các loại thép đặc biệt.
-Thép chứa Cr dùng để sản xuất máy công cụ, các loại bi. Cr tăng độ cứng hợp kim, bảo vệ bề mặt sắt thép,nhất là trong ngành sản xuất ô tô, xe máy, xe đạp…
- Thép chứa Mo dùng để sản xuất các loại súng, vỏ xe tăng, các trục quay, các hợpkim chịu axit, nam châm, chân treo sợi tóc bóng đèn điện. kim chịu axit, nam châm, chân treo sợi tóc bóng đèn điện.
- W dùng để làm sợi tóc bóng đèn điện, âm cực và đối âm cực của ống phát tia X.
VII.Các hợp chất
1.Đặc điểm chung
Các nguyên tố nhóm VI B thể hiện nhiều trạng thái oxh: 2, 3, 4, 5, 6.
Các oxit với số oxh cao nhất +6 là những oxit axit có tình chất gần giồng với các oxit của nhóm VA.
Ngược lại các hợp chất với số oxh thấp lại khác hẳn với các hợp chất tương ứng của
các nguyên tó nhóm VA.
o Các hợp chất bền của crôm có số oxh +3, còn của Molipden và vonfram có só oxh
+6.
o Crom(VI) oxit là anhiđrit dễ tan trong nước tạo thành cromic. Molipđen(VI) oxit và
vonfram(VI) oxit là những anhiđrit không tan trong nước.
o Những nguyên tố nhóm VIB có khả năng tạo thành các phức chất
o Liên kết M-O rất phức tạp, Mo, W có khả năng hình thành cao phân tử.
2.Các oxit và hiđroxit của crom
a). Crom(VI) oxit (CrO3).
Là anhiđrit của axit cromic.
Là những tinh thể hình kim, màu đỏ thẩm, hút ảm mạnh và rất độc đối với người.
( CrO3), đây là chất polime, có cấu tạo mạch thẳng có mạnh lưới phân tử, to
nc = 197o
CrO3 là 1 oxit kém bền dễ bị phân hủy.
CrO3 220° Cr3O8 280° Cr2O5 370° CrO2 450° Cr2O3
CrO3 là chất oxh rất mạnh, nó oxh được I2, S, P, C, CO, HBr, HI,… và nhiều hợp
chất hữu cơ, phản ứng thường gây nổ. C2H5OH bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3
CrO3 có thể kết hợp với HF, HCl.
H 2SO4đ
CrO3 + 2 HCl CrO2Cl2 + H2O
CrO3 + H2O → H2CrO4
2 CrO3 + H2O → H2Cr2O7
3 CrO3 + H2O → H2Cr3O10 4 CrO3 + H2O → H2Cr4O13
Vì vậy, khi tác dụng với dung dịch kiềm nó có thể tạo nên các muối cromat, đicromat, tricromat……
Điều chế
K2Cr2O7 + H2SO4 → 2 CrO3 + K2SO4 + H2O
b). Crom (III) oxit (Cr2O3)
o Là hợp chất bền nhất của crom, t°
nc= 2265°C, t°
s = 3027°C.
o Cr2O3 về mặt hóa học nhất là sau khi đã nung nóng, không tan trong trong H2O, axit, kiềm.
o Tính lưỡng tính của Cr2O3 chỉ thể hiện khi nấu chảy với kiềm hay KHSO4
Cr2O3 + KOH 2KCrO2 + H2O
(kali cromit)
Cr2O3 + KHSO4 Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Cr2O3 + K2S2O7 Cr2(SO4)3 + K2SO4
o Mạng tinh thể màu đen, ánh kim, có cấu tạo giống α Al2O3
o Khi nấu chảy với peoxit, kim loại kiềm tạo thành cromat
Cr2O3 + 3Na2O2 2 NaCrO4
Cr2O3 + 2Na2CO3 + 3NaNO3 2Na2CrO4 + 3NaNO2 + 2CO2
Cr2O3 + KOH +KClO3 K2CrO4 + KCl +2 H2O
o Khi đun nóng dung dịch của brom hoặc của bromat trong kiềm
6Cr2O3 + 5NaBrO3 + 14NaOH 10 Na2CrO4 + 3Br2 + 7H2O
o Cr2O3 phản ứng với các kim loại hóa trị II tạo thành spinen Cr2O3 + FeO Cr2FeO4
o Cr2O3 dùng làm nguyên liệu điều chế crom
Điều chế: Người ta điếu chế Cr2O3
K2Cr2O7 + S Cr2O3 + K2SO4
c) Crom (III) hiđroxit:
- Cr(OH)3 có cấu tạo & tính chất giống Al(OH)3. Có kết tủa nhầy, màu lục nhạt, khôngtan trong H2O. tan trong H2O.
- Là hợp chất lưỡng tính điển hình, khi mới điều chế hiđroxit tan dễ dàng trong axit &d2 kiềm. d2 kiềm.
Cr(OH)3 + 3H3O+ [Cr(H2O)6]3+
o [Cr(OH)4]- có thể kết hợp thêm OH- tạo thành [Cr(OH)5]2-, [Cr(OH)6]3- : các ion này gọi chung là hiđroxocromit.
o Cr(OH)3 tan không đáng kể trong dung dịch NH3 nhưng tan dễ dàng trong NH3 lỏng
tạo thành phức chất hecxaammin:
Cr(OH)3+ + NH3 [Cr(NH3)6](OH)3
Điều chế:
Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3
d) Crom(II) oxit: CrO
-CrO là chất bột màu đen
-Có tính tự cháy, trên 100°C tạo thành Cr2O3, trên 700°C trong chân không phân hủy thành Cr2O3 và Cr.
-Có tính Bazơ tan trong axit loãng.
-Ở 1000°C bị khí H2 khử thành Cr kloại: - Oxit này khó điều chế:
Cr + O2 → CrO
e) Crom (II) hiđroxit: Cr(OH)2
- Là kết tủa màu vàng, không có tính lưỡng tính, tan trong dung dịch, axit nhưng k0
tan trong d2 kiềm
- Thể hiện tính khử, tác dụng với O2 tạo thành Cr(OH)3
- Khi đun nóng bị phân hủy thành Cr2O3
Cr(OH)2 + O2 t° Cr2O3 + H2O Điều chế: Đựợc điều chế theo pứ:
CrCl2 + 2NaOH Cr(OH)2 + 2NaCl
3) Axit Crômic & muối Cromat
a) Axit Cromic (H2CrO4)
- D2 axit H2CrO4 có màu vàng- Rất độc đối với người - Rất độc đối với người
- Axit Cromic có độ mạnh trung bình, muối của nó được gọi là Cromat.- Axít H2CrO4 là chất oxh mạnh, oxh được SO2, H2S, SnCl2, FeSO4, HCl, - Axít H2CrO4 là chất oxh mạnh, oxh được SO2, H2S, SnCl2, FeSO4, HCl,
CrO42- + 3S2-+8H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 10 OH-
Điều chế:
CrO3 + H2O → H2CrO4
Các axít đicromic (H2Cr2O7), tricromic (H2Cr3O10), teracromic (H2Cr4O3) được gọi là các poliaxit.
Sự hình thành các poliaxit phụ thuộc vào độ PH của d2, tính axít của d2 tăng khi nồng độ poliaxit trong d2 càng lớn.
2CrO42- + 2H+ → Cr2O72- + H2O
CrO42- + 2H+ + CrO72- → Cr3O102- + H2O
b) Muối cromat
- Với các loại muối cromat, đicromat, tricromat, tetracomat các muối này điều độcđối với người đối với người
- D2 muối cromat có màu vàng tạo ra môi trường kiềm. D2 đicromat, tricromat tạo ramôi trương axít môi trương axít
- Khi kiềm hóa d2 policromat ta thu đựoc cromat CrO72- + 2OH- → 2CrO42- + H2O
Muối cromat bền trong mt kiềm nhưng bị oxh mạnh trong mt axit CrO42-+ 16H+ + 6e- → 2Cr3+ + 8H2O,
CrO42-+ 4H2O + 3e- → Cr(OH)3 + 5OH-
Muối cromat kl kiềm, amoni, Mg, tan nhiếu trong nước, các muối cromat của kl kiềm thổ, kl nặng điều ít tan
Những muối thường gặp: Na2CrO4, K2CrO4, Na2CrO7
* Kalicromat : K2CrO4
Ở dạng tinh thể tà phương màu vàng ,t°
nc = 968°C, tan nhiều trong H2O cho d2 màu vàng, tan nhiều trong SO2 lỏng, không tan trong rượu và ete
Khi tác dụng vói axít
2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O K2Cr2O7 + H2SO4 → K2Cr3O10+ K2SO4 + H2O 4 K2Cr3O10+ H2SO4 → K2Cr4O13+ K2SO4 + H2O
* Kaliđicromat (K2Cr2O7)
- Ở dạng tinh thể tam tà, màu đỏ - da cam - t°
nc = 398° , ở 500° đã phân hủy.
4K2CrO7 → 4K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2
-K° hút ẩm, tan trong nước cho màu da cam có vị đắng, tan trong SO2 lỏng, không tan trong C2H5OH
-Tác dụng với d2 kiềm => K2CrO4 ,dung dịch chuyển màu vàng
K2Cr2O7 + 2KOH → K2CrO4 + H2O
- Có sự chuyển hóa lẫn nhau giữa muối Cromatvà đicromat CrO42– + 2H+ → 2 HCrO4- → CrO72-+H2O
Trong mt axit cân bằng chuyển về phía bên phải, trong mt kiềm về bên phải.
Cả 2 muối K2Cr2O4 và K2CrO7 điều có tính oxh mạnh, nhất là trong mt axít chúng chúng oxh như H2SO4
K2Cr2O7 +3SO2+ H2SO4 → Cr(SO4)3 + 2K2SO4 + H2O
K2Cr2O7 +6FeSO4+7H2SO4 → Cr2(SO4)3+ 3Fe(SO4)3+ K2SO4 + 7H2O K2Cr2O7+3SnCl2+14HCl → 2CrCl3+2KCl + 3SnCl4 + 7H2O
K2Cr2O7+3C2H5OH+4H2SO4 → Cr(SO4)3 + 3CH3CHO +K2SO4 +7H2O Trong các phản ứng trên, màu da cam của dung dịch chuyển sang màu tím của Cr3+
Khi oxh trong mt trung tính cromat thường tạo nên Cr(OH)3
K2CrO4 + 3(NH4)2S +2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S + 6NH3 + 4KOH Ở dạng rắn K2CrO4 và K2Cr2O7 có thể oxh S, P, C khi đun nóng
K2Cr2O7 + 2C t° K2CrO3 + CrO3 + CO Điều chế: K2Cr2O7 được điều chế theo sơ đồ
Quặng cromic Na2CrO4 , Na2Cr2O7 , K2Cr2O7
Fe(CrO2)2 + 8Na2CO3+7O2 1000-1300 8Na2Cr2O7+ 2Fe2O3 + 8CO2
2Na2CrO4 + 2H2SO4 → Na2Cr2O7+2NaHSO4+ H2O Na2Cr2O7 + 2KCl → K2Cr2O7 + 2NaCl
- K2Cr2O7 được dùng để sản xuất Cr2O3, điều chế một số hợp chất của crom. Là thàmh phần của thuốc đầu diêm
- K2CrO4 củng được điều chế tương tự khi thay Na2CO3 bằng K2CO3
4. Các oxit vào oxit hiđrat của moliden và vonfram a) Các oxit với số OXH +6
+Tính chất vật lý:
-Trạng thái OXH +6 là bền nhất đối với Mo và W
- Molipden trioxit (MoO3) và vonfram trioxit (WO3) là những chất không tan trongnước,rất khó nóng chảy. Chúng là những chất ở dạng tinh thể tà phương nước,rất khó nóng chảy. Chúng là những chất ở dạng tinh thể tà phương
*MoO3 có màu trắng, nóng chảy ở 8010C và sôi ở 11550C
*WO3 có màu vàng, nóng chảy ở 14730C và sôi không phân hủy ở 16700C
-MoO3 có ấp suất hơi lớn vì vậy có thể tinh chế Oxit này bằng phương pháp thăng hoa.
+Tính chất hóa học:
-MoO3và WO3 là những Oxit rất bền,chúng bị Na, Mg,Al, H2, và C khử thành kim loại ở nhiệt độ cao.
MoO3 + H2 Mo + H2O
-Tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành molipdat và vonframat 2KOH +WO3 K2WO4 +H2O
+Điều chế:
-Chúng được điều chế bằng cách đốt chấy bột kim loại trong không khí hoặc nhiệt phân axit hay muối amoni polimolipdat và polivonframat.
(NH4)5HW6O21 6WO3 + 5NH3 +3H2O
b) Các oxit hidrat với số OXH +6:
- Dung dịch molipdat ,vonframat khi được axit hóa mạnh tạo nên axit molipdic vàaxit vonframic thực ra là những monohidrat, dihidrat của trioxit tương ứng. axit vonframic thực ra là những monohidrat, dihidrat của trioxit tương ứng.
- Monohidrat MoO3.H2O là tinh thể màu trắng còn
WO3 .H2O là tinh thể màu vàng. Chúng không tan trong nước nhưng dễ tan trong
dung dịch kiềm và amoniac tạo thành muối đơn hay muối poli. Trên 1500 C chúng mất
nước biến thành anhidrit molipdic MoO3 và anhiditvonframic WO3..
- Đihidrat MoO3.2H2O là tinh thể màu vàng chanh không tan trong nước. WO3.2H2Olà tinh thể màu trắng, bên trong môi trường axit và khi rửa với nước dễ tạo nên dung dịch là tinh thể màu trắng, bên trong môi trường axit và khi rửa với nước dễ tạo nên dung dịch keo. Cả hai hidrat này dễ mất bớt một phân tử nước tạo thành monohidrat khi sấy khô trên H2SO4đ hay P4H10.
c) Các oxit với số OXH +4:
+Tính chất:
-Tinh thể MoO2 có màu tím- nâu,WO2 cómàu nâu.
-Chúng rất khó nóng chẩy, có thể thăng hoa trên 10000C, bền với nhiệt. Chúng không tan trong nước.
-Mo2 phân hủy ở 19770C
3MoO2 2MoO3 + Mo
-WO2 phân hủy ở 18570 C
WO2 2WO3 + W
-Khi đun nóng với không khí chúng chuyển thành MoO3 và WO3 tương ứng -MoO2 không tan trong axit và kiềm nhưng bị HNO3đ OXH thành MoO3
-WO2 tan trong dung dịch đặc của axit và kiềm +Điều chế:
-Chúng được tạo nên khi cho dòng khí hidro H2 khử cẩn thận MoO3 và WO3 ở 5000C MoO3 + H2 MoO2 +H2O
WO3 + H2 WO2 +H2O
-Ở nhiệt độ cao hơn, chúng bị hidro khử thành kim loại.
5. Các muối molipdat và vonframat:
- Molipdat và vonframat là muối của axit molipdic và axit vonframic
-Các muối của kim loại kiềm, amoni và magie tan trong nước còn các muối khác không tan.
-Các muối M2MoO4 và M2WO4(M là kim loại kiềm) có anion tứ diện đều MoO42- và WO42-
-Các muối Natri dimolipdat( Na2Mo2O7) và Natri trimolipdat( Na2Mo3O10) có các đồng vị cấu trúc bát diện trong phân tử.
-Natri ortho vonframat ngậm nước (Na2WO4.2H2O) dễ hòa tan trong nước. -Muối Canxi vonframat có khả năng phát huỳnh quang sau khi đã chiếu tia X
-Muối molipdat và vonframat thủy phân mạnh, không có tính OXH mạnh như cromat.
6. Các hợp chất Peoxit: a )CromPeoxit(CrO5)
-Khi chế hóa dung dịch Cromat kim loại kiềm với dung dịch ete của hổn hợp H2O2
30% và H2SO4l người ta thu được dung dịch màu xanh chứa CrO5
H2CrO4 + 2H2O2 CrO5 +3H2O
- Peoxit này chỉ tồn tại trong dung dịch ete, không tách ra được ở dạng tự do và cóCTCT: CTCT:
O O
Cr
O O
O
-CrO5 kém bền, phân hủy dễ dàng giải phóng oxi khi tác dụng với dung dịch axit,
kiềm và KMnO4
CrO5 + 2KOH K2CrO4+ H2O +O2
4CrO5 + 6H2SO4 2Cr2 (SO4)3 + 6H2O +7O2
4KMnO4 + 5CrO5 + 6H2SO4 5H2CrO4 +2K2SO4 +4MnSO4 + H2O +10O2
b )Peoxicromat(VI):
-Khi chế hóa dung dịch K2CrO7 ở 00C với dung dịch H2O2 30% thu được hidrat tinh thể màu xanh K2Cr2O12 K2Cr2O7 + 5H2O2 K2Cr2O12 +5 H2O CTCT 2K+ O O O O 2- O Cr O O Cr O O O O O
-Những Peoxicromat đó đều không bền, phân hủy nổ khi va chạm , tan trong nước và rượu. Phân hủy giải phóng Oxi trong dung dịch nước, dung dịch kiềm và dung dịch axit
2K2Cr2O12 2 K2Cr2O7 + 5 H2O
2K2Cr2O1+4KOH 4K2CrO4 +2H2O +5O2
K2Cr2O12 +4H2SO4 Cr2 (SO4)3 +K2SO4 + 4H2 + 4O2
c)Peoxicromat (V):
- Cho dung dịch H2O2 30 % tác dụng với hổn hợp CrO3 và KOH ở 00C hay với dung dịch K2CrO4 có dư KOH người ta thu được tinh thể K3CrO8 màu đỏ nâu
2K2CrO8 + 2KOH 2K3CrO8 +H2O2
2K2CrO4 + 7H2O2 + 2KOH 2K3CrO8 +8H2O CTCT: K3CrO8 3K+ O O 3- O Cr O O O O O
-Tinh thể K3CrO8 bền trong không khí khô ráo, chỉ phân hủy nổ ở 1780C nhưng bị nước phân hủy ở nhiệt độ thường.
4K3CrO8 + 2H2O 4K2CrO4 + 4KOH+ 7O2
7 . Các muối halogenua
a. Các muối Crom halogenua
Crom( II) Clorua( CrCl2 )
CrCl2 khan là chất bột màu trắng hút , hút ẩm mạnh , tan trong nước cho dung dịch máu xanh lam.
Khi kết tinh từ dung dịch ta thu dược hidrat CrCl2.4H2O ở dạng tinh thể màu lục thẩm. CrCl2.4H2O đun nóng mất nước đun đến 115oC tạo thành muối khan
CrCl2 là chất khử mạnh .Trong dung dịch CrCl2 có thể tác dụng với O2 một cách dễ dàng .Làm dung dich chuyển từ màu xanh lam sang màu xanh lục,do ion Cr2+ tạo thành ion Cr3+
4CrCl2 + O2 + 4HCl 4CrCl3 + 2H2O (Do đó người ta dùng dung dịch nước của CrCl2 để hấp thụ khí oxi)
Tác dụng được với nước ngay cả khi không có không khí 2CrCl2 + 2H2O 2Cr(OH)Cl2 + H2
Thực ra là ion Cr2+phân huỷ nước giải phóng khí hidro tạo thành ion Cr3+
Điều chế : Muối CrCl2 khan
Đun nóng crom kim loại ở 600o-700oC trong dòng khí HCl Cr + 2HCl 600-700 CrCl2 + H2
Đun nóng cromtriclorua ( CrCl3 ) khan ở 400o-540oC trong dòng khí hidrô 2CrCl3 + H2 CrCl2 + 2HCl
Đun nóng cẩn thận để làm mất nước của hidrat CrCl.4H2O
Dung dịch muối CrCl : Trong thực tế người ta dùng hổn hống kẽm tác dụng với dung dịch CrCl3 trong môi trường HCl
2CrCl3 + Zn 2CrCl3 + ZnCl2
Ngoài ra người ta còn dung hidro hoạt động khử muối crom (III) clorua
CrCl3: crom (III) clorua khan kết tinh thành các vảy có màu tím
,nóng chảy ở 1152oC.Thăng hoa ở 1320oK (Hoàng Nhâm ) hoặc 1573K. Tinh thể có cấu
trúc lập phương lớp ,các lớp liên kết với nhau bằng lức Vandevan nên tinh thể dể bóc thành lớp .
CrCl3 khó tan trong nước lạnh , tan chậm trong nước nóng,tan rất nhanh khi có mặt Cr2+.Là do trong quá trình tan ,ion Cr2+ ở trong dung dịch chuyển electron qua cầu nối dến ion Cr3+ nằm ở bề mặt tinh thể .Ion Cr2+ vừa tạo thành rời bề mặt tinh thể và tiếp và tiếp tục tương tác với ion Cr3+ mới nằm ở bề mặt tinh thể.
CrCl3 kết tinh ở dạng hidrat tinh thể CrCl3. 6H2O gồm 3 dạng đồng phân
Hexaaquacrom( III ) clorua: [Cr( H2O)6)]Cl3 là những tinh thể màu tím xanh, tan