7.1. CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM VIA
7.1.1. Đặc tính của các nguyên tố nhĩm VIA
- Phân nhĩm VI gồm : Oxy (O), Lưu huỳnh (S), Selen (Se), Telu (Te), Polini (P0) - gọi là cancogen.
- Quan trọng oxy và lưu huỳnh, Polini, chất nguyên tố hiếm phĩng xạ.
- Cấu hình electron lớp ngịai là ns2np4. - Cĩ khả năng nhận 2 điện tử tạo nên X(–2).
- Tính oxi hĩa giảm theo chiều tăng điện tích hạt nhân.
- Oxy đặc trưng cĩ sơ 1oxy hĩa (–2) cịn đặc biệt (–1), (+1), (+2) - S, Se, Te ngịai số oxy hĩa (–2) cịn cĩ dạng (+2), (+4), (+6).
7.1.2. Đơn chất của các nguyên tố phân nhĩm VIA
Một số thơng số hĩa lý
Thơng số hĩa lý O S Se Te Po
Bán kính nguyên tử RK (Å) 0,66 1,04 1,14 1,32
Năng lượng ion hĩa 1 (eV) 13,62 10,36 9,75 9,01 8,43 Nhiệt độ nĩng chảy tnc (0C) –218,61 119,3 217 449,8 254 Nhiệt độ sơi ts (0C) –182,87 444,6 634,8 990,0 962 Khối lượng riêng d(g/cm3) 1,27 2,06 4,80 6,24 9,30 Hàm lượng trong vỏ quả đất
HĐ (%)
58,0 0,3 1,5.10–5 1,3.10–7 2.10–157.1.2.1. Oxy 7.1.2.1. Oxy
- Hai dạng thù hình O2, O3
- Chất khí, khơng màu, khơng mùi, vị. Cấu hình electron [He] 2s22p4. - Nhiệt độ nĩng chảy và sơi thấp, kém tan trong nước.
- Hoạt tính cao đặc biệt khi đun nĩng và cĩ xúc tác.
- Nguyên tố phổ biến nhất trong thiên nhiên, 3 đồng vị O16, O17, O18. - O3 khơng bền, hoạt tính oxy hĩa cao hơn O2.
- O3 được tạo thành khi phĩng điện qua O2 hoặc tác dụng dịng
electron,nơtron hay bức xạ sĩng ngắn lên oxy.
- O2, O3 được ứng dụng nhiều trong thực tế cơng nghiệp, hĩa chất cơ bản ...
- Nồng độ lớn hơn 10–5% ozon trở thành độc hại. 7.1.2.2. Lưu huỳnh
- Tồn tại dưới dạng thù hình khác nhau, thơng thường tà phương (Sα) và đơn tà (Sβ).
- Sα cĩ màu vàng, bền ở nhiệt độ thường, đun nĩng lên 95,50C, nĩ chuyển sang đơn tà (Sβ).
- S dịn, cách điện, cách nhiệt, khơng tan trong nước, dễ tan trong dung mơi hữu cơ.
- Phi kim loại điển hình - hoạt động mạnh, phản ứng với nhiều đơn chất (trừ I, N2, Au, Pt).
- Kim loại cĩ ái lực với S lớn hơn cĩ thể đẩy kim loại. Cĩ ái lực với lưu huỳnh yếu hơn ra khỏi Sanfua của nĩ.
Mn > Cu > Ni > Co > Fe - S cĩ ái lực lớn với oxy, cháy cho nhiều nhiệt. - Cĩ thể phản ứngvới một số chất cho tính khử. - Tham gia phản ứng cộng tạo thành sunfua sunfat.
- Nguyên tốphổ biến trong thiên nhiên được dùng làm axit, thuốc, diêm, từ sâu, lưu hĩa cao su ...
7.1.2.3. Selen, Telu, Polini
- Selen cĩ 2 dạng thù hình : nâu đỏ Seα, dạng xám : Seβ. - Selen cĩ tính bán dẫn.
- Telu cĩ hai dạng : dạng tinh thể trắng bạc, dạng vơ định hình màu nâu. Telu cũng là chất bán dẫn.
- Poloni là kim loại mềm trắng bạc cĩ lý tính giống chì là nguyên tố hiếm, phĩng xạ.
7.1.3. Hợp chất các nguyên tố phân nhĩm VIA
7.1.3.1. Các hợp chất cĩ số oxy hĩa âm
+ Hợp chất Oxy :
- Các hợp chất của oxy đại đa số ở số oxy hĩa (–2), (–1) (trừ F2O4, F2O2, O3 cĩ số oxy hĩa dương).
- Các oxyt đều cĩ tính axít hoặc bazơ hay lưỡng tính. - Nước là oxyt của hydro, là chất hoạt động.
- Các hợp chất O2−1 gọi là peoxyt bậc cao. - Peoxyt kim loại gọi là muối của axít H2O2. - H2O2 vừa cĩ tính oxy hĩa vừa cĩ tính khử. + Hợp chất của lưu huỳnh :
- Trạng thái oxy hĩa (–2), (–1) trong Sunfua và Polisunfua. - Giống Oxyt NaSH, Al(SH)3, H3PS4.
- H2S là trạng thái đặc trưng oxi hĩa (–2) là chất khử. + Hợp chất của Selen, Telu :
- Đặc trưng là cĩ số oxi hĩa âm H2Se, H2Te, Na2Se, Na2Te, Na2Se2, Na2Te2 ...
- Tính khử tăng dần do độ bền giảm.
- Phần lớn các hợp chất này là chất bán dẫn. 7.1.3.2. Các hợp chất cĩ số oxi hĩa dương
Các nguyên tố phân nhĩm IVA dbi từ S trả đi cĩ số oxy hĩa (+1) →
(+6) đặc trưng nhất là (+4), (+6) điển hình là các hợp chất với Halogen và Oxy.
7.2. CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM VIB
7.2.1. Đặc tính của các nguyên tố phân nhĩm VIB
- Được gọi là phân nhĩm Crom gồm : Crom(Cr), Molipden (Mo), Vonfram (W).
- Cấu hình Cr : [Ar] 3d54s1 ; Mo : [Kr] 4d55s1 ; W : [Xe] 4f145d46s2. - Crom cĩ sdố oxy hĩa đặc trưng là +3. Mo và Vonfram là +6. Ngịai ra cịn 0, +1, +2, +3, +4, +5.
- Tạo ra anion của poliaxit.
7.2.2. Các đơn chất của các nguyên tố phân nhĩm VIB
Một số thơng số hĩa lý
Thơng số hĩa lý Cr Mo W
Bán kính nguyên tử RK (Å) 1,27 1,39 1,40
Năng lượng ion hĩa 1 (eV) 6,76 7,10 7,98
Khối lượng riêng d(g/cm3) 7,2 10,2 19,3
Nhiệt độ nĩng chảy tnc (0C) 1890 2620 3380
Nhiệt độ sơi ts (0C) 3390 4800 5900
Hàm lượng trong vỏ quả đất HĐ (%) 6.10–3 3.10–4 6.10–4 - Là những kim loại màu trắng bạc, cĩ ánh kim.
- Khối lượng riêng lớn, dẫn điện, dẫn nhiệt, khĩ nĩng chảy, khĩ sơi. - Cả 3 khi lẫn tạp cấht trở nên cứng và dịn.
- Dễ tạo hợp kim đối với Fe.
- Mo ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật và động vật. - Nhiệt độ thường bền với khơng khí, hơi ẩm.
- Ở nhiệt độ cao, dạng bột tác dụng với Oxy. - Điều kiện thường phản ứng với Clo.
- Nhiệt độ cao tác dụng với phi kim N, C.
- Nhiệt độ 600 + 8000C tác dụng với nước giải phĩng Hydro.
- Hịa tan ít trong axít, muốn hịa tan nhanh ta dùng hỗn hợp HNO3
và HF.
- Khơng tan trong dung dịch kiềm ở nhiệt độ thường nhưng tan trong hỗn hợp kiềm nĩng chảy với Nitơrat hay Clorat.
- Trong thiên nhiên là kim loại tương đối phổ biến dưới dạng khống vật quặng.
- Cr điều chế bằng nhiệt nhơm. Mo, W được điều chế bằng phương pháp khử.
7.2.3. Các hợp chất của các nguyên tố phân nhĩm VIB
7.2.3.1. Hợp chất X(+2)
- Các hợp chất bậc (+2) của Crơm : CrO (đen), CrS (đen), CrHal2
(khơng màu), Cr(OH)2 (vàng) cĩ tính bazơ. - Các hợp chất Cr(+2) cĩ tính khử mạnh. 7.2.3.2. Hợp chất X(+3)
- Đặc trưng chỉ với Cr.
- Cr2O3 lưỡng tính nhưng trơ về mặt hĩa học, khơng tan trong nước và kiềm.
- Cr2O3 được điều chế bằng phân hay khử.
- Các Hydroxýt crom cũng kém hoạt động. Cĩ tính lưỡng tính nhưng yếu.
- Các muối Cr+3 phổ biến, chúng bền, dễ tan trong nước và thủy phân mạnh.
7.2.3.3. Hợp chất X(+6)
- Độ bền của hợp chất X(+6) tăng từ Cr → W.
- Chất rắn cĩ màu khác nhau : CrO3 : đỏ sẫm, MoO3 : trắng, WO3 : vàng tươi.
- Axít H2CrO4 khơng bền cịn H2MoO4, H2WO4 là chất rắn bền, khơng tan trong nước.
- Hợp chất (+6) cĩ tính axit giảm từ Cr → W. - Hợp chất (+6) tạo phức anion polime.
Chương 8: