Kim loại chuyển tiếp
Hành trình qua thế giới kim loại
kim loại Y. Y tồn tại trong một oxide Z (M = 45.88 gam/mol). Trong Z có 69.75 % oxygen và tỉ lệ số nguyên tử oxygen/kim loại = 1:1.
(i) Xác định kim loại Y và giải thích bằng tính tốn cụ thể.
Kim loại này có thể liên kết với với các anion của oxygen như O2-, O22- và O2-. (ii) Xác định công thức phân tử của Z.
Kim loại Y có khối lượng riêng ρ = 0.534 gam.cm-3 và tồn tại trong một mạng tinh thể có a = 351 pm.
(iii) Tính tốn để xác định kim loại Y thuộc dạng tinh thể lập phương nào.
Có thể điều chế kim loại barium bằng cách dùng carbon khử barite (barium sulphate) (a). Trong số các sản phẩm có một hợp chất chứa nguyên tử carbon với số oxid hoá +4 và một sulphide kim loại. Xử lý sulphide với H2O và CO2 (b), sau đó ủ muối tạo thành (c). Cuối cùng, cho sản phẩm chứa kim loại tạo thành phản ứng với nhôm, thu được kim loại và nhơm oxide (d).
(iv) Viết các phương trình phản ứng tương ứng với bốn quá trình kể trên. Oxide BaO tồn tại trong cùng một loại mạng tinh thể với sodium chloride.
(v) Xác định số phối trí của các ion kim loại và oxide trong cấu trúc tinh thể. Barium tạo ra nhiều oxide, một số ví dụ điển hình là BaO, BaO2, Ba(O2)2.
(vi) Viết phương trình phản ứng tạo thành ba oxide trên từ các đơn chất tương ứng. Khi sục ozone vào dung dịch của barium trong ammoniac lỏng sẽ tạo thành một ozonide kim loại màu nâu đỏ, rất kém bền. Ozonide này bị phân huỷ mạnh khi tiếp xúc với nước, tạo thành oxygen và dung dịch kiềm.
(vii) Viết phương trình phản ứng cho phản ứng giữa ozonide ion với nước, chỉ rõ số oxid hoá của các nguyên tử.
Để lưu trữ an tồn những lượng lớn hydrogen (ví dụ cho mục đích chế tạo các pin nhiên liệu), có thể dùng các hydride kim loại như Mg2NiH4. Hydride này có thể được tạo thành bằng cách trộn lẫn (nghiền thành hạt) magnesium hydride và đơn chất nickel.
(viii) Tính phần trăm khối lượng của hydrogen trong Mg2NiH4.
Đơn giản hố việc tính tốn bằng giả thiết sau: Các ngun tử nickel được sắp xếp trong mạng lập phương tâm diện của ơ mạng cơ sở Mg2NiH4, cịn các ion Mg nằm trong các hốc tứ diện. Mỗi nguyên tử nickel phối trí với 4 nguyên tử hydrogen xung quanh.
(ix) Biểu diễn tất cả các nguyên tử nickel (bỏ qua các nguyên tử hydrogen) dưới dạng các khối cầu và một ion magnesium (bạn có thể tuỳ chọn hình dạng, ví dụ như hình tam giác) vào ô mạng cơ sở sau. Chỉ ra hốc tứ diện chứa nguyên tử magnesium đã chọn bằng các đường nét đứt.
(x) Có bao nhiêu hốc tứ diện và bao nhiêu hốc bát diện trong mỗi ơ mạng cơ sở? (xi) Tính số phân tử Mg2NiH4 có trong mỗi ơ mạng.
Dùng phương pháp nhiễu xạ tia X để nghiên cứu hydride kim loại. Khi sử dụng tia CuK thì nhiễu xạ bậc một ở mặt (111) là một góc 11.92o.
(xii) Tính hệ số mạng a0 của ơ mạng cơ sở.
Chuyện về ba nguyên tố ở mỏ đồng