Nguyên tố nhóm chính
Born và hợp chất 2
tâm mặt và trong đó tất cả các hốc tứ diện đã bị chiếm bởi các nguyên tử beri. Khoảng cách ngắn nhất giữa hai nguyên tử bo là 329 pm.
a) Vẽ nguyên tử bo vào ô mạng cơ sở ở bên phải. Ngoài ra hãy vẽ thêm vào ô một hốc tứ diện ở trung tâm mà ở đó một nguyên tử beri đã chiếm chỗ.
b) Có thể tồn tại bao nhiêu hốc tứ diện? Cho biết công thức thực nghiệm của hợp chất này? Và cho biết trong ô mạng cơ sở chứa bao nhiêu đơn vị có cơng thức thực nghiệm đã nêu?
c) Số phối trí của bo và beri trong tinh thể này là bao nhiêu?
d) Tính hằng số mạng a0 của ô mạng cơ sở. e) Tính khối lượng riêng của borua!
f) Độ dài liên kết B và Be là bao nhiêu?
g) Một số borua chứa các đơn vịB2. Vẽ giản đồ MO của B2!
3. Xét các hợp chất giữa bo và hydro, thường gọi là các boran, có thể phân loại các boran này dựa trên cấu trúc của chúng thành ba loại chính:
• closo: các đa diện phẳng xếp kín
• nido (từ chữ latin nidus = tổ): các đa diện phẳng hở
Sử dụng định luật Wade hãy tính số electron có trong mỗi kiểu cấu trúc. Từ kết quả này ta có thể xác định được kiểu cấu trúc
Tổng số electron =
Tổng số electron của nguyên tử tạo mạng (nguyên tử bo) + Số electron mà nhóm thế hay phối tử cho
+ Số electron gây ra do điện tích
– 2 electron đối với liên kết giữa các ngun tử phân nhóm chính tạo mạng (ứng với liên kết ở nguyên tử đầu mạng hay cặp e không liên kết)
Số electrons Cấu trúc
2n + 2 closo
2n + 4 nido
2n + 6 arachno
n = số nguyên tử bo
Viết vào bảng dưới tổng số electron tham gia vào mạng, tên cấu trúc nó mang và tên hệ thống của các boran tổng hợp này.
Công
thức Số electron tạo mạng Cấu trúc Tên gọi
B5H9 B6H12 B10H14 B8H82-
Để tổng hợp boran đơn giản nhất [diboran(6)] thì có nhiều cách khác nhau. Một trong số các cách đó là phản ứng khử bo triflorua bằng natri hydrua hay phản ứng giữa natri bohydrua với iot, ở trường hợp này sản phảm phụ là hydro phân tử và natri iodua. a) Viết và cân bằng các phản ứng xảy ra!
Hợp chất vơ cơ có khả năng dẫn điện
1. Giải thích khả năng dẫn điện của chất bán dẫn bằng thuyết vùng.
2. Vẽ đường cong thể hiện sự phụ thuộc giữa khả năng dẫn điện vào nhiệt độ của
kim loại, chất bán dẫn và siêu dẫn.
3. Những chất sau đây là chất dẫn điện loại n hay loại p? WO3 , CdO, MgO.
Đun nóng yterbi oxit, bari sunfat và đồng oxit đến 900oC thì được chất siêu dẫn A có thành phần 13,4% Y ; 41,2% Ba và 28,6% Cu.
4. Cho rằng phần khối lượng còn lại thuộc về oxy. Hãy thiết lập công thức thực nghiệm của A.
5. Nếu biết rằng trạng thái oxy hóa của Y là +3, của Ba là +2 vậy trạng thái oxy hóa của đồng là bao nhiêu ?
6. Hydro có thể khử tồn bộ Cu3+ trong A về Cu2+ và tạo thành chất B. Nếu các nguyên tố khác vẫn giữ nguyên trạng thái oxy hóa và chất A ban đầu có khối lượng 84,2 mg thì khối lượng B tạo thành là bao nhiêu ? (Hướng dẫn: Xét sự khác nhau về hàm lượng oxy trong hai chất)
7. Thiết lập công thức thực nghiệm của hợp chất B
Polysunfupolynitrua (polythioazyl) (SN)x là một hợp chất có màu đỏ đồng, thể hiện khả năng dẫn điện rất tốt ở hướng song song với trục chính của tinh thể (tức là nó chỉ có thể dẫn điện theo một hướng) và ở nhiệt độ dưới 0,33 K nó trở thành chất siêu dẫn. Chất này có thể được tổng hợp bằng con đường như sau:
Ở bước đầu tiên người ta điều chế disunfudiclorua bằng cách thổi khí clo qua lưu huỳnh nóng chảy ở 240°C. Ở bước thứ hai disunfudiclorua phản ứng với clo và amoniac trong dung môi CCl4 ở khoảng nhiệt độ từ 20-50°C để tạo thành tetrasunfutetranitrua.
8. Viết các phản ứng xảy ra.
9. Cho rằng tetrasunfuatetranitrua (S4N4) có cấu trúc vịng như S8. Vẽ cấu trúc của nó.
Tetrasunfutetranitua có dạng tinh thể màu cam, trên 130°C sẽ bị phân hủy nổ khi va đập để tạo thành các nguyên tố. Trong phản ứng đó có tạo thành trung gian sunfunitrua SN có đời sống ngắn, chất này có thể đóng vai trị như một phối tử tạo phức, ví dụ [RuCl4(H2O)NS]-.
10. Vẽ giản đồ obitan phân tử của SN!
11. Cho biết bậc liên kết và từ tính của phân tử này
Nếu cho tetrasunfutetranitrua tiếp xúc với bột bạc ở nhiệt độ 300°C trong chân khơng thì sẽ tạo thành disunfudinitrua. Chất này chỉ bền vững ở nhiệt độ thấp và sẽ bị polymer hóa chậm ở nhiệt độ phịng để tạo thành (SN)x.
12. S2N2 có tính thơm. Vẽ hai cấu trúc cộng hưởng của chất này.
Tổng hợp kiến thức