Hóa nguyên tố ( Tinh hoa hóa học)

1 2 Hoá nguyên tố 1 Nguyên tố nhóm chính 4 Xác định nguyên tố 1 5 Hợp chất kim loại kiềm 6 Hợp chất kim loại kiềm thổ 1 7 Hợp chất kim loại kiềm thổ 2 8 Muối Na 9 Diêm tiêu Chile 10 Xác định nguyên tố.

Hoá nguyên tố 1

Nguyên tố nhóm chính 4

Xác định nguyên tố 1 5

Hợp chất kim loại kiềm 6

Hợp chất kim loại kiềm thổ 1 7

Hợp chất kim loại kiềm thổ 2 8

Muối Na 9

Diêm tiêu Chile 10

Xác định nguyên tố 11

Halogen và hợp chất 1 12

Halogen và hợp chất 2 14

Khí quyển và các quá trình hoá sinh 15

Nguồn gốc của khí quyển 16

Một nguyên tố phổ biến trong tự nhiên 17

Chuyển hoá của hợp chất chứa nitrogen 18

Tính chất của N 2 O 3 19

Vi khuẩn hô hấp kị khí và hiếu khí 20

Túi khí xe hơi 21

Thuốc súng đen 22

Hợp chất của phosphorus 1 24

Hợp chất của phosphorus 2 25

Silicon và hợp chất 27

Xác định hợp chất vòng 29

Boron và hợp chất 1 30

Born và hợp chất 2 33

Hợp chất vô cơ có khả năng dẫn điện 35

Tổng hợp kiến thức 36

Kim loại chuyển tiếp 42

Xác định nguyên tố 2 42

Điều chế Zr qua quá trình Kroll 43

Xác định nguyên tố 3 44

Xác định nguyên tố 4 45

Nhận biết hoá chất 46

Hợp chất của Cr 47

Tính chất của kim loại chuyển tiếp 48

Hợp kim 49

Xúc tác kim loại chuyển tiếp 52

Mạng tinh thể 53

Vật liệu siêu dẫn 54

Xác định kim loại 55

Một kim loại bí ẩn 56

Nguyên tố của quỷ 57

Phản ứng của thuỷ ngân 59

Hợp chất của thuỷ ngân 60

Chuỗi phản ứng của Cu 61

Phụ gia gây ô nhiễm môi trường 62

Phản ứng của Te 63

Các lanthanide 64

Muối nội phức 65

Hành trình qua thế giới kim loại 66

Chuyện về ba nguyên tố ở mỏ đồng 68

Titanium và những người bạn 73

Từ giả kim thuật đến hoá học hiện đại 76

Phức chất của nickel 81

Phức chất của cobalt 1 84

Phức chất của cobalt 2 85

Sự đa dạng của các hợp chất có màu 86

Phức chất 1 87

Phức chất 2 88

Phức chất 3 91

Chuyện về Phèn xanh 92

Vận dụng kĩ năng tính toán và biện luận 93

Bài toán 1 93

Bài toán 2 94

Bài toán 3 95

Bài toán 4 96

Bài toán 5 97

Bài toán 6 98

Bài toán 7 99

Bài toán 8 100

Bài toán 9 101

Bài toán 10 102

Bài toán 11 103

Nguyên tố nhóm chính

Biện luận dựa vào tính chất

Hai nguyên tố A và B thuộc cùng một nhóm trong bảng hệ thống tuần hoàn Tỉ lệ khối lượng phân tử A:B cho kết qủa là 1:1,649 Hợp chất mà trong đó xuất hiện hai nguyên tố

A và B đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành sự sống trong tự nhiên

Các nguyên tố A và B tồn tại tương ứng ở dạng các đơn chất C và D Trong đó C không phản ứng với nước ở nhiệt độ phòng trong khi D phản ứng mãnh liệt Oxit của các nguyên

tố này, E và F có thể thu được bằng cách phân huỷ nhiệt một khoáng chất thiên nhiên G a) Xác định các chất từ A đến G

b) Thử tìm cách để làm tăng tốc độ phản ứng giữa C với nước ở nhiệt độ phòng Giải thích lý do

c) Cho biết vai trò của các nguyên tố A và B trong đời sống

Xác định nguyên tố 1

Hợp chất A xuất hiện trong tự nhiên trong vài khoáng vật Khi đun nóng A với một nguyên

tố X thì tạo ra một sản phẩm B có giá trị B phản ứng với một nguyên tố Y khác để tạo ra hợp chất C Thuỷ phân B và C cho các hợp chất tương ứng D và E Khí D là một tác nhân có giá trị trong rất nhiều quá trình tổng hợp hữu cơ

Chất E là một tác nhân chống nhiễm độc rượu (là một loại dược phẩm ngăn cản các phản ứng khôngg mong muốn của cồn trong cơ thể) nhưng lại được sử dụng để sản xuất một phân bón F bằng cách thủy phân.Nguyên tối X và Y ở cạnh nhau trong bảng hệ thống tuần hoàn

a) Xác định các nguyên tố X, Y, và các hợp chất từ A đến F

b) Viết các phản ứng hóa học xảy ra trong thí nghiệm trên

c) Cho ví dụ về ít nhất ba loại khoáng có chứa hợp chất A

d) Viết các phương trình hóa học quan trọng trong việc ứng dụng hợp chất D trong công nghiệp và cho biết các điều kiện xảy ra phản ứng

Hợp chất kim loại kiềm

Hydro mới sinh là một tác nhân khử có hiệu quả nhất Xử lý một lượng natri nitrit bằng hỗn hống natri kim loại cho ra một muối có 43,38% natri và 26,43% nitơ về khối lượng Một sản phẩm khác của phản ứng này là natri hydroxit Để tránh sự làm bẩn sản phẩm cuối này thì quá trình tổng hợp được tiến hành trong khí quyển trơ như môi trường nitơ hay argon

a) Xác định công thức muối

b) Vẽ công thức ba chiều anion của muối này

c) Nếu phản ứng được tiến hành trong không khí thì sẽ tạo thành tạp chất nào?

d) Viết phương trình tổng hợp muối

e) Tương tác giữa muối này với cacbon dioxit sinh ra một chất khí Viết phương trình phản ứng

Hợp chất kim loại kiềm thổ 1

Một nghiên cứu thời cổ đại của một nhà giả kim tên là Merichlundius Glucopotamus (người trẻ tuổi) có đoạn:

Chất này được tạo thành như sau: Lấy 11 ounce xương phơi khô của một con chó xù bị giết vào đêm trăng tròn và trộn với 7 ounce dung dịch nhớt của vitriol (axit sunfuric) Thêm vào hỗn hợp này ba phần cát và nghiền nhỏ tất cả hỗn hợp thành vữa Từ bột này thì ta thêm vào một chất lỏng nhớt gọi là thuỷ tinh nước, khuấy trộn liên tục hỗn hợp này thì sẽ thu được một chất lỏng sền sệt rất tốt cho (đến đoạn này thì không thể đọc được nữa) Bây giờ nếu chúng ta dùng lượng nhớt vitriol gấp đôi lượng đã đề cập rồi thêm vào 11 ounce đá vôi trước khi đổ lên thuỷ tinh nước thì ta sẽ thu được một thành phần khác biệt Chất thứ hai này gần giống như chất thứ nhất nhưng rất dễ bị cạo đi do (không đọc được)

a) Viết công thức các chất hóa học đã đề cập ở trên Cho biết tên hiện đại của các chất này

b) Viết phương trình các phản ứng hóa học đã nói ở trên Qua các phản ứng này thì ta quan sát đươc sự thay đổi các tính chất vật lý nào? Giải thích

c) Tại sao thuỷ tinh nước lại nhớt?

d) Nhà giả kim định làm gì từ những chất này? Ứng dụng của chúng ngày naylà gì?

e) Cho biết sự khác biệt về cấu trúc và tính chất của chất thứ nhất và chất thứ hai Giải thích sự khác nhau đó

Hợp chất kim loại kiềm thổ 2

Đun nóng liên tục 1,0 mẫu chất rắn A là hydrat của magie oxalat (MgC2O4 nH2O) Khối lượng của A giảm khi tăng nhiệt độ như đồ thị hình dưới Trong quá trình đun thì nitơ liên tục được đi qua mẫu và quá trình chuyển từ mẫu A sang B và C được biểu diễn trên đồ thị Biết rằng A mất nước trong khoảng nhiệt độ từ 100 – 250oC

1 Tính n

2 Viết công thức hóa học C

3 Gọi tên khí thoát ra trong quá trình chuyển hóa B thành C

Muối Na

Thành phần hóa học của một muối natri không bền (hợp chất A) được xác định bằng phương pháp phân tích trọng lượng ba mẫu chất A đã được trộn với chất trơ Mẫu được đun nóng đến 400 oC và khối lượng mất đi đã được ghi lại Kết qủa được cho ở bảng sau

1 Dựa vào những kết qủa đã cho hãy xác định hợp chất A Chỉ ra bằng tính toán

2 A thường được sản xuất bằng phương pháp nào ? Viết các phản ứng của quá trình này

3 Một dung dịch A được trộn cùng với một khối lượng dung dịch HCl Khối lượng của hỗn hợp được xác định là nhỏ hơn 10% so với tổng khối lượng dung dịch đầu Tính nồng độ phần trăm sản phẩm trong dung dịch cuối

Diêm tiêu Chile

Nguyên tố A có thể tạo thành hợp chất vô cơ B là tạp chất chính có trong diêm tiêu Chile

Có thể thu được nguyên tố này bằng cách xử lý với dung dịch nước của natri bisunfit rồi chiết với xylen sẽ cho dung dịch màu tím Đơn chất A cho màu xanh đen khi phản ứng với hồ tinh bột

1) Cho biết diêm tiêu Chile là gì? Tại sao nó mang tên đó?

2) Cho biết công thức hóa học của A và B? Viết các phản ứng xảy ra

3) Cho biết nguyên tắc vật lý và hóa học của phương pháp chiết?

Đơn chất A cũng được dùng làm thuốc

4) Cho biết một loại dược phẩm chưa đơn chất A trong thành phần của nó Nó được dùng làm gì?

Sau vụ nổ nhà máy Chernobyl thì những người sống trong khu vực bị ảnh hưởng phải uống một loại thuốc chứa nguyên tố A

5) Một sản phẩm phân rã của vụ nổ nhà máy là một đồng vị của A Hãy cho biết độc tính của nó với cơ thể người Tại sao phải dùng thuốc có chứa nguyên tố A? Nguyên tố A cũng được sử dụng trong kỹ thuật điện tử Trong hầu hết các xe hơi thì có một chi tiết buộc phải có sự hiện diện của một lượng nhỏ nguyên tố A

6) Đó là chi tiết nào? Vai trò của nguyên tố A trong chi tiết đó là gì? Nếu không có nguyên tố A thì sẽ xảy ra chuyện gì? Viết phản ứng xảy ra

Khi đơn chất A phản ứng với photpho đỏ trong không khí ẩm sẽ tạo ra một khí C có mùi khó chịu Khí C tan vô hạn trong nước

7) Tại sao phải dùng photpho ẩm? Viết phản ứng tạo thành C và cho biết tên gọi của

nó ở trạng thái khí và trong dung dịch nước?

Hợp chất C là axit mạnh, phân ly hoàn toàn trong dung dịch nước Tính axit của một dung dịch được xác định dựa trên đại lượng pH : pH= -log[H+], với [H+] là nồng độ ion hydronium trong dung dịch

8) Hòa tan 12.79g C trong 1.00L nước Tính pH của dung dịch này pH

9) Pha loãng 1.00 mL dung dịch này đến 10.0m3 Tính pH của dung dịch mới này

Xác định nguyên tố

A là kim loại xám, mềm, tạo màu đỏ thẫm trong thí nghiệm ngọn lửa A tạo thành oxide

B là chất rắn màu trắng, có trong thành phần xi măng Oxide B cũng được tạo thành khi nhiệt phân C - thành phần chính của đá vôi ở nhiệt độ cao, trên 825 oC (phản ứng 1) B phản ứng với nước tạo thành base D (phản ứng 2) D phản ứng với chất khí E2, tạo thành hai muối của kim loại A - F (số oxide hoá của E là 1) và G (số oxid hoá của E là -1) - và nước (phản ứng 3) E2 là chất khí có tỉ khối gấp 2.45 lần so với không khí F có thể dùng làm thuốc tẩy hoặc chất khử trùng Nếu thêm acid mạnh H (chứa nguyên tố E) vào F thì sẽ tạo thành muối G, nước và khí E2 (phản ứng 4)

a) Xác định công thức phân tử và tên gọi các chất A-H; xác định tên gọi thông thường của các chất B, D

b) Hoàn thành các phương trình phản ứng 1-4

Halogen và hợp chất 1

Hóa học của halogen vô cùng thú vị Halogen thuộc nhóm 17 trong bảng hệ thống tuần hoàn Nguồn gốc của tên gọi ‘Halogen” do J.S.C.Schweiggen đề xuất vào năm 1811 để

mô tả tính chất của clo (vào thời điểm đó là một nguyên tố kỳ lạ trong số các nguyên tố

đã biết) kết hợp trực tiếp với kim loại để tạo thành muối

Iot là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho con người và đóng một vai trò quan trọng trong tăng trưởng hormon thyroxin, được sản xuất trong tuyến giáp Thiếu iot trong chế

độ ăn uống sẽ dẫn đến bệnh bướu cổ Vì vậy, người ta thường thêm 0,01% NaI vào muối

ăn Iot là chất rắn, màu tím than và thăng hoa ở nhiệt độ thường

a Iot dễ dàng thăng hoa là do:

a) Nhiệt độ nóng chảy thấp

b) Liên kết I-I kém bền

c) Lực Van der van giữa các phân tử I2 yếu

d) Lực đẩy trong phân tử I2

b Ở điều kiện thường, iot là một chất bán dẫn (khoảng cách giữa vùng dẫn

và vùng cấm ≈ 1,3 eV) Tuy nhiên khi nén ở áp suất khoảng 350 kbar thì

nó trở nên dẫn điện Sự thay đổi này là do:

a Tạo thành một vùng có electron ở trạng thái kích thích

b Sự thay đổi trong cấu hình e nguyên tử

c Các MO xen phủ tốt hơn

d Năng lượng ion hóa cao

c Clo cũng sẽ dẫn điện khi được nén ở áp suất trên?

d Iot là chất tan rất chậm trong nước (0,34g/kg ở 25oC) Tuy nhiên, nó tan rất tốt trong các dung môi hữu cơ khác và dung dịch I-

a) Xác định nồng độ cực đại của các tiểu phân có chứa iot hiện diện trong dung dịch KI 0,5M chứa 1,5M I2

b) I2 tan trong dung dịch CCl4 là do:

a) Tương tác ion giữa dung môi và chất tan

b) Tạo phức chuyển dịch điện tích

c) Do tương tác Van der van

d) Do sự phân ly của iot

c) Trong thí nghiệm hòa tan iot trong diety lete, n-hexan, cacbon tetraclorua

và toluen thu được kết quả như sau: 337g/kg, 182g/kg, 19g/kg, 13g/kg Hãy sắp xếp kết quả thu được tương ứng với các dung môi

Màu sắc của dung dịch iot phụ thuộc vào dung môi hòa tan Iot được hòa tan trong hai dung môi dietyl ete và cacbon tetraclorua, màu sắc của hai dung dịch là tím và nâu Bước sóng hấp thụ cực đại của các dung dịch trên có các giá trị λmax là 460-480 nm và 520-540

Hợp chất giữa các halogen với nhau cũng rất thú vị Flo là halogen hoạt động mạnh nhất, brom có các số oxi hóa +1, +3, +5 trong các hợp chất liên halogen Flo phản ứng với brom trong pha khí để tạo thành hợp chất A (với khoảng 20% flo về khối lượng), ở nhiệt

độ phòng tự phân hủy tạo thành hợp chất B

f Hãy viết phương trình tạo thành A và B

Hợp chất B là chất lỏng ở nhiệt độ phòng, antimon (V) florua tan trong dung dịch B tạo thành phức C

g Hãy viết phương trình phản ứng tạo thành phức C

h Theo định nghĩa về axit và base của Lewis thì các chất phản ứng và các sản phẩm trong phương trình 3.7 chất nào là axit, chất nào là base

Triflorosunfua (SNF3) được điều chế bằng phản ứng của S4N4 với AgF2 trong CCl4, đun nóng

i

i) Nguyên tử trung tâm SNF3 là nguyên tử nào?

ii) Vẽ cấu trúc SNF3 phù hợp với thuyết VSEPR

iii) Tổng số e trong lớp vỏ của ion trung tâm là bao nhiêu?

iv) Dạng hình học xung quan nguyên tử trung tâm?

j Vẽ cấu trúc của Sb2F11

k Trong dãy các ion sau: PO43-, SO42-, IO4- và XeO64-, thì ion nào có tính oxi hóa mạnh nhất?

Halogen và hợp chất 2

Một đơn chất X phản ứng với halogen Y2 sinh ra một khí XY3 gây ngạt thở Khi cho hợp chất YZ phản ứng với XY3 sẽ tạo thành acid Phản ứng giữa NaZ với XY3 tạo thành hợp chất hai nguyên tố A1 thuộc về nhóm hợp chất có thành phần giống nhau Sơ đồ chuyển hóa qua lại giữa các hợp chất trong nhóm này được cho ở hình bên Các chất A1, A2, A4, A5 bốc cháy trong không khí ẩm

Một số tính chất của các hợp chất từ A1 – A5 cho ở bảng sau:

Chất Trạng thái Phần khối lượng của X (,

Khí quyển và các quá trình hoá sinh

Khí A là một khí có trong khí quyển và đóng một vai trò quan trọng trong quá trình hóa sinh của tất cả các dạng vật chất sống Một mảnh magie cháy trong A cho hỗn hợp màu xám bao gồm hợp chất B có màu trắng và chất C có màu đen Cả B và C đều rất khó tan trong axit và bazơ loãng Nếu đốt cháy C trong oxy sẽ tạo ra A Khi cho magie cháy trong khí D (cũng là một khí có trong không khí) thì sẽ hình thành một chất rắn màu trắng E Chất này tan ngay trong axit và phân huỷ trong nước cho ra khí F có mùi đặc trưng a) Xác định các hợp chất từ A đến F

b) Viết các phản ứng chuyển hóa đã nói đến ở trên

c) Tương tác giữa A với F là một phương pháp thông dụng để sản xuất một loại phân bón có giá trị Cho biết tên của phân bón này và viết phản ứng tạo thành nó

Nguồn gốc của khí quyển

Tại thời điểm khởi sinh sự sống trên Trái đất, thành phần khí quyển rất khác với ngày nay: khí A, methane, ammonia, và các chất khí khác chiếm thành phần chủ yếu, trong khi đơn chất B gần như không tồn tại Do các quá trình hoá học xảy ra trong cơ thể sinh vật mà lượng chất A bắt đầu giảm xuống, còn lượng chất B thì tăng lên Ngày nay, chất

B chiếm phần lớn khí quyến Trái đất do sự quang hợp (nA + nH2O → nB + (CH2O)n) Lớp chất khí bảo vệ Trái đất khỏi tia cực tím (UV) được tạo nên từ C – một dạng thù hình của

B Tất cả những biến đổi này đã góp phần thúc đẩy sự đa dạng sinh học trên Trái đất Dưới những điều kiện nhất định, hợp chất D có thể được tạo thành cả trong khí quyển lẫn cơ thể sống Phân tử D chỉ có hydrogen và oxygen, và nó có cả tính oxid hoá lẫn tính khử

1 Xác định công thức phân tử và tên gọi các chất A-D

2 Hoàn thành phương trình ứng với các chuyển hoá sau:

Một nguyên tố phổ biến trong tự nhiên

X là một trong những nguyên tố hoá học phổ biến nhất trong tự nhiên và có trong các hợp chất A-G Oxide A là chất khí không màu, khi phản ứng với oxygen (i) sẽ tạo ra oxide

B B có thể phản ứng với ozone tạo thành oxide C (ii) Cho oxide D vào nước tạo thành acid yếu E (iii) A không tạo thành acid nhưng B phản ứng được với nước, tạo thành hỗn hợp acid E và F (iv) Các oxide A và B phản ứng với nhau tạo thành một trong các oxide được đề cập đến ở trên (v) Acid F có thể được tạo thành từ phản ứng của một trong các oxide trên với nước và oxygen (vi) Dữ kiện cuối cùng là, oxide thứ năm (G) của nguyên

tố X, được sử dụng như chất kích thích hệ thần kinh

a) Xác định tên và công thức các chất A-G

b) Viết các phản ứng i-vi

Chuyển hoá của hợp chất chứa nitrogen

Thực hiện chuỗi phản ứng sau Biết rằng khi phân huỷ 1.00 mol Z sẽ thu được 35.5 lít khí Y (đktc) A và E là các base yếu; X và Y chỉ chứa một nguyên tố

a) Xác định tên và công thức các chất A-E, X-Z

b) Viết phương trình tất cả các phản ứng trong chuỗi trên

Tính chất của N2O3

Dinitơ trioxit N2O3 rất không bền Nó có thể tồn tại được ở cả dạng cấu trúc ion và cộng hóa trị Khi đun nóng nó phân hủy tạo thành các sản phẩm bền hơn

1) Vẽ cấu trúc ion của N2O3

2) Viết phản ứng phân hủy N2O3

Dinitơ trioxit tan trong nước tạo thành dung dịch có tính axit Việc khảo sát cẩn thận cho thấy axit tạo thành là hỗn hợp của hai đồng phân nằm cân bằng với nhau

3) Vẽ cấu trúc Lewis hai chất này và xác định góc liên kết trong mỗi cấu trúc

4) Hòa tan một lượng chưa biết N2O3 vào nước được dung dịch A Cho A tác dụng với cùng một thể tích dung dịch FeSO4 đã được axit hóa thu được n1 khí B Còn khi xử lý dung dịch A với dung dịch KI dư đã được axit hóa thu được n2 mol khí

B và một chất C màu tối không tan trong dung dịch

5) Viết tất cả các phản ứng hóa học xảy ra

Ở nhiệt độ phòng khí B thể hiện tính thuận từ Nhưng khi hạ nhiệt độ xuống thấp thì nó lại có tính nghịch từ Hãy giải thích tính chất này

6) Khi cho n2 mol B phản ứng với graphit nóng thu được một hỗn hợp khí Dẫn hỗn hợp khí này qua lượng dư dung dịch Ca(OH)2 tạo thành kết tủa D Kết tủa D nhẹ hơn gấp 3.00 lần so với lượng chất C Tính tỉ lệ mol giữa chất trong dung dịch A

và lượng FeSO4 phản ứng

7) 0.10 L khí B (100.0 °C, 1.00 atm) được cho tác dụng với Cl2 Hỗn hợp khí sau phản ứng được hòa tan vào nước rồi pha loãng đến 1.00 L Tính độ điện ly của các axit trong dung dịch nếu biết rằng hằng số axit của axit có oxy là Ka=7,1×10–4

Vi khuẩn hô hấp kị khí và hiếu khí

Trong hô hấp kị khí, vi sinh vật sử dụng anion A của acid mạnh B làm chất nhận electron, thay vì oxygen Trong cả A và B đều chứa nguyên tố X đã đạt tới số oxid hoá cao nhất Trong quá trình hô hấp này xảy ra một phản ứng khử hoàn toàn A Trước tiên, số oxid hoá cao nhất của X giảm xuống 2 đơn vị, tạo thành anion C của acid yếu D Sau đó, C

có thể được chuyển trở lại về môi trường Các vi khuẩn khác khử C thành một chất khí hăng, không màu F – chất này tạo thành cation E trong dung dịch Một loại vi khuẩn khác khử từ từ C thành khí không màu G – chất này có thể bị chuyển thành một khí có vị ngọt

I – và cuối cùng là chuyển thành đơn chất K (được sử dụng nhiều làm khí trơ)

Nguyên tố X đồng thời là nguồn năng lượng cho hô hấp hiếu khí Một loại vi khuẩn oxid hoá F thành C, những loại khác oxid hoá C thành A để chuyển vào đất B phân huỷ các chất khoáng và gây ra sự ăn mòn các công trình xây dựng

Vi khuẩn Brocadia anammoxidans sử dụng F (như là nguồn năng lượng) và C cho quá trình hô hấp Kết quả là có sự tạo thành chất K ở cuối quá trình

a) Xác định công thức và tên gọi của A, B, C, D, E, F, G, I, K, và X

b) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau (thêm nước nếu cần thiết):

Túi khí xe hơi

Các phương tiện giao thông hiện đại đều được trang bị các túi khí rất có hiệu lực để giảm thiểu sự va chạm khi xảy ra tai nạn Trong quá trình đụng xe ở phần trước thì túi khí gửi các tín hiệu điện tử để có thể khơi mào sự phân huỷ của một hợp chất X để giải phóng một lượng lớn chất khí Trong một khoảng thời gian rất ngắn thì túi khí đã được bơm căng đầy để giúp cho hành khách và người lái thoát khỏi cảnh bị va chạm mạnh 1,00g chất X phân huỷ giải phóng 507 mL (110 kPa, 18oC) khí A là một thành phần của không khí Phản ứng này cũng tạo ra một bã rắn Xử lý bã rắn này với lượng dư nước cho 127mL khí B (đktc)

a) Xác định công thức phân tử của A, B, X Chứng minh bằng tính toán

b) X tồn tại ở dạng phân tử hay ion? Cho biết cấu trúc của X ở trạng thái rắn

c) Thời gian làm phình túi khí là bao nhiêu nếu tốc độ va chạm vào chướng ngại vật

là 100 km/h Cẩn thận khi đặt ra các điều kiện giả định, chỉ ra tính toán và giải thích lý do

b) Nếu như thành phần các nguyên liệu trong thuốc súng đen có thay đổi thì có thể thu được các loại sản phẩm cháy nào? Minh họa bằng phương trình hóa học c) Sự cháy 1,00g thuốc súng đen có thành phần như đã nêu tỏa ra lượng nhiệt là 2,15 kJ Viết phương trình nhiệt hóa học của phản ứng này

d) Tính tốc độ của một viên đạn có khối lượng 5,0g thoát ra từ vỏ đạn chứa 2,0g thuốc súng đen có thành phần đã nêu Cho rằng hiệu lực của vỏ đạn chỉ là 35% e) Ước lượng xác suất bắn trúng mục tiêu nếu như đích ngắm cách vị trí xạ thủ 300m với cùng góc nâng như câu trên Bỏ qua sức cản không khí

Chất nổ

Phân tử chất nổ X chứa các nguyên tố A (37.8 %), B (16.2 %), C (43.2 %) và D Đơn chất

A là thành phần chính của không khí B tồn tại trong mọi hợp chất hữu cơ C là nguyên

tố phổ biến nhất trong vỏ Trái đất Phân tử khối của X là 222.1 gam/mol

Trong phân tử X chỉ có các liên kết: A-A, A-B, B-D và A-C Mỗi nguyên tử A liên kết với

ba nguyên tử khác, và có một vòng 6 nguyên tử Phản ứng phân huỷ X tạo thành ba sản phẩm Hai trong số đó là các khí hai nguyên tử, một khí chứa nguyên tố A, khí còn lại chứa nguyên tố B và C Sản phẩm còn lại là chất lỏng ba nguyên tử (ở nhiệt độ phòng) a) Xác định kí hiệu và tên gọi các nguyên tố A-D

b) Bằng tính toán, xác định công thức thực nghiệm và công thức phân tử của X

c) Viết phương trình phản ứng phân huỷ X

d) Xác định công thức cấu tạo của X

Hợp chất của phosphorus 1

Tinh thể không màu của một muối axit X cho kết qủa phân tích nguyên tố như sau: Na = 13,93%; H = 4,28%; P = 18,77% (về khối lượng)

a) Cho biết công thức của X

b) X là muối của axit nào? Gọi tên và viết công thức cấu tạo của axit

c) Cho biết tên của X

Hợp chất của phosphorus 2

Photpho nguyên tố được điều chế từ khoảng flurapatit và hydroxyapatit bằng cách khử với muội than Kết quả ta thu được chất rắn photpho màu trắng chứa các phân tử P4

1 Vẽ cấu trúc Lewis và cấu trúc hình học của P4

2 Photpho trắng phản ứng rất mãnh liệt với dung dịch natri hydroxit dẫn đến sự giải phóng một chất khí và tạo thành natri hypophotphit Viết và cân bằng phản ứng xảy ra

3 Natri hypophotphit và natri photphit chứa các anion có oxy của photpho

a Vẽ cấu trúc của các oxoanion này

b Xác định xem các oxoanion này sẽ phản ứng như một tác nhân oxy hóa hay tác nhân khử Đánh dấu vào ô đúng

Tác nhân oxy hoá Tác nhân khử Hypophotphit

Photphit

c Nêu lý do cho câu trả lời

4 H3PO4 có thể được tổng hợp bằng phản ứng của hydroxiapatit (Ca5(PO4)3F) với

H2SO4 Viết và cân bằng phản ứng xảy ra

Sự đốt cháy hoàn toàn photpho dẫn đến photpho (V) oxit P4O10 có cấu trúc lồng

7 Viết và cân bằng phản ứng tổng hợp trietyl photphat từ photpho triclorua

8 Chỉ ra cấu hình electron của nguyên tử P ở i) trạng thái cơ bản ii) trạng thái kích thích Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử P trong các phân tử PCl3 và PCl5 Xác định dạng hình học của PCl5

9 PCl5 có thể phản ứng với NH4Cl để tạo các xiclophotphazin (NPCl2)n với n ≥ 3 Viết và cân bằng phản ứng tạo xiclophotphazin với n = 3 và vẽ cấu trúc của sản phẩm thu được

Hợp chất của phosphorus 3

Photpho nguyên tố được điều chế từ khoảng flurapatit và hydroxyapatit bằng cách khử với muội than Kết quả ta thu được chất rắn photpho màu trắng chứa các phân tử P4 a) Vẽ cấu trúc Lewis và cấu trúc hình học của P4

b) Photpho trắng phản ứng rất mãnh liệt với dung dịch natri hydroxit dẫn đến sự giải phóng một chất khí và tạo thành natri hypophotphit Viết và cân bằng phản ứng xảy ra

Natri hypophotphit và natri photphit chứa các anion có oxy của photpho

c) Vẽ cấu trúc của các oxoanion này

d) Xác định xem các oxoanion này sẽ phản ứng như một tác nhân oxy hóa hay tác nhân khử Đánh dấu vào ô đúng

Tác nhân oxy hoá Tác nhân khử Hypophotphit

Photphit Nêu lý do cho câu trả lời

e) H3PO4 có thể được tổng hợp bằng phản ứng của hydroxiapatit (Ca5(PO4)3F) với

H2SO4 Viết và cân bằng phản ứng xảy ra

Sự đốt cháy hoàn toàn photpho dẫn đến photpho (V) oxit P4O10 có cấu trúc lồng

h) Viết và cân bằng phản ứng tổng hợp trietyl photphat từ photpho triclorua

i) Chỉ ra cấu hình electron của nguyên tử P ở i) trạng thái cơ bản ii) trạng thái kích thích Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử P trong các phân tử PCl3 và PCl5 Xác định dạng hình học của PCl5

j) PCl5 có thể phản ứng với NH4Cl để tạo các xiclophotphazin (NPCl2)n với n ≥ 3 Viết và cân bằng phản ứng tạo xiclophotphazin với n = 3 và vẽ cấu trúc của sản phẩm thu được

Silicon và hợp chất

Silic là nguyên tố phổ biến hàng thứ hai trong vỏ trái đất (~27,2 %) sau oxy (45,5 %) Cacbon, silic, germani, thiếc và chì hợp thành nhóm 14 của bảng phân loại tuần hoàn Hóa học của chúng khác biệt khá lớn so với cacbon Chẳng hạn trong điều kiện tiêu chuẩn thì CO2 là chất khí trong khi SiO2 là chất rắn cộng hóa trị

• Vẽ cấu trúc của CO2 và SiO2

• Lý do sự khác biệt về tính chất giữa CO2 và SiO2 là

a) Cacbon âm điện hơn O và trong trường hợp của SiO2 thì oxy lại âm điện hơn silic b) Cacbon có kích thước nhỏ và có thể tạo thành liên kết πtốt trong khi silic có kích thước lớn nên khả năng xen phủ tạo liên kết π khó

c) Cacbon chỉ có obitan ‘p’ và không có obitan ‘d’ trong khi silic sở hữu obitan ‘d’ d) Năng lượng ion hóa thứ nhất của cacbon cao hơn silic (1086 kJ mol1 với C và

786 kJ mol1 cho Si)

• Thủy tinh được tạo thành từ SiO2, Na2SiO3 và CaSiO3 dễ bị phá hủy bởi axit flohiđric do có sự tạo thành anion SiF6  Anion tương tự của cacbon là CF6  thì không tồn tại Lý do ở đây là

1 Cacbon âm điện hơn silic

2 Silic có bán kính nguyên tử lớn hơn cacbon

3 Silic có obitan 3d nên có thể tạo obitan lai hóa dạng sp3d2

4 Cacbon và flo có kích thước nguyên tử gần như nhau

• Các nguyên tố nhóm 14 có xu hướng tạo mạch dài Ba nguyên tố đầu tiên của nhóm là C, Si và Ge cho thấy khả năng này Sắp xếp chúng theo thứ tự giảm dần khả năng tạo mạch dài

• Thứ tự ở câu 3.4 có thể được giải thích dựa vào:

1 Kích thước nguyên tử

2 Độ âm điện

3 Độ mạnh liên kết

4 Tính phi kim của chúng

• Trong công nghiệp sản xuất silic thì silic nhận được bằng cách đun nóng 100 kg cát tinh khiết với 45 kg than cốc trong lò điện Viết và cân bằng phản ứng xảy ra

• Silic có thể được tinh chế lại bằng cách chuyển nó thành hợp chất dễ bay hơi SiCl4 (nđs 58 °C) dễ thu hồi bằng chưng cất phân đoạn SiCl4 có thể được chuyển

về Si bằng hydro phân tử Viết và cân bằng các phản ứng liên quan

Silic được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp bán dẫn mà ở đó độ tinh khiết yêu cầu phải đạt một phần tỉ (1 ppb) Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng kỹ thuật

“nóng chảy vùng” Kỹ thuật này được tiến hành bằng cách cho nguồn nhiệt di chuyển dọc theo thanh Si chưa tinh khiết

• Trong kỹ thuật nóng chảy vùng, silic được tinh chế theo kiểu

a Từng phần của thanh Si được đun nóng rồi làm lạnh để bốc hơi dần dần tạp chất

b Tạp chất dễ tan trong pha lỏng hơn pha rắn

c Tạp chất dễ tan trong pha rắn hơn pha lỏng

d Tạp chất không tan trong Si nóng chảy và dễ dàng tách ra

Khả năng phản ứng của CCl4 và SiCl4 rất khác nhau Ví dụ như SiCl4 dễ bị thủy phân và chịu phản ứng thế thì trong khi đó CCl4 hoàn toàn trơ

• Hiện tượng quan sát khác nhau do

b) Nguyên tử cacbon có kích thước bé nên khó xảy ra sự thế

c) Cacbon âm điện hơn silic

d) Mức năng lượng của obitan chưa bị chiếm trong silic thấp

e) Liên kết C-Cl mạnh hơn liên kết Si-Cl

Silic có ái lực rất lớn với oxy để tạo thành các silicat gồm các đơn vị SiO4 Các silicat này

có thể có cấu trúc mạch dài hoặc cấu trúc vòng

• Vẽ cấu trúc của một silicat mạch vòng có công thức [Si6O18]n Bên cạnh đó hãy xác định luôn giá trị của n Hướng dẫn: Các đơn vị SiO4 có thể được biểu diễn bằng ký hiệu như sau:

• Vẽ cấu trúc của anion trong khoáng pyroxen (MgCaSi2O6)

Silicon là các polyme tổng hợp quan trọng có nhiều ứng dụng trong thực tế do tính trơ hóa học và bền với nước của nó Nó được sản xuất dựa vào các phản ứng sau

Xác định A và polyme mạch thẳng tương ứng B

Xác định hợp chất vòng

A là hợp chất vòng, chứa 12 nguyên tử (6 nguyên tử tạo thành vòng) của các nguyên tố

X, Y, Z Trong A có 3 loại liên kết hoá học và các nguyên tố X, Z đều có số liên kết bằng nhau Có nhiều cách để tổng hợp chât A:

Cách 1: Dimer B (Mr = 27.67) chứa 8 nguyên tử của nguyên tố X, Y Cho B phản ứng với khí C phổ biến (chứa các nguyên tử Y và 1 nguyên tử Z, với %Y = 17.8) thì thu được chất A và đơn chất D

Cách 2: Cho hợp chất E (chứa 3 nguyên tố) và hợp chất F (2 nguyên tố, cả E và F đều

có chứa nguyên tố V) phản ứng với nhau, thu được chất G và khí lưỡng nguyên tử H Chất E có thể được tạo thành từ phản ứng của khí H với khí C Phân tử khối của G (chứa

4 nguyên tử) lớn hơn phân tử khối của A 103.34 đvC Vòng 6 cạnh của G giống với vòng của A Khác biệt giữa G và A là các nhóm thế xung quanh Khi G phản ứng với muối I – chứa các nguyên tố W, X, Y theo tỉ lệ 1:1:4 – thì thu được các hợp chất A, B và muối lưỡng nguyên tử J Trong bảng hệ thống tuần hoàn, W cùng nhóm với một trong các nguyên tố có trong G, và cùng chu kì với nguyên tố khác – cũng có trong G

a) Xác định công thức của B, C và các nguyên tố X-Z

b) Xác định cấu tạo của A

c) Xác định công thức của G và nguyên tố V

d) Xác định công thức của các hợp chất D, E, F, H, I, J và nguyên tố W

e) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:

i) B + C → A + D,

ii) E + F → G + H,

iii) H + C → E,

iv) G + I → A + B + J

Boron và hợp chất 1

A Chuyển hóa hạt nhân của bo

Trong phương pháp BNCT (boron neutron capture cancer therapy – điều trị ung thư bằng cách bắt hạt nhân bo) thì các nhà vật lý trị liệu sử dụng luận điểm đồng vị bền 10B có tiết diện bắt neutron rất lớn 10B được đưa vào tế bào ung thư sau đó chiếu xạ Nếu hạt nhân

10B bắt được neutron nó sẽ ngay lập tức phân rã thành đồng vị Li và hạt α Cả hai đều

có động năng được nhận từ phản ứng hạt nhân và di chuyển khoảng 10 µm, vốn dĩ là đường kính của tế bào Có nghĩa là chúng chỉ tấn công vào tế bào ung thư mà thôi

Viết phản ứng bắt neutron tạo thành các hạt nhân mới Chú ý đến số khối của mỗi đồng vị

Neutron cũng có thể bị các nguyên tố khác tóm được, chẳng hạn 14N Hạt nhân này sẽ giải phóng một proton và tạo thành một hạt nhân phóng xạ X

Viết phản ứng xảy ra

X có quá nhiều electron nên bản thân nó cũng có tính phóng xạ Cho biết kiểu phân rã của hạt nhân con X

Xác suất bắt neutron của một hạt được xác định bởi tiết diệt bắt σ (đơn vị 1 barn = 10-24

cm2) σ càng lớn thì khả năng bắt thành công càng cao Tiết diện bắt của 10B vào khoảng

3838 barn, so với 14N chỉ 1.83 barn Tuy nhiên hàm lượng 14N trong cơ thể chỉ 0.042 g‧

g-1, còn của 10B chỉ là 10-6 g‧g-1

Xác định xác suất tương đối của sự bắt neutron của hai hạt nhân 14N và 10B, được định nghĩa bằng tỉ lệ (bắt bởi 14N)/(bắt bởi 10B) Lưu ý đến tiết diện bắt và hàm lượng của mỗi đồng vị trong tự nhiên

Trong một quá trình trị liệu thì người ta chiếu xạ một tế bào ung thư của một bệnh nhân Quá trình này sinh ra 32P như một sản phẩm của quá trình chiếu xạ neutron liên tục 32P phân rã với chu kỳ bán hủy 14.3 ngày Ngay sau khi chiếu xạ tổng hoạt độ của 32P trong

Vẽ ô mạng cơ sở của BP

Cho biết có bao nhiêu đơn vị BP trong ô mạng cơ sở

Tính hằng số mạng của ô mạng

Tính khối lượng riêng ρ của BP

Chiếu xạ tia X có bước sóng λ = 72 pm vào một mẫu BP Góc Bragg thu được là 2θ = 15.60° đối với mặt phẳng phản xạ đầu tiên (111)

Một hợp chất thú vị khác của bo là magie borua MgBx siêu dẫn ở nhiệt độ dưới 37 K (khám phá năm 2001) Người ta quan sát thấy các nguyên tử B tạo mạng tinh thể lục phương như graphit nhưng các lớp được xếp tương thích với nhau Ở giữa các lớp bo

là những nguyên tử Mg, một nguyên tử kẹp giữa hai lập phương

Đề nghị công thức của magie borua ứng với những mô tả trên

Nếu xem MgBx như hợp chất ion thì công thức của anion sẽ là Bx – Vẽ giản đồ

MO của của Bx – Xác định bậc liên kết và từ tính của phân tử (thuận từ / nghịch từ) dựa trên giản đồ

D Sơ đồ phản ứng

Cho sơ đồ phản ứng sau đây

Muối của axit Lewis A và sản phẩm ngưng tụ của nó là nguồn nguyên liệu tự nhiên quan trọng nhất của nguyên tố C

B là oxit của nguyên tố C với oxy chiếm 68.95% khối lượng

C có một số dạng thù hình Trong tất các các trường hợp khối cơ sở là một thập nhị diện đều bao gồm mười hai nguyên tử của nguyên tố đó

F là hợp chất đơn giản nhất của nguyên tố C với nguyên tố nhẹ nhất có thể phân lập được

G có khối lượng phân tử 117.16 g/mol

I là một bazơ của một kim loại nhẹ được tạo thành khi điện phân nóng chảy muối

J là một halogen có khối lượng phân tử 70.9 g/mol

H là một trihalogenua của nguyên tố I H chỉ hiện diện ở dạng dime trong pha khí

K tạo thành từ 2 phân tử F và theo định luật Wade thì hình dạng của nó khiến người ta liên tưởng đến một con nhện tám chân

Xác định cấu trúc các chất từ A đến K

-H2O

D E

F

H

G +

+ J

D

+HF

K-H2

+P4+H2O

+LiAlH4

I + J

Vẽ cấu trúc không gian của dime H

Kiểu liên kết đặc biệt trong phân tử F gọi là gì? Xác định tên gọi của K

Boron và hợp chất 2

1 Bo là một nguyên tố rất thú vị do cấu trúc đặc biệt của nó, hóa học phức tạp của nó và những ứng dụng khác nhau của nó (hợp chất bo được dùng nhiều trong bột giặt, trong thủy tinh và tơ bo trong công nghệ aviation)

Nguyên tố này có thể được tổng hợp theo nhiều cách khác nhau Bo vô định hình với độ tinh khiết chưa cao có thể nhận được bằng phản ứng giữa dibo trioxit với magie nguyên

tố Bo rất tinh khiết được điều chế bằng cách bốc hơi hóa học (CVD) hỗn hơp bo triclorua

và hydro ở 1300°C trên dây tungsten

a) Viết và cân bằng hai phản ứng tổng hợp đã mô tả

b) Nguyên tố hàng xóm nào (trên bảng tuần hoàn) có tính chất gần bo nhất? Giải thích điều đó!

2 Ngày nay có hơn 200 hợp chất nhị nguyên bo – kim loại đã được biết rõ, nó có những tính chất thú vị không chỉ về hệ số tỉ lượng mà còn về cấu trúc Rất nhiều các borua có tính cứng cao, trơ hóa học và bền nhiệt nên được ứng dụng nhiều làm vật chịu nhiệt trong công nghiệp, để làm lớp phủ các tuabin, làm mũi cho tên lửa hay làm tấm chắn nhiệt đối với các điện cực làm việc ở nhiệt độ cao

Beri borua có cấu trúc florit ngược Nguyên tử bo lúc này kết tinh ở mạng lưới lập phương 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 công 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

• arachno (từ chữ Hy lạp arachniou = mạng nhện): mạng lưới các đa diện

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 nguyên tử phân nhóm chính tạo mạng (ứng với liên kết ở nguyên tử đầu mạng hay cặp e không liên kết)

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

b) Bạn có thể tìm thấy trong các boran tính chất liên kết như thế nào?

Hợp chất vô 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 toàn 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 vòng 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 trò 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 không thì

sẽ tạo thành disunfudinitrua Chất này chỉ bền vững ở nhiệt độ thấp và sẽ bị polymer hóa chậm ở nhiệt độ phòng để tạo thành (SN)x.

12 S2N2 có tính thơm Vẽ hai cấu trúc cộng hưởng của chất này

13 Từ các thông tin đã cho hãy giải thích tại sao (SN)x có thể tồn tại tính siêu dẫn?

Tổng hợp kiến thức

1 Trả lời các câu hỏi sau đây

c) Viết ký hiệu hóa học của tất cả các nguyên tố chu kỳ 4

d) Cho biết xu hướng thay đổi điện tích hạt nhân hiệu dụng của các nguyên tố trong chu kỳ 4

e) Viết cấu hình electron của Fe và Fe2+, giải thích lý do

f) Cho biết xu hướng thay đổi bán kính đối với các kim loại chuyển tiếp thuộc dãy thứ hai và thứ ba theo chu kỳ và theo nhóm Giải thích lý do

2 Anion kim loại kiềm có thể tồn tại bền được không ? Giải thích

3 Năng lượng liên kết Si – O và Si = O theo thứ tự là 466 và 640 kcal/mol Giải thích tại sao silic oxit có cấu trúc polymer trong đó tồn tại các tứ diện Si – O thay vì cấu trúc phân tử chứa các đơn vị Si = O

4 Vẽ giản đồ MO cho H42+ và O22- và so sánh tính bền của chúng

5 Cho biết cacbonyl kim loại nào trong số các cacbonyl sau đây có tần số hấp thụ trong phổ IR cao nhất và giải thích Liệu đó có thể là hợp chất giàu electron nhất hay thiếu electron nhất ?

6 Cp2Re – CH2CH3 bền vững trong khí quyển trơ nhưng Cp2Sc – CH2CH3 lại rất dễ phân hủy Giải thích

7 Giải thích về thứ tự độ dài liên kết C – C trong các phức sau:

8 Xét dãy các phản ứng thế sau:

Khi thay một phối tử CO bằng một nhóm PMe3 thì nhóm CO còn lại trở nên khó thế hơn nên phản ứng muốn xảy ra được cần có nhiệt độ cao và thời gian dài hơn Đến khi tạo thành phức Cr(CO)3(PMe3)3 thì khả năng thế tiếp gần như là không thể Giải thích

10 Vẽ chu trình xúc tác phản ứng tổng hợp axit axetic từ metanol với xúc tác phức

Rh

11 Cho biết hai sản phẩm phụ có thể tạo thành khi hydroformyl hóa 1-buten bằng xúc tác HCo(CO)4 Trong điều kiện phản ứng có thể có thêm sản phẩm phụ nào khác nữa không ? Đề nghị một chu trình xúc tác cho các sản phẩm này

12 Hai sản phẩm chính nào được tạo thành khi 1-buten, cacbon monoxit và hydro phản ứng với nhau dưới xúc tác HCo(CO)4? Sản phẩm phụ của quá trình là gì?

Vẽ chu trình xúc tác

13 Niken (II) có cấu hình electron 3d8 Phức [Ni(CN)4]2- nghịch từ nhưng [NiCl4]

2-thuận từ với 2e độc thân Sắt cũng tương tự , Fe(III) có cấu hình 3d5, [Fe(CN)6]

3-có 1e độc thân còn [Fe(H2O)6]3+ có 5e độc thân

a) Giải thích các hiện tượng trên theo VB

b) Giải thích các hiện tượng trên theo thuyết trường tinh thể

14 Vẽ tất cả các đồng phân phức có công thức

a) [Pt(NH3)2Cl2] b) [Co(en)2Cl2]+ Với en là phối tử hai càng etylendiamin

Hướng dẫn

1 (a) K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Br, Kr

(b) Điện tích hạt nhân hiệu dụng của các nguyên tố chu kỳ 4 tăng từ trái sang phải (c) Fe: [Ar]4s23d6 ; Fe2+: [Ar]3d6 Mặc dù obitan 4s có năng lượng cao hơn nhưng việc điền đầy electron vào các obitan 3d sẽ tạo thành một lực đẩy electron rất lớn Như vậy electron sẽ phải điền vào phân lớp 4s trước rồi mới 3d Khi tạo thành ion thì electron ở mức 4s có năng lượng cao hơn sẽ bứt ra trước

(d) Trong một chu kỳ thì điện tích hạt nhân hiệu dụng tăng làm giảm bán kính Đi xuống dưới dãy ba thì obitan 4f đã được điền đầy Lúc này sự tăng mạnh điện tích hạt nhân dẫn đến việc nguyên tử có xu hướng nhỏ lại Kết hợp về sự tăng chu kỳ và sự giảm bán kính dẫn đến kết quả là các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ ba có bán kính xấp xỉ các kim loại chuyển tiếp dãy thứ hai chẳng hạn bán kính Mo là 140 pm còn W là 141 pm Hiện tượng này còn được biết đến với cái tên “sự co lantanoid”

2 Các kim loại kiềm có cấu hình electron ns1, việc thêm 1 electron sẽ tạo thành cấu hình

ns2 bền vững, tức anion kim loại kiềm vẫn có khả năng tồn tại Tuy nhiên do điện tích hiệu dụng bé nên anion không thể tồn tại bền vững được

3 Năng lượng của hai liên kết Si – O là 932 kcal / mol rất lớn hơn so với Si=O chỉ có 640 kcal/mol Như vậy cấu trúc polymer với các tứ diện Si – O ưu thế hơn

4 Giản đồ MO của các chất được cho như hình dưới Do các electron trong H42- chiếm các obitan liên kết nên nó có thể tồn tại bền Bậc liên kết trong ion peroxit O22- là 1 nên

CN làm bền mạnh phức Pt, mặt khác khả năng tạo liên kết cho nhận ngược giữa CN với

9 Phối tử anken – hydrua đều ở vị trí cis nên không thể xảy ra phản ứng cộng di chuyển

3 atm CO: 1,6 : 1 tỉ lệ thẳng : nhánh

90 atm CO: 4,4 : 1 tỉ lệ thẳng : nhánh

Phản ứng cộng anion hydrua vào C = C cho ankyl mạch thẳng

Quyết định tốc độ

Đơn nhân

Đa nhân:

Xảy ra theo quá trình đa nhân –

KHÔNG QUAN TRỌNG trong quá trình

xúc tác bình thường

12 Sản phẩm chính là n-butandehit và iso-butandehit còn sản phẩm phụ là ancol

13 Không thể giải quyết bằng VB

Phức niken có số phối trí 4, trong đó [Ni(CN)4]2- là phức vuông phẳng, còn [NiCl4]2- là phức tứ diện Giản đồ MO của các phức như sau:

Đồng phân hóa anken

Gốc ankyl mạch thẳng (tạo thành andehit mạch thẳng)

Gốc axyl mạch nhánh (tạo thành andehit mạch nhánh)