PHÂN NHOM IVA pptx

CACBON VÀ HỢP CHẤT CỦA CACBON III.SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC... - C có 3 dạng thù hình tương ứng là: kim cương, than chì grafit và cacbin... 2.Hợp chất C -4: cacbua- Cacbua cộng hóa trị

CHƯƠNG 5 – PHÂN NHOM IVA

I NHẬN XÉT CHUNG

II CACBON VÀ HỢP CHẤT CỦA CACBON III.SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC

- Phân nhóm IVA gồm có: C, Si, Ge, Sn, Pb

- Cấu trúc electron hóa trị: ns2np2

ƒ Có khả năng nhường 2 e- hay nhường 4e- hóa trị

Ỉ X(+2) và X(+4) : thể hiện tính khử

ƒ Có khả năng nhận 4 e- Ỉ X(-4) : thể hiện tính oxihóa

- Từ đầu nhóm đến cuối nhóm: - tính oxihóa ↓ tính khử ↑

C, Si là phi kim – Ge, Sn, Pb: thể hiện rõ tính kim loại

I.NHẬN XÉT CHUNG

- C có 3 dạng thù hình tương ứng là: kim cương, than chì (grafit) và cacbin

- Về phương diện hóa học: Ở nhiệt độ cao C phản ứng với nhiều chất thể hiện tính khử mạnh, tính oxyhóa yếu:

C + O2 Ỉ CO2 (to) C + 2S Ỉ CS2 (800 o C)

3C + 4Al ỈAl4C3 (t o cao)

C + ZnO Ỉ Zn + CO (1000 o C)

C + H2O Ỉ CO + H2 (1050 o C)

C + 2H2SO4 Ỉ CO2 + 2SO2 + 2H2O (đặc,t o)

1.Đơn chất

2.Hợp chất C (-4): cacbua

- Cacbua cộng hóa trị : hyđrocacbon.

- Cacbua ion : cacbua KL nhóm I và II: metanua (Be 2 C,

Al 4 C 3 …), axetylenua (Ag 2 C 2 , CaC 2 …) Ỉ chất tinh thể, khó nóng chảy, bị nước, axit phân hủy:

Be 2 C+4H 2 O Ỉ 2Be(OH) 2 +CH 4↑

CaC 2 +2HCl Ỉ CaCl 2 +C 2 H 2↑

- Cacbua KL : cacbua nguyên tố d: TiC, W 2 C, Fe 3 C… Ỉ có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt, rất cứng, bền nhiệt, khó nóng chảy.

2.Hợp chất C (+2):

CO

ƒ Có một số tính chất giống N 2 :

- khí không màu, không mùi, khó hóa lỏng, ít tan trong nước, bền nhiệt

- kém hoạt động ở nhiệt độ t hường

- ở nhiệt độ cao khả năng khử tăng lên

CO + O2 Ỉ CO2 , ΔHO = -283 kj/mol (7000C)

CO + Cl2 Ỉ COCl2 (chiếu sáng hoặc 5000C)

Photgen: rất độc

Ỉ CO được dùng làm nhiên liệu

ƒ CO có khả năng tạo phức cacbonyl với các kim loại d

Ni + 4CO Ỉ Ni(CO)4

Cr + 6CO Ỉ Cr(CO)6

Ỉ Dễ bị nhiệt phân giải phóng KL : tinh chế KL

HCN và CN

-Ỉ Rất độc

- Tan vô hạn trong nước, rượu, ete

- Có tính khử mạnh và khả năng tạo phức

Ỉ Dùng trong tổng hợp hữu cơ

2.Hợp chất C (+2):

2.Hợp chất C (+4):

-Dễ hóa lỏng, hóa rắn -Không cháy và không duy trì sự cháy

Ỉ Chữa cháy , trừ trường hợp cháy KL như Mg, Al, Zn

Al + CO2 Ỉ Al2O3 + C

-Tan nhiều trong nước

Hiệu ứng nhà kính:

H2CO3 và muối CO3

2 H2CO3 là axit 2 lần rất yếu:

H2O + CO2 ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3̅ ⇌ 2H+ + CO3 2–

- Muối cacbonat quan trọng: CaCO3, MgCO3, Na2CO3

…

–Xođa trong CN điều chế theo phương pháp Xônvây:

2CO2 + 2NH3 + 2H2O Ỉ 2NH4HCO3

2NaHCO3 Ỉ Na2CO3 + CO2 + H2O (t o)

H2C2O4 và muối C2O4

2-(axit oxalic và muối oxalat)

Ỉ Có tính khử mạnh

Ỉ sử dụng làm chất gốc trong phân tích

Na2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 Ỉ MnSO4 + K2SO4 +

Na2SO4 + CO2 + H2O

1.Đơn chất

–Dạng thù hình lập phương (sp3) bền:

- chất rắn có mạng tinh thể giống kim cương,

- rất cứng, khó nóng chảy, bay hơi,

- có màu xám, ánh kim

- có tính bán dẫn

- Trơ về mặt hóa học ở điều kiện thường

Mg + Si Ỉ Mg2Si (800-9000C)

–tan trong hỗn hợp HNO 3 và HF, dễ tan trong kiềm:

4HNO 3 + 18HF + 3Si = 3H 2 SiF 6 + 4NO + 8H 2 O

Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

2.Hợp chất

Có 3 dạng đa hình chính:

- thạch anh (lục phương,),

- crixtobalit (lập phương, >1470 o C)

- triđimit (lục phương, 870–1470 o C)

Khác nhau về cách sắp xếp các SiO 4

SiO 2 dễ chuyển sang trạng thái thủy tinh.

SiO 2

–Bền về mặt hóa học:

-phản ứng trực tiếp với F 2 , HF (khí và dung dịch),

- tan trong kiềm hay cacbonat kiềm nóng chảy:

SiO 2+4HF(k) Ỉ SiF4 +2H 2 O

SiO 2 +Na 2 CO 3 Ỉ Na 2 SiO 3 +CO 2

H2SiO3

- Các axit silixic có công thức chung xSiO2.yH2O

- axit yếu, mất nước Ỉ silicagen (SiO2 mịn)

Muối silicat

- Na2SiO3 : thủy tinh lỏng Ỉ ứng dụng nhiều trong thực tế

- Thủy tinh thường dùng là hỗn hợp của Na2SiO3 và CaSiO3 có thành phần : Na2O.CaO.6SiO2

Ứng dụng quan trọng: công nghiệp thủy tinh, gốm, ximăng…

Người ta lại lấy 0,75g muối Na2C2O4 có độ tinh khiết là 97% cho phản ứng vừa đủ với 50ml dung dịch KMnO4 đã được axit hóa bằng H2SO4

dùng.

BÀI TẬP