nhóm IVB trong bảng hệ thống tuần hoàn

Cấu hình e khá giống nhau nhưng AOd của Cr, Mo điền đầy một nửa  BỀN.I3 lớn  ít khả năng tạo liên kết ion với số OXH lớn hơn 2.rA của MoW gần giống nhau do sự co La (ZrHf, NbTa)  tính chất giống nhau hơn so với Cr. Không tồn tại chúng trong tự nhiên.Có số OXH từ 0+6. Cr có số OXH đặc trưng nhất là +3, kém nhất là +6; Mo, W đặc trưng nhất là +6. Giống S ở số OXH +6.Tạo anion của poliaxit.

Một số đặc điểm chung

1 Cấu hình e khá giống nhau nhưng AO-d của

Cr, Mo điền đầy một nửa  BỀN

2 I3 lớn  ít khả năng tạo liên kết ion với số

OXH lớn hơn 2

3 rA của Mo-W gần giống nhau do sự co La

(Zr-Hf, Nb-Ta)  tính chất giống nhau hơn so với

Cr Không tồn tại chúng trong tự nhiên

4 Có số OXH từ 0+6 Cr có số OXH đặc

trưng nhất là +3, kém nhất là +6; Mo, W đặc trưng nhất là +6 Giống S ở số OXH +6

5 Tạo anion của poliaxit

1 Cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối

2 Là kim loại, màu trắng ánh xám, nhiệt độ

nóng chảy cao

3 Nguyên chất dễ chế hóa cơ học; lẫn vết tạp

chất C, N, H, O… thì cứng, giòn

TÍNH CHẤT LÝ HỌC

• Theo thuyết liên kết trong kim loại, trong tinh thể kim loại thường chỉ có 1 hoặc 2 e dẫn, các

e hóa trị còn lại ghép đôi tạo liên kết cộng hóa trị

• Độ bền liên kết trong tinh thể kim loại tăng do liên kết cộng hóa trị là nhiều nhất bởi số e trên AO-d độc thân

1 Đều nặng, dẫn điện-nhiệt tốt, khó nóng chảy (đứng

đầu trong 3 dãy kim loại chuyển tiếp), khó sôi.

2 W khó nóng chảy nhất được dùng làm sợi tóc bóng

đèn, âm cực và đối âm cực của ống phát tia X.

3 Mo có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn W dùng làm

chân treo sợi tóc bóng đèn.

4 Thép đặc biệt chứa Cr, Mo, W đều tăng độ cứng, độ

bền nhiệt, bền ăn mòn và bền hóa.

5 Vi lượng Mo cần cho sự lớn và phát triển của cây và

vi khuẩn nốt sần Vi lượng Mo trong động vật liên

quan đến hoạt động một số enzim (xantinoxidazo).

TÍNH CHẤT LÝ HỌC

1 90% Mo, 85% W trong công nghiệp để chế tạo THÉP ĐẶC BIỆT.

8 Hợp kim Al-W chế tạo động cơ ôtô, máy bay.

20-35%Cr+35-55%Co+9-15%W+4-15%Fe+2%C cứng như kim cương dùng làm dụng cụ cắt gọt tốc

độ cao.

10 Hợp kim nặng 90%W+6%Ni+4%Cu có tỷ trọng ~ 18 dùng để ngăn

tia phóng xạ tốt hơn Pb.

TÍNH CHẤT LÝ HỌC

1 Độ hoạt động hóa học kém, giảm dần từ trên

xuống trong nhóm

2 Ở nhiệt độ thường bền trong không khí, hơi

ẩm, khí cacnonic do lớp màng oxit mỏng và bền bảo vệ bề mặt

kJ mol C

1 F phản ứng ngay nhiệt độ thường tạo các

florua CrF4, CrF5, MoF6, WF6

Phản ứng với Cl khi nóng;

Phản ứng với Br chỉ có Cr và Mo;

Phản ứng với I thì chỉ Cr

Hợp chất Mo, W có số OXH max, còn Cr thấp hơn.

2 CrH, CrH2 không bền, phân hủy khi đun

nóng Cr hấp thụ đến 5 % nguyên tử H; Mo,

W hấp thụ H ở > 1200 oC

3 Ở nhiệt độ cao đều phản ứng với N, C, Si,

B, S, P… tạo hợp chất có thành phần khác nhau

Các nitrua, cacbua là hợp chất kiểu xâm nhập có

o

o

o

C C

0.91 2

0.41

2 1

o

o

V V

ε ε

ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ†

‡ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆˆ

ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ†

‡ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆˆ

1 Đều bền với nước Mo, đặc biệt W bền với nhiều axit.

gần H.

3 Cr có thể tác dụng với các axit H2SO4, HCl loãng do thế khử chuẩn

nhỏ hơn 0, ban đầu phản ứng chậm do lớp màng oxit bảo vệ, khi đun nóng màng oxit tăng sẽ dễ phản ứng với; HNO3 đặc nguội gây thụ động cho Cr

1 Trên 600-800 o C, cả Cr-Mo-W tác dụng với H2O giải

phóng H2

2 Cr có thể tác dụng với các axit H2SO4, HCl loãng do

thế khử chuẩn nhỏ hơn 0; HNO3 đặc nguội gây thụ động cho Cr

• Mo phản ứng được với HNO3

• Cr, Mo đều bị thụ động hóa giống Al, Fe trong dung dịch đặc-nguội của HNO3, H2SO4

• Mo, W hòa tan nhanh trong hỗn hợp axit

• Không tan trong DD kiềm, tan trong kiềm nóng chảy với nitrat, clorat tạo thành cromat,

• Cromit Fe(CrO2)2, molipdenit MoS2, vonfamit

(Fe,Mn)WO4, selit CaWO4

• Khử C để chế tạo ferocrom, feromolipden,

ferovonfram; Điện phân dung dịch; Nhiệt nhôm; Khử H các oxit…

TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN, ĐIỀU CHẾ

• Cr. Louis Vauquelin, người Pháp, điều chế năm

1797 Chrome, tiếng Hilạp nghĩa là màu sắc.

• Mo. Carl Scheele, người Thụy điển, chế hóa quặng molipden tách được MoO3 Hjelm, người Thụy điển,

Hilạp Mo nghĩa là chì vì khoáng vật MoS2 molipdenit giống khoáng Galen của chì khi vạch lên nền trắng thì để lại vạch đen.

• W. Cũng Carl Scheele năm 1781 tách được WO3 từ khoáng CaWO4 silit 1783 hai anh em Jose-Frausto d’Elhuyar, Tây ban nha, tách được W và xác định tính chất.

TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN, ĐIỀU CHẾ

• Chủ yếu là cấu tử của hợp kim; Cr dùng để mạ

• Thép không rỉ, thép chịu axit, chịu nhiệt đều chứa Cr; Mo làm tăng tính bền nhiệt

• Anot, catot, lưới, đầu vào dòng điện, dây tóc bóng đèn

trong đèn điện tử, đèn đốt nóng, ống phát tia X, đèn phát sáng đều chế tạo bằng W tinh khiết

• WC rắn gần bằng kim cương, khó nóng chảy, chịu mài mòn cao để chế tạo hợp kim công cụ.

• Các hợp kim của chúng chứa Ti, Tl, Nb, C để chế tạo chi tiết dụng cụ cắt gọt, khoan.

• MoS2 là chất bôi trơn rất tốt

• Hợp kim W-Co-Cr có độ rắn cao, bền mài mòn, chịu nhiệt

• Hợp kim W-Cu-Ag có tính dẫn điện, nhiệt tốt, bền với mài mòn để chế tạo chi tiết cầu dao, công tắc, điện cực hàn điểm

• Dây W, thanh W dùng cho lò điện nhiệt độ cao

ỨNG DỤNG

Grade C Cr Mo W V Co T-1 0.75 - - 18.0 1.1 -

M-2 0.95 4.2 5.0 6.0 2.0

-M-7 1.00 3.8 8.7 1.6 2.0

-M-42 1.10 3.8 9.5 1.5 1.2 8.0

Hastelloy is the registered trademark name of Haynes International, Inc The

trademark is applied as the prefix name of a range of over twenty different highly corrosion resistant metal alloys loosely grouped by the metallurgical industry under the material term “superalloys” or “high performance alloys”

HỢP CHẤT

1 Oxit:

Hợp chất Cr(III) có nhiều tính chất giống Al(III):

không tan trong nước, lưỡng tính

Cr2O3 khi nung ở nhiệt độ cao  trơ với axit và

kiềm (trừ khi nấu nóng chảy giống αAl2O3)

CrCl6.6H2O, Cr2(SO4)3.18H2O, KCr(SO4)2.12H2O; dễ tan

trong nước và bị thủy phân giống Al(III); Anion gốc axit yếu giúp thủy phân hoàn toàn

ZZ

S ố OXH max là Cr(VI) nên Cr(III) có tính chất

KH, đặc biệt khi trong môi trường kiềm

3 2 2 4

H CrO ‡ ˆ ˆ ˆ ˆ † H Cr O + H O

Anhidrit cromic Axit cromic

Axit cromic Axit dicromic

2H + + CrO − ‡ ˆ ˆ ˆ ˆ † Cr O − + H O

2 3

1 Cr2O3 dùng chế tạo sơn màu, nhuộm màu cho

thủy tinh và gốm sứ; thành phần vật liệu đánh bóng

2 Các muối cromat và đicromat đều dễ tan

1 Các trioxit MoO3-trắng, WO3-vàng chanh đều

ít tan trong nước, dễ tan trong kiềm để tạo

hợp chất molipdat, vonfamat

2 CrO3 phân hủy ở 200 oC; MoO3, WO3 thăng

hoa 1000 oC không phân hủy

3 CrO3 là chất oxi hóa mạnh nên làm cháy

C2H5OH và ete khi tiếp xúc

4 Hợp chất quan trong của Mo là H2MoO4 và