bài giảng hóa vô cơ đầy đủ

Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng không mất đi và cũng không tăngthêm cho nên tổng khối lượng các chất cũng không đổi.. CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ: Bằng nhiều phương

CHƯƠNG 1 ĐỊNH LUẬT HOÁ HỌC CƠ BẢN

I ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG:

1 Thí nghiệm:

Để lên một đĩa cân hai bình nón, một chứa dung dịch BaCl2 và một chứa dung dịch H2SO4,còn đĩa cân kia để quả cân cho đến khi thăng bằng Sau đó đổ hai dung dịch vào nhau ta thấyxuất hiện kết tủa trắng của BaSO4 và cân vẫn thăng bằng mặt dù có phản ứng

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl

2 Định luật:

Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng không mất đi và cũng không tăngthêm cho nên tổng khối lượng các chất cũng không đổi

3 Ứng dụng:

- Dựa vào định luật ta có thể cân bằng được phương trình hoá học

- Dựa vào phản ứng có thể tính được khối lượng chất tham gia hoặc chất tạo thành sauphản ứng

II ĐỊNH LUẬT THÀNH PHẦN KHÔNG ĐỔI.

1 Thí nghiệm:

Điều chế đồng một oxit bằng hai cách khác nhau:

- Đốt nóngđđồng trong không khí: 2Cu + O2 = 2CuO

- Làm mất nước đồng hai hyđrôxyt: Cu(OH)2 = CuO + H2O

Dù điều chế bằng cách nào thì tỷ lệ khối lượng giữa đồng và oxy luôn là 4 : 1 (64 phầnkhối lượng Cu và 16 phần khối lượng oxy)

III ĐỊNH LUẬT ĐƯƠNG LƯỢNG:

1 Khái niệm về đương lượng:

Trong các hợp chất các nguyên tố kết hợp với nhau theo tỷ lệ khối lượng

VD: ClO : Hiđrô 35.5 : 1

Lưu huỳnh : Hiđrô 16 : 1

Các nguyên tố trên không những kết hợp với hiđrô mà còn kết hợp với nhau, chúng kếthợp theo những khối lượng như khối lượng chúng với hiđrô

Na2O Na : O là 23 : 8

Na2S Na : S là 23 : 16

* Đương lượng hoá học của một nguyên tố là một khối lượng nguyên tố đó kết hợp với mộtđơn vị khối lượng hiđrô hoặc với 8 đơn vị khối lượng oxy hoặc thay thế những lượng đó trongcác hợp chất

2 Định luật đương lượng:

Các chất tham gia phản ứng theo những khối lượng tỷ lệ với đương lượng của chúng

3 Cách xác định đương lượng của các nguyên tố và các hợp chất

a Xác định đương lượng nguyên tố:

Gọi ∃ là đương lượng của nguyên tố

A : nguyên tử lượng

n : hoá trị

Ta có : ∃ =

VD : Xác định đương lượng Ca, biết rằng 0,5g Ca khi cháy tạo ra 0,7 gam canxi oxit

Ta biết 0,5g Ca chứa trong 0,7g CaO

Vậy lượng oxy chứa trong 0,7 g CaO là : 0,7 - 0,5 = 0,2

Lập tỷ lệ thức :

Ta biết đương lượng O = 8

Vậy ∃ Ca =

Với những nguyên tố có nhiều hoá trị thì đương lượng của nó có nhiều trị số

VD: đương lượng Fe trong FeO, Fe 2O3.

Cóthể tính đương lượng của nguyên tố theo đương lượng của oxy hoặc hiđrô

VD: tính đương lượng của S trong H2S, SO2

b.Đương lượng của hợp chất:

Đương lượng của một hợp chất là khối lượng của chất đó phản ứng vừa vặn với một đương

lượng của một chất khác bất kỳ trong phản ứng cho trước

M: phân tử lượng

- Với axit n là số nguyên tử H trong phân tử axit có thể thay thế bằng kim loại

- Với Bazơ n là số nhóm hiđrôxit trong phân tử bazơ

- Với muối n là tổng số điện tích dương của kim loại

VD : tính đương lượng của H2SO4, Ca(OH)2, Al2(SO4)3

98

$ 2

37 2

74 )

Phản ứng 1:

1

98 1

4

∋ H PO M

* Từ những ví dụ trên ta suy ra đương lượng của hợp chất phụ thuộc vào phản ứng hoá học !

IV ĐỊNH LUẬT AVOGAĐRÔ:

1 Tỷ lệ thể tích giữa các chất khí trong phản ứng hoá học:

Khi nguyên cứu phản ứng giữa các chất khí Galuyxắc định rằng

2 Định luật Avogađro.

Ở những điều kiện như nhau (t0,P)những thể tích bằng nhau của mọi chất khí điều chứacùng một số phân tử

3 Thể tích phẳn tử gam:

Một phân tử gam chất bất kỳ chứa 6.023 x 1023phân tử

Từ định luật avogađrô suy ra một phân tử gam của bất kỳ chất khí nào ở trong cùng điềukiện (t0,P)cũng chiếm một thể tích giống nhau

M : Khối lượng D : Khối lượng riêng

VD: Ở điều kiện tiêu chuẩn 00C, 1at DH2 = 0,09g/dm3, MH2 = 2,016

22 , 4

09 , 0

016 , 2

M : phân tử lượng D : khối lượng riêng (00C, 1at)

4 Ứng dụng của định luật:

a Xác định phân tử lượng hoặc khối lượng riêng của chất khí.

VD1: Tìm phân tử lượng của khí A, biết khối lượng riêng của khí ấy ở điều kiện tiêu chuẩnlà 1,25g/l

M = 22,4 x D = 22,4 x 1,25 = 28 g

b Xác định tỷ khối của chất khí này dối với khí khác Tỉ khối của khí A đối với khí B, cùng

thể tích cùng điều kiện

B

A B

Tỷ khối của khí A đối với không khí :

Một lít không khí ở điều kiện tiêu chuẩn có khối lượng 1,293g/l

A

M

VD: Xác định tỷ khối của CO2 đối với H2

Xác điịnh tỷ khối của H2S đối với không khí

c Xác định thể tích của chất khí tham gia phản ứng hoặc tạo thành sau phản ứng:

VD: Có thể thu được bao nhiêu lít khí oxy ở điều kiện tiêu chuẩn khi nhiệt phân 100gkaliclorat

* 2

100

* 3

* 4 , 22

=

-CHƯƠNG II : CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN

CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC.

Bài 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

I CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ:

Bằng nhiều phương pháp nguyên cứu Rơđơpho đã xác định được một loại hạt trong nhan cómang điện tích dương gọi là hạt proton, đến năm 1931 các nhà bác học đã phát hiện một loạihạt mới không mang điên gọi là hạt nơtơron

Đến năm 1932 nha fbác học liên xô D -D I - van -nen - co đã đưa ra thuyết proton- nơtoronvề cấu tạo hạt nhânnguyên tử

Hạt nhân nguyên tử chỉ gồm hai loại hạt nơtoron và proton khối lượng hại nhân bằng tổngkhối lượng của hai hạt đó

1 Prôton:

- Điêïn tích của prôton = +1

- Khối lượng của P = 1,00728 = 1 đvc

- Ký hiệu: 11P.

- Số prôton bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng số e- (z)

2 Nơtoron:

- Không mang điện

- Khối lượng của n = 1 đvc

- Ký hiệu: 1

0n

* Số prôton xác định điện tích hạt nhân do đó:

Số prôton = z , gọi N là số nơtoron có trong nhân A là khối lượng của hạt nhânta có:

A = N + Z hay N = A - Z

Như vậy thành phần hạt nhân được xác định khi biết khhối lượng A và điịen tích của hạtnhân Z

* Khối lượng nguyên tử bằng kối lượng hạt nhân và bỏ qua khối lượng e-

3 Hiện tượng đồng vị:

Các đồng vị của cùng một nguyên tố là những dạng nguyên tử của cùng nguyên tố có sốprôton trong hạt nhân như nhau, nhưng số nơtoron khác nhau do đó cùng điện tích hạt nhânnhưng khối lượng khác nhau

Các đồng vị của nhau có tính chất hoá học giống nhau, nhưng tính chất vật lý có phần khácnhau

VD: 14

6C có tính phóng xạ và 12

6C không có tính phóng xạ

IV CẤU TẠO LỚP VỎ E - CỦA NGUYÊN TỬ:

Các điện tử quay quanh nhân theo những quĩ đạo riêng biệt hoặc tròn hoặc bầu dục baoquanh nhân khắp mọi phía tạo thành lớp vỏ điện tử của nguyên tử

những diện tử có mức năng lượng như nhau sẽ tạo thành một lớp điện tử Vậy lớp vỏnguyên tử được chia thành nhiều lớp Các lớp e- kể từ nhân ra được ký hiệu : 1, 2, 3, 4, 5,

6, 7 hoặc bằng chữ K, L, M, N, O, P, Q lớp e- gần nhân mức năng lượng thấp càng ở xanhân mức năng lượng càng cao

- Số e- tố đa trên mỗi lớp được tính : N = 2n2

- Các e- trong một phân lớp lại dược chia thành các ô lượng tử , mỗi ô lượng tử không quá2e- Hai e- trong cùng một ô lượng tử có spin ngược dấu nhau.

- Lớp e- rất quan trọng nó quyết định tích chất của nguyên tử khi tham gia phản ứng hoáhọc và nó được biểu diễn :

VD:

* Để đơn giản trong hoá học người ta biểu diễn cấu tạo của một nguyên tử như sau:

Bài 2: ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN MENĐELÊÉP.

Hoá học thế kỷ 19 đã có những bước phát triển nhanh, năm 1860 người ta đã tìm thấy 63nguyên tố hoá học, đồng thời tìm thấy phương pháp xác định khối lượng nguyên tử, xác địnhđương lượng, phân tích định lượng, xác định công thức các chất và cũng đã tổng hợp đượcnhiều chất vô cơ Qua đó thu được nhiều dự kiện thực nghiệm về tính chất của các nguyên tốhoá học

Sự phân hạng đầu tiên dựa vào tính chất kim loại và á kim của các nguyên tố, cách phânhạng này không thuận lợi vì có những nguyên tố biểu hiện cả tính kim loại lẫn á kim Sau đóđã có nhiều công trình sắp xếp khác nhau nhưng tất cả đều không thu được kết quả tốt vìchúng chưa biểu hiện được mối liên hệ toàn diện về tính chất của các nguyên tố

Đến năm 1869 Medêleep sắp xếp các nguyên tố thành hệ thống mới thành công, Ông sắpxếp theo thứ tự tăng dần khối lượng nguyên tử và nhâïn thấy :

- Tính chất các nguyên tố biến đổi một cách điều đặn và sau môït dãy các nguyên tố tínhchất lại được lặp lại một cách tương tự

- Với cấu tạo nguyên tử thì tính chất các nguyên tố phụ thuộc vào điện tích hạt nhân nguyêntử và nếu sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tử thì thấy cứ saumột số nguyên tố nhất định tính chất của các nguyên tố lại biến thiên tuần hoàn

I ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN MENĐELEÉP:

Tính chất của các đơn chất, thành phần và tính chất của các hợp chất của mỗi nguyên tố biếnthiên một cách tuần hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tử của chúng

VD: Xét sự sắp xếp một số nguyên tố đầu theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyêntử

Li là kim loại kiềm mạnh , Be là kim loại kiềm yếu hơn,B là á kim , C là á kim mạnh hơn

B, O là á kim mạnh hơn N, F là á kim cực mạnh, Ne là khí trơ

Sau Ne là Na, Na kim loại kiềm mạnh hơn Li,Mg

Như vậy đi từ Li đến F từ Na đến Cl tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần ,cuối cùng là khí trơ.

Vậy theo chều tăng điện tích của hạt nhân nguyên tử, tính chất của các nguyên tố khôngbiến đổi liên tục mãi mà nó biến đổi tuần hoàn cứ sau một số nguyên tố nhất định

II HỆ THỐNG TUẦN HOÀN MENĐÊLÊÉP:

Menđêleep dựa vào định luật tuần hoàn dã sắp xếp các ngyên tố thành môït hệ thống tuầnhoàn

1 Chu kỳ và hàng:

- Chu kỳ là một dãy các nguyên tố xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyêntử, đầu chu kỳ là một kim loại kiềm, cuối chu kỳ là một khí trơ

Hệ thống tuần hoàn gồm 7 chu kỳ

+ ba chu kỳ nhỏ : 1,2,3 mỗi chu kỳ có 2,8,8 nguyên tố

+ Bốn chu kỳ lớn : 4, 5,6 ,7 mỗi chu kỳ có 18,18, 32, 19 nguyên tố

Mỗi chu kỳ có số nguyên tố khác nhau, chu kỳ 1 có 2 nguyên tố là chu kỳ đặc biệt, chu kỳ

7 có 19 nguyên tố là chu kỳ chưa hoàn thành

- Hàng : Các chu kỳ nhỏ mỗi chu kỳ là một hàng Ở các chu kỳ lớn mỗi chu kỳ gồm haihàng ( Hàng trên gọi là hàng chẵn , hàng dưới gọi là hàng lẻ.)

Hai họ nguyên tố :

+ Lantanôit: Gồm 14 nguyên tố kim loại tính chất kim loại giống nhau và giống nguyên tốlantan ở chu kỳ 6

+ Actinôit : Gồm 14 nguyên tố có tính chất hoá học giống nhau và giống nguyên tố actini ởchu kỳ 7

2 Nhóm và phân nhóm :

a Nhóm: Là tập hợp các nguyên tố có tính chất và hợp chất giống nhau hay có khả năng

mất một số điện tử tối đa như nhau, để có hoá trị dương cao nhất như nhau

Các nguyên tố trong cùng một nhóm được xếp thành một cột dọc ( và có số điện tử lớp ngoàicùng bằng nhau )

Trong hệ thống tuần hoàn có 9 nhóm:

- Riêng nhóm 8 là nhóm các kim loại chuyển tiếp , nhóm gồm các nguyên tố khí trơ, có 8 e

-lớp ngoài cùng đã bảo hoà không thể tham gia phản ứng hoá học

- Các nhóm khác từ 1 đến 7 mỗi nhóm chia thành hai phân nhóm, số thứ tự của nhóm bằngsố điện tử lớp ngoài cùng của các nguyên tố trong phân nhóm chính nhóm đó

- Dưới mỗi nhóm có giá trị công thức chung của oxyt cao nhất và công thức chung của hợpchất khí với hiđrô

Phân nhóm chính VII : Fe, Cl, Br, I< Al :là á kim

Phân nhóm phụ VII: Mn, Tc, R : là nguyên tố kim loại

3 Ô :

Trong hệ thống tuần hoàn mỗi nguyên tố được xếp trong một ô nhất định, xác định vị trí vàđiện tích hạt nhân nguyên tố đó Mỗi ô có số thứ tự của nó và chính là số chỉ điện tích hạtnhân nguyên tử của nguyên tố trong ô đó.

Trong mỗi ô có giá trị :

-Ký hiệu hoá học của mỗi nguyên tố

- Tên nguyên tố

- Điêïn tích hạt nhân hay số thứ tự của nguyên tố xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạtnhân nguyên tử

- Nguyên tử lượng của nguyên tố

- Nhiều bảng còn ghi cả số lớp điện tử và số điện tử trên mỗi lớp

III SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ TRONG CHU KỲ VÀ PHÂN NHÓM.

1.Cấu tạo lớp vỏ điện tử của các nguyên tử :

Xét sơ đồ cấu tạo các lớp điện tử của nguyên tử các nguyên tố trong chu kỳ 1, 2, 3

- Chu kỳ 1:

Nhận xét:

- Điện tích hạt nhân nguyên tử của nguyên tố tăng liên tục nhưng số điện tử ở lớp ngoài cùngkhông tăng liên tục mà lại biến đổi tuần hoàn, điều đó giải thích cho ta thấy rõ tại sao tínhchất các nguyên tố biến thiên tuần hoàn

- Số lớp điện tử của mỗi nguyên tử của nguyên tố trong chu kỳ trùng với số thứ tự của chukỳ đó

- Số điện tử lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong phân nhóm chính trùng với sốthứ tự của nhóm

2 Sự biến thiên tính chất các nguyên tố trong chu kỳ và trong nhóm

a Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong chu kỳ:

Khi đi từ đầu đến cuối chu kỳ theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử đồngthời số e- lớp ngoài cũng tăng dần do đó lực hút giữa nhân và điện tử lớp ngoài cũng tăng dẫnđến bán kính R giảm

- Khả năng nhường e- giảm → tính kim loại giảm

- Khả năng nhận e- tăng → tính á kim tăng

* Trong một chu kỳ theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân tính kim loại giảm dần và tính

á kim tăng dần,

- Đi từ đầu đến cuối chu kỳ hoá trị của các nguyên tố đối với oxy tăng.từ 1 → 7, còn đối vớihiđro thì giảm từ 4 → 1

- Sự thay đổi tính chất các nguyên tố trong chu kỳ lớn chậm hơn so với chu kỳ nhỏ

b Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong phân nhóm chính :

Trong phân nhóm chính số e- lớp ngoài cùng của các nguyên tố như nhau nên tính chất hoáhọc của chúng giống nhau

Khi đi từ trên xuống dưới trong phân nhóm chính mặc dù điện tích hạt nhân tăng nhưng vì sốlớp điện tử tăng làm bán kính R của nguyên tử tăng nhanh → lực hút giữa điện tích hạt nhânvà điện tử lớp ngoài cùng giảm, mặc khác số lớp điện tử tăng thì lực đẩy giữa các lớp e- và e-

lớp ngoài tăng → khả năng nhường e- tăng ( tính kim loại tăng )và khả năng nhận e- giảm( tínhá kim giảm)

* Trong phân nhóm đi từ trên xuống tính kim loại tăng dần và tính á kim giảm dần

VD: nhóm I và VII.

IV TỪ VỊ TRÍ DỰ ĐÓN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN.

Dựa vào định luật và hệ thống tuần hoàn của Menđeleep, khi biết vị trí của nguyên tố trongbảng tuần hoàn ta có thể đón được tương đối chính xác:

1 Đón cấu tạo nguyên tử:

nguyên tố Ba ở ô thứ 56 thuôïc hàng chẵn của chu kỳ 6, phân nhóm chính nhóm 2 cónguyên tử lượng 137

⇒ Cấu tạo Ba :

- điện tích hạt nhân +56

- Có 56 prôton và số nơtron là n = A - Z = 137 - 56 = 81

- Lớp vỏ có 56 e- , sắp xếp trên sáu lớp và lớp ngoài cùng có 2 e-

- Có thể vẽ sơ đồi cấu tạo Ba

2 Đoán tính chất của nguyên tố :

Dựa vào cấu tạo nguyên tử và vị trí của nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn → đoánnhững tính chất chủ yếu

- Ba là kim loại vì nó ở hàng chẵn của chu kỳ lớn (hàng chẵn chỉ gồm các nguyên tố kimloại)

- Hoá trị cao nhất với Oxy là hai, không có hoá trị với hiđrô vì không tạo thành hợp chất vớihiđrô

- Công thức cao nhất BaO là oxit bazơ tương ứng với Ba(OH)2

- Ba(OH)2 là một bazơ kiềm mạnh tan trong nước cho dung dịch có tính bazơ

- Về tính chất : Ba là kim loại có tính kim loại mạnh hơn Sr và yếu hơn Ra, có tính kim loạiyếu hơn Cr

CHƯƠNG III LIÊN KẾT HÓA HỌC

Bài 1 : CÁC LIÊN KIẾT HÓA HỌC CƠ BẢN

Trong phân tử các nguyên tử có mối quan hệ gắn bó với nhau để tạo nên phân tử, quanhệ đó gọi là liên kết hóa học

ĐN: sự kết hợp các nguyên tử để tạo nên phân tử của một chất được gọi là liên kết hóa học.

Có 5 loại liên kết hóa học:

- Liên kết ion

- Liên kết cộng hóa trị

- Liên kết hyđrô

- Liên kết phối trí

- Liên kết kim loại

I LIÊN KẾT ION HAY LIÊN KẾT ĐIỆN HÓA TRỊ

1 Khái niệm về ion

Các nguyên tử khí trơ sở dĩ không có khả năng tham gia các phản ứng hóa học ( ở điềukiện thường) vì cấu tạo lớp vỏ electron lớp ngoài cùng khá bền vững (2e- hoặc 8e-) Các

nguyên tử của các nguyên tố có xu hướng tiến điến trạng thái bền thì nhận hoặc nhường điệntử của lớp ngoài cùng để đạt lớp điện tử lớp ngoài 2 e- hoặc 8e-.

Các nguyên tử có số e- lớp ngoài < 4e- khi xảy ra phản ứng để tiến đến trạng thái bền có

xu hướng nhường bớt e- để lấy lớp trong làm lớp ngoài tạo ra ion dương, như nguyên tử cácnguyên tố kim loại

Ví dụ: Na +11 ) 2e-) 8e-)1e- i Na+ +11) 2e-) 8e

Ion dương gọi là cation Na – 1e- = Na+

Ngược lại các có số e- lớp ngoài > 4e- để tiến đến trạng thái bền có xu hướng nhậnthêm e- để có 8e- lớp điện tử bảo hòa i tạo ion âm( anion), thường gặp ở các nguyên tử cácnguyên tố á kim

Ví dụ: Clo có 7e- lớp ngoài dễ nhận thêm 1e

2.Liên kết ion:

Khi hai nguyên tử của hai nguyên tố có tính chất khác nhau (như một kim loại mạnh và một ákim mạnh) lại gần nhau thì sẽ xảy ra như sau:

Nguyên tử của nguyên tố kim loại mạnh nhường hẳn e- cho nguyên tử của nguyên tố á kimmạnh để tạo thành các ion dương và âm Các ion mang điện tích trái dấu hút nhau bằng lựchút tĩnh điện tạo thành phân tử

Vd: quá trình hình thành phân tử NaCl từ các nguyên tử Na và Cl

* Bản chất và điều kiện hình thành liên kiết ion :

- Lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu

- Liên kết ion xảy ra giữa các nguyên tử của các nguyên tố kim loại mạnh và á kimmạnh

* Hợp chất do các ion tạo nên gọi là hợp chất ion, trong đó tổng số điện tích dương bằngtổng số diện tích âm vì phân tử trung hòa về điện

II LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ

Nếu hai nguyên tử tác dụng có tính chất giống nhau hoàn toàn hoặc không giống nhau

mấy thì không nguyên tử nào có thể nhận hoặc nhường hẳn điện tử do đó để có lớp e- ngoàicùng bảo hòa các nguyên tử có thể góp chung e- để tạo thành một hoặc nhiều đôi điện tửdùng chung, các e- dùng chung quay chung quanh cả hai hạt nhân

VD: Cl + Cl i Cl Cl

O + O i O O

Vậy muốn có liên kết hóa học trong đó các nguyên tử liên kết với nhau bằng các cặpđiện tử dùng chung gọi là liên kết cộng hóa trị

1 Liên kết cộng hóa trị không cực :

Nếu hai nguyên tử của cùng một nguyên tố ( hoặc hai nguyên tố có tính chất giốnghệt nhau ) thì lực hút giữa nhân và điện tử lớp ngoài mạnh ngang nhau nên đôi e- ở giữakhông lệch về phía nguyên tử nào (so với trục đối xứng) liên kết này gọi là liên kết cộnghóa trị không cực

Vd: LK trong phân tử Cl2 , O2 ,H2, N2

2 Liên kết cộng hóa trị có cực:

Nếu hai nguyên tử kết hợp có tính chất khác nhau ít (gần giống nhau) nghĩa là khảnăng hút e- của hai nguyên tử có khác nhau nhưng không nhiều, cặp điện tử liên kết bịlệch về phía nguyên tử có lực hút mạnh hơn, liên kết này gọi là liên kết cộng hóa trị cócực

VD: LK trong phân tử HCl , H2S , H2O

Ta có thể coi liên kết ion là trường hợp đặc biệt của liên kiết cộng hóa trị có cực, cặp e

-LK chạy hẳn về một phía và chỉ còn quay quanh một hạt nhân thôi

So sánh liên kết cộng hóa trị và liên kết ion:

* Bản chất của liên kết cộng hóa trị: Mỗi nguyên tử đưa ra một điện tử để tạo thành cặpđiện tử liên kết

* điều kiện hình thành liên kết : Xảy ra giữa những nguyên tử của cùng một nguyên tốhoặc giữa những nguyên tử của các nguyên tố có tính chất gần giống nhau

III LIÊN KẾT PHỐI TRÍ VÀ LIÊN KẾT HYĐRÔ:

1 Liên kết phối trí :

Như ở trên liên kết cộng hóa trị hình thành bằng cặp e- dùng chung do hai nguyên tử liênkết với nhau cung cấp thì ở liên kết phối trí cặp e- dùng chung do một trong hai nguyên tửđưa ra, đó là cặp e- chưa phân chia( cặp e- tư ïdo)

Vậy liên kết phối trí là một dạng của liên kết cộng hóa trị nhưng cặp e- dùng chung là domột nguyên tử đưa ra ( cặp e- chưa phân chia)

VD: Trường hợp liên kết trong NH4+ phân tử NH3 có một e- tự do, ion H+ có mộtobitan trống

Nitơ cho điện tử còn Hiđrô nhận điện tử hình thành nên liên kết cho nhận hay còngọi là liên kết phối trí

2 Liên kết hyđrô:

Loại liên kết này rất phổ biến trong thiên nhiên và đóng vai trò rất lớn trong quá trình hóahọc

Có thể giải thích sự xuất hiện liên kết hyđrô bằng tác dụng của lực tĩnh điện

VD: Xét phân tử nước, trong phân tử H2O liên kêtù cộng hóa trị có cực được hình thành giữacác nguyên tử H và O, do nguyên tử O có độ âm điện lớn mà nguyên tử O trở nên mang điện

tích âm và H hầu như không còn đám mây e-, giữa prôton của nguyên tử H và O của phân tửnước lân cận xuất hiện lực hút tĩnh điện tạo mối liên kết hyđrô, liên kết hyđro xuất hiện lànhờ prôton có kích thước nhỏ bé có khả năng thâm nhập vào lớp vỏ e- của các nguyên tử khác Liên kết hyđro thường xuất hiện trong các hợp chất của Flo và Oxy.

Là hóa trị được tính bằng số điện tử mà nguyên tử nhường đi để biến thành ion dương

( các ion kim loại mang điện tích dương)

b trị âm:

Là hóa trị được tính bằng số điện tử mà nguyên tử thu vào để biến thành ion mang điệntích âm ( các ion phi kim mang điện tích âm)

c Hóa trị của các nguyên tố trong các dạng liên kết:

-Trong liên kết ion: Hóa trị được tính bằng số điện tử cho ( hóa tri dương) hay số điện tửnhận ( hóa trị âm) của mỗi nguyên tử trong phân tử

VD: Na= +1 ; Cl = -1

K = +1 ; S = -2

- Trong liên kết cộng hóa trị không cực, hóa trị của các nguyên tố bằng không

VD: H2 ,O2 , N2

-Trong liên kết cộng hóa trị có cực: Hóa trị được tính bằng số cặp e- dùng chung, cặp e- lệch

về phía nguyên tố nào thì nguyên tố ấy có hóa trị âmvà ngược lại nguyên tố kia có hóa trịdương

VD: Trong H2S hcó hóa trị +1 , còn S có hóa trị -2

3 Hóa trị của gốc hóa học:

Gốc hóa học là một hay một nhóm nguyên tử không bị thay đổi trong các phảnứng hóa học

VD: SO42- có hóa trị -2

NO3- ……… -1

CO32- , PO4

3-4 Cách tính hóa trị của một nguyên tố trong phân tử chứa nhiều nguyên tố:

- Dựa vào nguyên tắc : Tổng hóa trị dương và âm trong phân tử băng không

- Dựa vào một số nguyên tố có hóa trị cố định

Hyđrô và kim loại kiềm lk có hóa trị +1

KL kiềm thổ - +2

Al - +3

O - -2

VD: Tính hóa trị của P trong Ca3(PO4)2

Gọi x là hóa trị của P

Ta có: 3 (2) + 2x + 8 (-2) = 6 +2x -16 = 0

2x = 10

x = 5

Bài 2: CẤU TẠO PHÂN TỬ

1 Công thức cấu tạo:

Công thức phân tử cho biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử, còn côngthức cấu tạo cho biết cách sắp xếp các nguyên tử trong phân tử

Khi biết công thức phân tử của chất biết mối liên kết của các nguyên tử và số đôi e

-dùng chung ta có thể viết được công thức cấu tạo của một chất

Vd: Công thức cấu tạo HCl H - Cl

2 Phân tử có cực và phân tử không cực

Trong một phân tử các hạt nhân nguyên tử tích điện dương và các điện tử tích điệnâm Giữa mỗi phân tử tích điện mỗi loại ta có thể hàn một trọng tâm điện tích

Nếu trong phân tử hai điện tích âm và dương trùng nhau thì phân tử được gọi là khôngcực ( trường hợp các phân tử có cấu tạo đối xứng)

Bài 1: DUNG DỊCH

I KHÁI NIỆM VỀ DUNG DỊCH:

- Hoà tan đường, muối hay rượu vào trong nước ta thấy tạo thành một hỗn hợp đồng nhất trôngnhư chỉ có một chất nước trong suốt nhưng lại có mùi vị khác nhau, hỗn hợp dó gọi là dungdịch

1 Định nghĩa:

- Dung dịch là một hỗn hợp đồng nhất gồm hai hay nhiều chất trong đó có các phân tử ( ởdạng nguyên tử, phân tử hay ion ) của chúng phân bố đều vào nhau

Ví dụ: Dung dịch đường, dung dịch nước muối

( dung dịch đường: dạng phân tử, dung dịch muối KaCl: dạng ion )

- Dung dịch gồm chất tan và dung môi, dung dịch có thể ở dạng rắn lỏng hay khí

+ Chất tan: là chất có các phần tử phân bố đều vào chất kia Chất tan có thể ở trạng thái rắnlỏng hay khí.

+ Dung môi: là môi trường trong đó chất tan phân bố đều dưới dạng phân tử hoặc ion Ơû đâyxét dung môi là nước

2 Đặc tính của dung dịch:

- Dung dịch là một hỗn hợp đồng nhất, có nghĩa là khi tạo thành dung dịch chất tan và dungmôi khuyếch tán hoàn toàn vào nhau, không còn ranh giới giữa chất tan và dung môi

- Dung dịch không có thành phần xác định, thành phần thay đổi tuỳ theo lượng các chất phatrộn Vì vậy bản chất của dung dịch phụ thuộc vào bản chất của chất tan và dung môi, phụthuộc vào lượng và thành phần của các chất có mặt trong dung dịch

II SỰ HOÀ TAN CỦA MỘT CHẤT:

1 Quá trình hoàn toàn:

Xét quá trình hoà tan NaCl vào trong nước, các phân tử H2O luôn luôn chuyển động đến vachạm vào bề mặt các tinh thể muối làm cho lực liên kết giữa các phân tử muối trên bề mặtyếu đi, dần dần mất lực liên kết chúng chuyển động tự do và khuyếch tán vào trong toàn bộthể tích nước

Khi hoà tan chất xảy ra hai quá trình:

- Sự phân huỷ cấu trúc của chất tan

- Tương tác giữa dung môi với các tiểu phân của chất tan

Cả hai quá trình đều gắn liền với sự thay đổi năng lượng của hệ: cần tiêu thụ một năng lượngxác định để phá huỷ cấu trúc của chất tan và khi dung môi tương tác với các tiểu phân chất tanthì có nhiệt thoát ra Tuỳ theo tương quan giữa các đại lượng hiệu ứng nhiệt này mà quá trìnhhoà tan có thể là thu nhiệt hay phát nhiệt

* Nhiệt hoà tan của một chất là lượng nhiệt thoát ra hay thu vào khi hoà tan một phân tử gamchất đó

Qtan = Q2 - Q1

2 Độ hoà tan của một chất:

Ở điều kiện xác định ( to xác định ) lượng chất tan tính bằng gam tan đến mức bảo hoà trong

100 gam dung môi gọi là độ tan của chất đó Ký hiệu là S

Qui ước: S > 10g : chất dễ tan

S < 1g : chất khó tan

S < 0,01 g : coi như chất không màu

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hoà tan:

a Độ tan phụ thuộc vào bản chất của chất các chất tan và dung môi.

- Phụ thuộc vào bản chất của chất hoà tan: như rượu tan vô hạn trong nước, NaCl hoà tantương đối nhiều trong nước, CaCl3 không tan trong nước

- Phụ thuộc vào bản chất của dung môi:Ví dụ với NaCl nếu dung môi là nước thì tan nhiều,dung môi là dầu hoả thì hầu như không tan

b Aûnh hưởng của nhiệt độ đến độ tan.

Q2: là lượng nhiệt cần để phá huỷ cấu trúc 1mol chất

Q1: là lượng nhiệt thoát ra khi dung môi tương tác với 1mol chất

Đối với chất lỏng và chất rắn, độ hoà tan của chúng hầu hết tăng khi to tăng Sự phụ thuộc độtan của các chất vào nhiệt độ khác nhau.

VD: nhìn vào đồ thị ta thấy khi to tăng thì độ tan của KNO3 tăng nhanh và ngược lại NaCl biếnđổi rất ít

4 Dung dịch chưa bảo hoà, quá bảo hoà và bảo hoà:

a Dung dịch chưa bảo hoà: là dung dịch chứa lượng chất tan nhỏ hơn độ tan của chất đó tại

nhiệt độ nhất định

b Dung dịch bảo hoà: là dung dịch chứa lượng chất tan đúng bằng độ tan của chất đó tại

nhiệt độ đó

c Dung dịch quá bảo hoà: là dung dịch có nồng độ lớn hơn nồng độ của dung dịch bảo hoà.

VD: Nếu làm lạnh dung dịch bảo hoà của một chất ở nhiệt độ t2 xuống T1 ứng với độ hoà tan

S2 và S1 ( giã thiết S2 > S1 ) thì lượng dư a ( a = S2 - S1 ) sẽ kết tinh nhưng nếu làm lạnh một sốchất rất cẩn thận thì lượng dư a không kết tinh lại ⇒ dung dịch quá bảo hoà

III NỒNG ĐỘ CỦA DUNG DỊCH:

1 Định nghĩa:

Nồng độ của dung dịch là đại lượng biểu thị lượng chất tan có trong một lượng hay một thểtích xác định của dung dịch

2 Các phương pháp biểu diễn nồng độ của dung dịch:

a Nồng độ phần trăm: Ký hiệu %

Nồng độ % của dung dịch được biểu thị bằng số gam chất tan ( hay số phần khối lượng chấttan ) có trong 100 gam dung dịch ( hay 100 phần khối lượng dung dịch )

VD: dung dịch NaCl 15% nghĩa là trong 100 gam dung dịch NaCl có 15 gam NaCl nguyênchất

b Nồng độ phân tử gam: ( nồng độ mol ) ký hiệu M

Nồng độ phân tử gam của dung dịch là phân tử gam của chất tan có trong một lít dung dịch

VD : dung dịch NaOH 1M có nghĩa là trong một lít dung dịch NaOH có một phân tử gamNaOH ( 40g NaOH ) hoà tan

c Nồng độ đương lượng gam: Ký hiệu N

Nồng độ đương lượng gam của dung dịch được biểu thị bằng số đương lượng gam của chất tancó trong một lít dung dịch

VD: dung dịch H2SO4 1N, nghĩa là trong một lít dung dịch H2SO4 có một đương lượng gam

H2SO4 ( hay 49 gam H2SO4 )

* Ở nhiệt độ xác định độ tan

của một chất có một giá trị xác

định Đối với chất khí thì ngược

lại, nghĩa là khi nhiệt độ tăng

thì độ tan của các chất khí

giảm

* Các chất tác dụng với nhau theo đương lượng: N1V1 = N2V2

Bài 2 : THUYẾT ĐIỆN LY

I CHẤT ĐIỆN PHÂN:

1 Khái niệm chất điện phân:

dụng cụ thí nghiệm như hình vẽ :

- Cho nước nguyên chất rồi đóng mạch điện

bóng đèn không sáng, chứng tỏ nước nguyên chất

không dẫn điện

- Nếu thay nước nguyên chất bằng tinh thể NaOH, NaCl hay axit khan bóng đèn vẫn khôngsáng chứng tỏ không có dòng điện chạy qua → dung dịch không dẫn điện

- Nếu thay vào đó là dung dịch NaOH, d2 NaCl, d2 axit hoặc các chất đó ở trạng thái nóngchảy và thí nghiệm như trên thì bóng đèn sáng chứng tỏchúng dẫn điện được gọi là chất điệnphân

b Định nghĩa:

Tất cả những chất khi hoà tan trong nước hay ở trạng thái nóng chảy có khả năng dẫn điệnđược gọi là chất điện phân

VD: Dung dịch chất vô cơ như muối axit bazơhay ở dạng nóng chảy

Chất không điện ly như : rượu , ete, hyđrôcacbon

c.Giải thích sự dẫn điện của chất điện phân:

- các chất điẹn phân ở trạng thái nóng chảy hay tan trong dung dịch tạo thành những ionmang điện tích, ion dương và ion âm chuyển động tự do làm cho dung dịch chất điện phân dẫnđiện được

NaCl = Na+ + Cl-

2 Thuyết điện ly của Arênius:

- Khi tan trong nước hoặc ở trạng thái nóng chảy các chất điện ly phân ly thành ion dương vàion âmchuyển động tự do

- Dưới tác dụng của dòng điện các ion dương chuyển động về cực âm( catot) và ion âm vềcực dương (anot) nên còn gọi là cation và anion Tông số điện tích của các cation bằng tổng sốđiện tích của anion nên dung dịch trung hoà về điện

- Không phải tất cả các chất điện ly đều phân chia thành ion cùng mức độ như nhau Sự phân

ly còn phụ thuộc vào bản chất của các chất, nồng độ , tính chất của dung môi và nhiệt độ

* Vậy sự điện ly là quá trình phân ly của các chất điện phân thành ion , Sự diện ly cũng cótính thuận nghịch

3 Chất điện ly mạnh và chất điện ly yếu:

a Chất điện ly mạnh: Là những chất trong dung dịch nước phân ly hoàn toàn thành ion

( không có phân tử không phân ly) Quá trình điện ly là quá trình một chiều và phương trìnhđược biểu diễn dấu =

VD: KCl = K+ + Cl

Những chất điện ly mạnh là những chất tinh thể ion hoặc phân tử có liên kết phân cựcmạnh :

- Hầu hết các muối tan

- Các axit mạnh : HCl, HBr, HClO3, HClO4, HNO3,H2SO4

- Các bazơ mạnh: Hyđrôxit của kim loại kiềm và kiềm thổ

b Chất điện ly yếu:

Trong nước chỉ có một số phân tử phân ly thành ion còn phần lớn tồn tại dạng phân tử,phương trình biểu diễn bằng dấu ⇔

VD: CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+

NH4OH ⇔ NH4+ + OH

Chất điện ly yếu thường gặp :

- Các axit yếu: H2CO3, HNO2, H3PO4, H3PO3, H2S, H2SO3, HF, HClO, HClO2, HCN

- Các Bazơ yếu : NH4OH, các hyđroxit kim loại lưỡng tính và kim loại chuyển tiếp

* Mỗi chất điện ly yếu được đặc trưng bằng hằng số điện ly đó là K cân bằng của quátrình điện ly

[ ] [ ]

H COO CH

Kđl

3 3

+

−

H2CO3 : K1 = 4,5 10-7 ,K2 = 4,7 10-11

4 Độ điện ly:

ĐN: Độ điện ly α của một chất điện phẩntong một dung dịch là tỷ số giữa số phân tử phân

ly thành ion và số phân tử đem hoà tan

α > 30% : chất điện ly mạnh

3%< α < 30% : chất điện ly trung bình

α < 3% : chất điện ly yếu

II SỰ ĐIỆN LY CỦA AXIT , BAZƠ , MUỐI:

1 Sự điện ly của axit:

Các axit ở trạng thái khan không thể hiện tính axit , tính axit của một chấtlà do ion

H+ quyết định, H+ được hình thành khi hoà tan axit vào trong nước

Trong dung dịch khi điện ly axit tao ra ion dương H+ và ion âm gốc axit

VD: HCl = H+ + Cl

HNO3 = H+ + NO3

Sự điện ly của đa axit :

H2CO3 ⇔ H+ + HCO3

HCO3- ⇔ H+ + CO32-.

2 Sự điện ly vcủa bazơ:

Các bazơ trong dung dịch điện ly cho ion OH- ( hyđroxyl)và cation kim loại

KOH = k+ + OH-

NH4 OH ⇔ NH4+ + OH-

Tính bazơ là do ion OH- quyết định

Nếu là Fe(OH)3

Fe(OH)3 ⇔ Fe(OH)2+ + OH

Fe(OH)2 ⇔ Fe(OH)2+ + OH

FeOH2+ ⇔ Fe3+ + OH

-3 Sự điện ly của hyđrôxyt lưỡng tính:

Tuỳ theo điều kiện trong dung dịch khi phân ly một số hyđrôxyt vừa cho ion H+ vừacho ion OH- thì chất đó gọi là hyđrôxyt lưỡng tính, cong thức có thể viết theo hai kiểu :

H+ + RO- ⇔ HRO = ROH ⇔ R+ + OH-.

VD: 2H+ + ZnO22- ⇔ H2ZnO2 = Zn(OH)2 ⇔ Zn2+ + 2OH

3H + + AlO33- ⇔ H3AlO3 = Al(OH)3 ⇔ Al 3+ + 3OH

kiểu axit kiểu bazơ

Một số hyđrôxyt lưỡng tính : Be(OH)2 , ZN(OH)2 , Sn(OH)2 , Pb(OH)2,Al(OH)3,Cr(OH)3

4 Sự điện ly của muối:

Các muối tan trong nước khi phân ly cho ion dương cho ion dương kim loại và ion âmgốc axit

- Muối trung tính ( nếu là muối tan ) thường là chất điện ly phân ly mạnh, phân lyhoàn toàn

-III PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN PHÂN:

1 Phản ứng trao đổi trong các dung dịch điện ly là phản ứng giữa các ion

Cho dung dịch AgNO3 tác dụng lần lượt với HCl, NaCl, CHCl3, trường hợp 1và 2 tạo thànhkết tủa

AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3

AgNO3 + NaCl = AgCl ↓ + NaNO3

Trường hợp 3 CHCl3 là chất không điện ly do đó không có ion Cl- nên không tạo thành ionAgCl được

Vậy phương trình ion là:

2 Điều kiện để phản ứng trao đổi xảy sa trong các dung dịch điện ly

a Phản ứng tạo thành chất kết tủa

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2 HCl

Pt ion đầy đủ : Ba+ + 2Cl- + H+ + SO42- = BaSO4 ↓ + 2H+ + 2Cl-

Pt ion thu gọn : Ba2+ + SO42- = BaSO4↓

b Phản ứng tạo thành chất điện ly yếu.

IV KHÁI NIỆM VỀ ĐỘ PH CỦA DUNG DỊCH :

1 Tích số ion của nước :

Nước nguyên chất điện ly yếu, phân tử nước phân ly thành ion ở mức độ không đáng kể Phương trình điện ly của nước

K

2

− +

- Qua đó ta thấy:

Dung dịch trung tính : [H+] = [OH-] = 10-7 iong/ lit

Dung dịch axit : [H+] > 10-7 và [OH-] < 10-7

Dung dịch bazơ : [H+] < 10-7 và [OH-] > 10-7

2 Chỉ số hiđrô ( độ PH ) :

Để biểu thị độ axit hay độ kiềmcủa dung dịch bằng nồng độ H+ rất phức tạp ( vì số có mũâm) nên trong thực tế người ta dùng đại lượng PH

PH : Gọi là chỉ số hyđro hay độ PH

PH = - lg [H+]

- Môi trường trung tính : [H+] = 10-7 → PH = 7

- Môi trường axit : [H+] > 10-7 → PH < 7

- Môi trường bazơ : [H+] < 10-7 → PH > 7

PH : 1 ( axit ) < 7 ( trung tính ) < 14 ( bazo )

3 Chất chỉ thị màu:

Nhiều phản ứng chỉ xảy ra ở một độ PH xác định, nếu PH thay đổi thì ảnh hưởng đến vậntốc phản ứng và đôi khi còn làm thay đổi chiều phản ứng Do đó trong kỹ thuật xsản xuấtngười ta thường nhờ vào chất chỉ thị màu để xác định độ PH của môi trường

* Chất chỉ thị màu: Là chất mà màu của nó thay đổi theo nòng độ ion hyđrôxit [H+]

Một số chất chất chỉ thị màu thông dụng:

Môi trường : Axit trung tính Bazơ

Mêtyl da cam : Hồng vàng vàng

Quỳ : Đỏ tím xanh

Phênolphtalêin : không màu không màu hồng tím

V SỰ THỦY PHÂN CỦA MUỐI:

1 Định nghĩa:

Phản ứng thuỷ phân của muối là phản ứng trao đổi giữa muối và nước để tạo lại các axit

và bazơ tương ứng

VD: AlCL3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3HCl

hay Al3+ + 3Cl- + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+ + 3Cl-

Thực tế nhận thấy rằng muối có gốc axit yếu hay bazơ yếu mới bị thuỷ phân và sự thuỷphân là quá trình thuận nghịch

2 Điều kiện để các muối bị thủy phân :

a Sự thủy phân của muối tạo bỡi bazơ mạnh và axit yếu:

Khi hoà tan NaCH3COO (hay NaCO3)

NaCH3COO = Na+ + CH3COO-

H2O ⇔ H+ + OH-

CH3COO- + H+ ⇔ CH3COOH

Ion Na+ không bị thuỷ phân

Vậy phương trình ion thu gọn của phản ứng thuỷ phân NaCH3COO

NH4+ + H2O = NH4OH + H+

Nồng độ H+ của dung dịch tăng → dung dịch có tính axit

c Sự thủy phân của muối tạo bỡi bazơ yếu và axits yếu:

Muối loại này bị thủy phân mạnh hơn hai trường hợp trên

K

→ dung dịch có môi trường axit yếu

* Chú ý: Muối của axit mạnh và bazơ mạnh không bị thuỷ phân, muối của axits yếu hai ba lầnaxit, hay muối của ba zơ yếu hai ba lần bazơ, khi bị thủy phân các muốinày thì xảy ra từngnấc( nấc trước mạnh hơn nấc sau)

I PHÂN BIỆT PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI VÀ PHẢN ỨNG OXY HOÁ - KHỬ.

1 phản ứng trao đổi:

Là phản ứng trong đó các nguyên tố của các chất trước và sau phản ứng không thay đổi hoátrị

VD: HCl + NaOH = NaCl + H2O

Al2(SO4)3 + 6KOH = 2Al(OH)3 + 3K2SO4

* Các chất chỉ có sự thay đổi thành phần cho nhau không có sự nhường và thu điện tử

2 Phản ứng oxy hoá - khử:

Là phản ứng xảy ra trong đó có sự biến đổi hoá trị của các nguyên tố nghĩa là giữa các chấtcó sự nhường và nhận điện tử.( do đó làm biến đổi mức oxy hoá của chúng)

VD: Al + O2 → Al2O3

Fe + H2SO4→ FeSO4 + H2

Các nguyên tố Al , Fe , O , H trước và sau phản ứng có sự biến đổi hoá trị( Mức oxy hoá)

- Chất khử( chất bị oxy hoá): Là chất có nguyên tử nhường điện tử

VD: Al - 3e-→ Al3+

- Chất oxy hoá( chất bị khử):là chất có nguyên tử nhận điện tử

VD: O + 2e- → O2- O2 : chất oxy hoá

hay H+ + 1e- → H H2SO4 : chất oxy hoá

- Sự khử là sự là sự thu điện tử và sự oxy hoá là sự nhường điện tử của một chất

Al - 3e-→ Al3+ : Sự oxy hoá nhôm

O + 2e- → O2- : sự khử oxy

II CÁCH THÀNH LẬP PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXY HOÁ KHỬ

Dựa vào nguyên tắc tổng số điện tử của chất khử mất đi bằng tổng số điện tử của chất oxyhoá thu vào

1 Phương trình dựa vào sự biến đổi hoá trị của cá nguyên tố :

Để thành lập phương trình phản ứng oxy hoá khử cần tiến hành qua 4 bước sau:

- Viết phương trình phản ứng dưới dạng phân tử ( đầy đủ chất tham gia và chất tạo thành)

- Tìm các nguyên tố biến đổi hoá trị, từ đó biết chất nào là chất oxy hoá, chất nào là chất khử

- Thành lập phương trình ion điện tử và cân bằng hệ số (dựa vào nguyên tắc trên tìm bội sốchung nhỏ nhất của điện tử nhường và thu )

- Hoàn thành phương trình phản ứng ở dạng phân tử ( dựa vào phương trình ion điện tử) kiểmtra lại số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vếcủa phương trình

3Zn + 2HNO3 = 3 Zn(NO3)2 + 2NO + H2O

Ở với phải có 6NO3- ( 6N5+không thay đổi bậc oxy hoá).Nên vế trái phải thêm 6 phân tửHNO3 nữa → tổng số 8HNO3 và vế phải thêm 4 phân tử H2O

3 Zn + 8HNO3 = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4 H2O

2 Phương pháp điện tử ion :

Để thành lập phương trình phản ứng cũng qua 4 bước: như trên, riêng bước ba ( hai và bachất OXH và chất khử ) quá trình thu và nhường điện tử viết dưới dạng ion và trong phản ứngnếu có mặt axit, kiềm hay nước tham gia ta phải theo nguyên tắc sau

a Axit tham gia: Vế thừa oxy thì thêm H+ để tạo ra H2O, vế nào thiếu oxy thì thêm nước vàtạo ra H+

b Kiềm tham gia: Vế thừa oxy thì thêm nước tạo ra OH- hay vế nào thiếu oxy thì thêm OH

-tạo ra nước

c Có nước tham gia: Nếu sản phẩm có axit ta thu cách ( a ) và nếu sản phẩm có kiềm ta theo

cách ( b )

VD1: ( có axit )

KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → MnSO4 + KNO3 + K2SO4

MnO4- + 5e- → Mn2+ (1) → KMnO4: chất OXH + H2O

NO2- - 2e- → NO3- (2) → KNO2 : chất khử

Ở (1) vế trái thừa oxy và ở (2) vế trái thiếu oxy

Sau khi giảm ước hai vế ta có:

2MnO4- + 5 NO2- + 6H+ → 2Mn2+ + 5NO3- + 3H2O

Hoàn thành phương trình phản ứng:

2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O

VD2: ( có kiềm tham gia )

NaCr3+O2 + Br20 + NaOH → Na2Cr6+O4 + NaBr1- + H2O

Khử OXH

Hoàn thành phương trình phản ứng:

2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH → 3Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O

( Natri Crômit ) ( Natri Crômat )

VD3: ( có nước tham gia )

KMn7+O4 + K2S4+O3 + H2O → Mn4+O2 + K2SO6+

4 + KOH OXH khử

Hoàn thành phương trình phản ứng:

2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 2Mn4+O2 + 3K2SO6+

4 + 2KOH

3 Phương pháp đại số:

Dựa vào sự bảo toàn số nguyên tử của các nguyên tố trong phương trình hoá học nghĩa là sốnguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau, ta đặt các hệ số cho các chất ( bằng ẩnsố ) và tìm chúng dựa vào nguyên tắc trên

VD: FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2

Gọi a, b, c, d lần lượt là hệ số các chất trong phương trình phản ứng

aFeS2 + bO2 → cFe2O3 + dSO2

Dựa vào sự bảo toàn số nguyên tử của mỗi nguyên tố ta có:

2CrO2- + 3Br2 + 8OH- → CrO42- + 6Br- + 4H2O

2 MnO4- + 3e- + 2H2O → MnO20 + 4OH

3 SO32- + 2e + 2OH → SO42- + H2O

2MnO4- + 3SO32- + 2H2O → 2MnO20 + 3SO42- + 2OH

-Để đơn giản khi giải hệ phương trình đó, ta chọn d = 1 để biệt mẫu của các phân số

(2) d = 1 → a = 1/2 nếu cho d = 8 → a =4

(1) → c = 1/4 → b = 11

(3) → b = 11/8 và c = 2

Thay vào phương trình

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

III PHÂN LOẠI MỘT SỐ PHẢN ỨNG OXH KHỬ.

1 Phản ứng OXH khử đơn giản :

Với loại phản ứng này chất OXH và chất khử là những chất khác nhau ( Sự trao đổi điện từxảy ra giữa những nguyên tố có trong phân tử các chất khác nhau đó )

VD: 2Na + Cl2 = 2NaCl

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O

2 Phản ứng tự OXH - tự khử: ( tự OXH khử )

Là phản ứng trong đó chỉ có một nguyên tố biến đổi hoá trị chất phản ứng vừa là chất OXHvừa là chất khử

VD: KCl5+O3 → KCl1- + KCl7+O4

Clo có hoá trị 5+→ hoá trị 1- và tăng lên 7+

KClO3 : vừa là chất khử vừa là chất OXH

3 Phản ứng OXH khử nội phân tử:

Là phản ứng trong đó các nguyên tó hay ion thu và nhường điện tử khác nhau nhưng ở trongcùng một chất

VD: Hg2+O2-→ Hg0 + O20

4 Phản ứng OXH khử phức tạp:

Là phản ứng trong đó có axit, kiềm hay nước tham gia hay trong phản ứng có nhiều nguyên tốbiến đổi hoá trị

* Chú ý: 3As2S3 + 28HNO3 + 4H2O → 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO

IV NHỮNG ĐIỀU CẦN CHÚ Ý KHI THÀNH LẬP PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXH

- KHỬ:

1 Tìm chất OXH và chất khử trong số những chất đầu và cách ghi sản phẩm.

- Cần ghi hoá trị của các nguyên tố và phân tích tính chất OXH - khử của các chất đó

- Để viết đúng các sản phẩm phản ứng cần phải vận dụng cấu tạo nguyên tử của các nguyêntố và biết sử dụng kiến thức về tính chất của các nguyên tố cũng như hợp chất của chúng + Xét những chất có chứa các nguyên tố ở trạng thái có hoá trị thấp nhất hoặc cao nhất.VD: Xét phản ứng

KMnO4 + HCl → MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O

2 As3+ - 2.2e- → As5+

3S- + 3.8e- → 3S6+

Mn7+ mứcc OXH cao nhất nên chỉ có thể nhận e-→ OXH

Cl1- chỉ có thể cho e- thể hiện vai trò chất khử

Trong môi trường axit Mn7+ bị khử đến Mn2+, ở đây với HCl nên không thể tạo MnO2 hayMn(OH)2 mà là muối MnCl2, 2ion Cl- cho 2e- tạo phân tử Cl2, trong phản ứng còn tạo KCl và

H2O

KMnO4 + HCl → MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O

+ Khi viết các sản phẩm của phản ứng cần tính đến tính chất của môi trường

Môi trường axit: tạo ra muối gồm các cation điện tích 1, 2,3 cùng với Clorua, Brômua,Sunfat nitơrat ( thường dùng H2SO4 loãng ), rất ít dùng các axit HCl và HNO3để axit hoá vìbản thân HNO3 là chất OXH còn HCl thì có tính chất khử khi có mặt chất OXH mạnh

Môi trường Bajơ: thường dùng dung dịch NâOH hay KOH, trong môi trường Bajơ không thểsinh ra axit và oxyit axit mà là muối của chúng

VD: KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe(SO4)3 + K2SO4 + H2O

+ Các yếu tố ảnh hưởng tới sản phẩm

- Bản chất của chất OXH và chất khử

- Các điều kiện tiến hành phản ứng ( độ axit, t0, )

- Nồng độ chất OXH khử và chất khử

VD: HNO3 có N5+ có thể bị khử tới N4+, N2+, N1+, N0, N-3 trong quá trình này ion NO3- bị khử lầnlượt tới các hợp chất: NO2, NO, N2O, N2, NH3 hay NH4+

Sản phẩm khử tạo thành tuỳ thuộc độ pha loãng của dung dịch HNO3 và độ mạnh của chấtkhử, axit HNO3 càng loãng và chất khử càng mạnh thì quá trình khử Nitơ càng tiến sâu

- Thường HNO3 (đ) bị khử tới NO2

NO + 2HNO3 3NO2 + H2O

HNO3 càng đặc thì tính OXH càng mạnh

HNO3 loãng vừa phải thì OXH Fe với Fe3+

Fe0 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

HNO3 rất loãng thì OXH Fe với Fe3+và Nitơ bị khử tới hoá trị thấp nhất (-3)

4Fe0 + 10HN5+O3 = 4Fe2+(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

- Tuỳ độ mạnh yếu của chất khử (kl) mà HNO3 sẽ bị khử tới các sản phẩm khác nhau

Kim loại hoạt yếu ( Cu, Hg, Ag ) trung Bình ( Pb, Fe, Ni ) HNO3 ( l )bị khử tới No

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Kim loại hoạt động mạnh ( Mg, Al, Zn ) khử HNO3 ( l ) tới N2O và HNO3( rất l ) tới N2 hay NH3 5Mg + 12HNO3 = 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O

8Al +30 HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

2 Cân bằng hệ số trong phương trình phản ứng OXH - khử

Dựa vào nguyên tắc: tổng số điện tử cho bằngtổng số điện tử nhận để cân bằng

- Cân bằng số nguyên tử của chất OXH và chất khử trong những chất đầu và sản phẩm Sauđó mới cân bằng số nguyên tử của những nguyên tố khác không thay đổi hoá trị theo thứ tự.+ Số nguyên tử kim loại

+ Số gốc axit

+ Lượng phân tử của môi trường ( axit hay bajơ )

+ Cuối cùng là phân tử nước

3 Trường hợp khi trong phân tử của chất khử có hai nguyên tố tham gia cùng thay đổi hoá trị

2-V ĐƯƠNG LƯỢNG CỦA CHẤT TRONG PHẢN ỨNG OXH - KHỬ:

Đương lượng của chất trong các phản ứng OXH - Khử bằng khối lượng phân tử của chất ứngvới1 điện tử tham gia phản ứng

VD1: Tìm đương lượng của KMnO4 trong phản ứng sau:

2KMnO4 + 5KNO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + H2O

Trong phản ứng trên :

Mangan nhận 5e- ( điện tử ), như vậy đương lượng của KMnO4 trong phản ứng này là

VD2: Tính đương lượng của KMnO4 trong phản ứng

2 KMnO4 + 3K2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3 K2SO4 + 2KOH

* Những chất oxy hoá và chất khử quan trọng

Đơn chất kim loại K, Na, Mg, Al,Zn Đơn chất kim loại F2, O2, O3, Cl2, Br2, SĐơn chất phi loại C, H2 , S

Hợp chất chứa phi kim

H2S, HI, HBr,HCl

Hợp chất chứa kimloại, phi kim ở mứcOXH cao

KMnO4, K2Cr2O7,PbO2, KNO3, HNO3,

H2SO4

Hợp chất chứa kim loại,

phi kim OXH trung gian

FeSO4, SnCl2,HNO2, H2SO3,

SO2, CO

Hợp chất chứa kimloại, phi kim ở mứcOXH trung gian

158 5

52 5

158 3

CHƯƠNG 6 CÁC NGUYÊN TỐ Á KIM

Bài: 1 Á KIM NHÓM VII - Halogen.

I ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA NHÓM.

Flo Clo Brôm Iot Atatin

Đi từ F → I khả năng thu điện tử giảm dần → tính Á kim giảm dần

- Tất cả Hal ( trừ Flo ) khi nhường e- thì tạo ra các hợp chất có mức OXH 1, 3, 5 và 7 Iot dễmất e- nhất

- Do các Halogen có độ hoạt động khác nhau nên nguyên tố Hal mạnh đẩy được Halogen yếuhơn ra khỏi hợp chất trong đó chúng có mức OXH âm

II CLo

1 Trạng thái tự nhiên:

Clo có hoạt động hoá học mạnh nên trong tự nhiên không gặp ở dạng tự do, có ở dạng hợpchất quan trọng nhất NaCl ( muối ăn ), hoặc muối Clorua của kim loại kiềm và kiềm thổ( khoáng sản: Xinvinit KCl.NaCl và cacnalit KCl MgCl2.6H2O )

2 Điều chế

a Trong phòng thí nghiệm :

Điều chế Clo bằng tác dụng Clohyđric đặc với các chất OXH như MnO2 ( khi đun nóng ),KMnO4, muối KClO3 ( bectôlê )

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O

KMnO4 + HCl = 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O

KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2 + 3H2O

b Trong công nghiệp:

Điều phân NaCl nóng chảy hay dung dịch NaCl

( + ) NaCl ( ne ) ( - )

3 Tính chất lý học:

Clo là chất khí màu vàng lục nặng hơn không khí gần 2,5 lần, có mùi xốc rất độc ( gây tứcmạch đường hô hấp và làm viêm họng mũi, khi bi ngộ độc Clo cho ngửi hỗn hợp rượu ête hay

NH3 )

Clo ít tan trong nước, một thể tích nước ở nhiệt độ thường hoà tan được 2 thể tích Clo, Clo tannhiều trong dung môi hữu cơ ( rượu, benzen, ete, tan nhiều nhất trong cacbontêtraclorua) Ởnhiệt độ - 340C và áp suất khí quyển Clo chuyển sang dạng lỏng và ở - 1010C thì nó rắn lại

4 Tính chất hoá học.

Cấu tạo có 7e- lớp ngoài cùng nên dễ thu thêm 1e- tể hiện tính á kim mạnh hoặc mất đi1,3,5,7e-

+ Tác dụng mạnh vơéi kim loại tạo ra muối ( trong đó kim loại có hoá trị cao nhất )

2Fe + 3Cl = 2FeCl3

Zn + Cl2 = ZnCl2

+ Tác dụng với phi kim:

Với H2 tạo hyđroclorua, với O2, C, N2 clo không phản ứng trực tiếp

+ Nếu Clo sục qua dung dịch NaOH thì tạo muối của hai axit

Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O

Dung dịch thu được gọi là nước Javen Nước Clo và Nước Javen có tính oxy hoá mạnh docó mặt ion ClO -

+ Clo còn OXH nhiều hợp chất có tính khử ở nhiệt độ thường

III HỢP CHẤT CỦA Clo.

1 Hợp chất hoá trị âm:

a Hyđrôclorua và axit clohyđric.

+ Điều chế:

- Trong công nghiệp phương pháp quan trọng là tổng hợp.

+ Tính chất lý học:

HCl là chất khí không màu tan nhiều trong nước ( 1lít nước hoà tân 50 lits HCl), rất độcdung dịch của chungs bốc khói mạnh

+ Tính chất hoá học:

HCl khô không thể ccó tính axit, không tấc dụng với kim loại hoật động mạnh nhưng khicó một vết ẩm thì phản ứng xảy ra mạnh, dung dịch axit HCl là một axit mạnh

Hầu hêt các muối Clo đều tan được ( trừ AgCl, PbCl2, Hg2Cl2, CuCl hay Cu2Cl2)

- NaCl : Làm nguyên liệu điều chế Cl2, HCl, NaOH,Na, dùng trong kỹ nghệ xà phòng,dùng trong chế biến thực phẩm

- KCl : Phân bón trong nông nghiệp

- CaCl2 : Dùng làm chất hút ẩm → CaCl 6H2O

- BaCl2 : Dùng làm chất độc hoá học, dùng trong nông nghiệp

2 Hợp chất hoá trị dương:

Muối của HClO là các hypọlorit cũng có tính OXH mạnh

- Nước Javen : Dùng làm chất tẩy màu sát trùng

Cl2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O

- Clorua vôi: Là muối canxihypoclorit là chất bột trắng, mùi xốc được tạo thành khi cho Cl2

tác dụng với Ca(OH)2 bột

2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O

Clorua vôi là chất OXH mạnh, dưới tác dụng của hơi nước và CO2

Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO

Clorua vôi dùng làm chất tẩy trắng, khử trùng làm sạch những nơi tích tụ chất độc hoá học.

b Axit Clorơ HClO 2 :

Là axit yếu không bền, Có tính OXH mạnh, muối của nó trong thực tế không có giá trị gì

c Axit Cloric HClO 3 :

HClO3 tạo thành khi cho H2SO4 tác dụng với muối clorat, muối clorat tạo thành khi cho Clotác dụng với dd KOH đặc, nóng

6 KOH + 3Cl2 = 5KCl + KClO3 + 3H2O

- HClO3 chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, dung dịch HClO3 đặc có thể tự nổ

- KClO3 kém bền, đun nóng dễ phân huỷ theo hai phảnt ứng:

d Axit pecloric : HClO4

Là hợp chất bền nhất, khi đun nóng nó bị phân huỷ:

-II TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC HALOGEN

1 tính chất lý học :

Ở điều kiện thường Flo là chất khí màu lục nhạt Brôm là chất lỏng màu đỏ nâu,Iot là chấtrắn kết tinh màu tím xám đễ thăng hoa khi đun nóng, chúng có mùi hắc rất độc, ít tan trongnước tan nhiều trong dung môi hữu cơ, lợi dụng tính chất này để tách Hal ra khởi dung dịchnước

2 Tính chất hoá học :

Chúng đều có tính Oxit mạnh, Flo là A' kim mạnh nhát chúng có thể tác dụng với hầu hếtđơn chất kim loại a' kim với với nhiều hợp chất có tính khử, phản ứng của chúng với các chấttương tự như đối với Clo

Với KL : X2 + Cu= CuX2

X2 + Mg = MgX2

Với H2: X2 + H2 = 2HX2

F2 + H2 : Có thể nở ngay trong bóng tối ở To thấp

Cl2 + H2 : Nhiệt thường thì phản ứng chậm nếu đun nóng và chiếu sáng → Phản ứng mạnh

Br2 + H2 : Chỉ xảy ra khi đun nóng

I2 + H2 : là phản ứng thuận nghịch

- Hal đứng trước đẩy được Hal đứng sau ra khởi muối của nó :

2 2

- Cấu tạo của chúng có 6 e- lớp ngoài cùng nên dễ dàng thu thêm 2 e- Chung là aÙ kim có tínhOXH mạnh và trong hợp chất co ùhoá trị âm 2.

Trừ oxy các nguyên tố còn lại có thể mất 4 hay 6 e- để có hoá trị dương 4 và dương 6 ,trường hợp đặc biệt trong hợp chất F2O , Oxy có hoá trị dương

- Tính OXH giảm dần từ Oxy đến Te

II OXY: O

1 Trạng thái đơn chất O 2 :

a.Trạng thái tự nhiên và điều chế:

- Oxy là nguyên tố phổ biến nhất trong vỏ trái đất chiếm 49,13% khối lượng, tồn tại ở 2 dạngđơn chất và hợp chất

- Ngoài Oxy, thường trên tầng cao của khí quyển còn có ozon ( một dạng thù hình của Oxy).Ozon tạo thành từ oxy và do tác dụng của tia tử ngoại

- Trong kỉ nghệ oxy được điều chế chủ yếu từ không khí lỏng, cho bay hơi không khí lỏng nitơbay hơi trước rồi tới oxy ( to

H2O2 không bền trong môi trường kiềm nên bị phân huỷ ( có Cu xúc tác thì phản ứng xảy rahoàn toàn )

c Tính chất hoá học:

Oxy là á kim có tính OXH mạnh ( chỉ thua Flo ) ở nhiệt độ thường tính OXH kém nhưng ởnhiệt độ cao tính OXH tăng lên mãnh liệt nó kết hợp trực tiếp với hầu hết các nguyên tố, phảnứng kềm theo sự phát nhiệt và phát sáng gọi là sự cháy

Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ vàng và bạch kim:

Các oxyt của vàng, bạch kim, halogen thu được bằng con đường gián tiếp

Ở trạng thái nguyên tử hoạt động hơn so với phân tử

b Tính chất hoá học:

H 2 O 2 không bền nên dễ bị phân hủy ngay ở nhiệt độ thường :

HO2- = H+ + O22- (2) vô cùng yếu có thể không xảy ra

H2O2 có thể tác dụng với một số bazơ iMuối

H2O2 + Ba(OH)2 = BaO2 + 2H2O

Muối của H2O2 gọi là peoxit

Trong H 2 O 2 có O 2 - oxy có hoá trị âm1 là trạng thái hoá trị trung gian icó tính OXH và tính khử nhưng tinh OXH là chủ yếu

III LƯU HUỲNH : S

1 Trạng thái đơn chất

a Trạng thái tự nhiên và điều chế :

- Lưu huỳnh thuộc loại nguyên tố khá phổ biến ( chiếm 1% khối lượng vỏ Trái Đất ) trongtự nhiên S tồn tại dưới dạng tự do và hợp chất : sunphua, sunphat… có nhiều ở các vùng núilửa

Các hợp chất quan trọng có S : pyrít sắt FeS2 , Xfalerit ZnS, Galerit PbS, Xinoba( Thần Sa)HgS , đồng sunphssua Cu2S Hợp chất S (VI) : Na2SO4, Na2SO4.10H2O, CaSO4.2H2O,MgSO4.7H2O Lưu huỳnh còn có trong thành phần các Prôtít

-Điều chế : chủ yếu lấy các dạng tự do từ các mỏ và đem tinh chế lại, ở các nước không cómỏ lưu huỳnh người ta thu hồi từ khí lò luyện kim ( SO2 , H2S… )

Vd : Khử SO2 ở nhiệt độ cao

SO2 + e = S + CO2

b Tính chất lí học :

-S là chất rắn kết tinh màu vàng, không tan trong nước, dễ tan trong dung môi hữu cơ CS2 ,phênol… nó có nhiều dạng thù hình ( dạng hình thoi, đơn tá và dẻo ) Ở nhiệt độ 112,8oC Snóng chảy và sôi ở 444,6oC

- Ở điều kiện thường phân tử lưu huỳnh cấu tạo gồm 8 nguyên tử khép vòng, ở trạng tháihơi phân tử gồm 6,4 hay 2 nguyên tử

c Tính chất hoá học:

Ở điều kiện thường S ít hoạt động, khi đun nóng thì rất hoạt động → thể hiện tính OXH vàtính khử

-Tính OXH (tính chất đặc trưng):

Tác dụng với H2 hay với kim loại, phản ứng xảy ra khi đun nóng:

H2 + S 350= H2S ( to= 350oC phản ứng xảy ra hoàn toàn )

Fe + S T= FeS

Hg + S = HgS

5S + 2P = P2S5

-Tính khử thể hiện khi tác dụng với chất OXH mạnh:

2 Hợp chất hoá trị âm.

a Hyđro sunphua và axit Sunphuahyđric H 2 S:

-Điều chế H2S bằng phương pháp tổng hợp từ H2 và S đun nóng:

Trong phòng thí nghiệm HCl hay H2SO4(l) tác dụng với sunphua kim loại

- H2S là chất khử mạnh, cháy trong oxy của không khí theo phương trình :

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O ( đủ oxy không khí)

Oxh chậm : 2H2S + O2 = 2S + 2H2O ( thiếu oxy không khí)

- Tiùnh axit : H2S là axit yếu

H2S = HS- + H+

HS- = S2- + H+

⇒ Tạo 2 loại muối

H2S tác dụng được với Bazơ, oxyt bazơ, muối

b Muối sunphua :

Các muối sunphua thường có màu đặc trưng và có độ tan khác nhau

Vd : ZnS màu trắng, CdS, As2S3 màu vàng, CuS, PbS màu đen, một số sunphua kim loạikìm tan còn đa số các sunphua khó tan, PbS, CuS chỉ tan trong axit đặc

3 Hợp chất hoá trị dương :

3.1 Hợp chất hoá trị dương 4 :

a Anhydrit sunphuaro SO 2

SO2 được tạo thành khi đốt S trong oxy không khí hay đốt quằng FeS2 ở nhiệt độ cao

S + O2 = SO2

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

- Phòng thí nghiệm điều chế SO2 bằng cách

H2SO4 (đ) + Na2SO3 = Na2SO4 + SO2 + H2O

2 H2SO4 (đ) + Cu = CuSO4 + SO2 + 2H2O

- SO2 làø chất khí không màu có mùi hắc, độc, hoá lỏng ở -10oC SO2 lỏng bay hơi thu nhiềunhiệt do đó dùng SO2 lỏnh để chạy máy làm lạnh, SO2 tan nhiều trong nước nhưng chỉ 1 phầntác dụng với nước tạo axit sunphuaro H2SO3

SO2 + H2O → H2SO3

SO2 thể hiện tính OXH và tính khử:

b Axit sunphuaro H 2 SO 3 :

-H2SO3 là hợp chất kém bền chỉ tồn tại trong dung dịch loãng

-H2SO3 dễ bị nhiệt phân

Do đó tạo 2 muối

H2SO3 cũng như SO2 (bậc OXH dương 4) nên có tính OXH và tính khử , nhưng tính khửđặc trưng hơn

-Khác với SO2, axit và muối của nó bị oxy của không khí OXH dễ dàng:

2H2SO3 + O2 = 2H2SO4

2Na2SO3 + O2 = 2Na2SO4

* Ứng dụng :

SO2 dùng để tẩy trắng len lụa dùng để khử trùng, giết mầm móng vi khuẩn

Các muối của H2SO3 có giá trị thực tế ( NaHSO4)

3.2 Hợp chất hoá trị dương 6:

a Anhydric sunphuaric SO 3

SO3 tạo thành khi SO2 + O2 với xúc tác V2O5 hay Pt

SO3 là một chất lỏng không màu sôi ở nhiệt độ 44,8oC, đông đặc ở 16,8oC thành khốikết tinh trong suốt ( như băng) hút ẩm mạnh

SO3 là chất OXH mạnh, tiếp xúc vơi phốtpho thì P bốc cháy, SO3 dễ tan trong nước vàkhi tan toả nhiều nhiệt

SO3 + H2O = H2SO4 + 70,5KJ

b Axit sunphuaric : H 2 SO 4

- Điều chế : Sản xuất H2SO4 là một trong những ngành của kĩ nghệ hoá chất

-Sản xuất H2SO4 bằng phương pháp tiếp xúc qua các giai đoạn:

+ Điều chế SO2 : đi từ khí lò luyện kim hay từ quặng pyrit sắt

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

+ Oxy hoá SO2 thành SO3 nhờ xúc tác V2O5 trong các tháp tiếp xúc:

- Tính chất lí học :

sH2SO4 là chất lỏng sánh đặc không màu đông đặc ở 10oC nặng, hút ẩm mạnh Dung dịchđặc chứa 98% H2SO4 có khối lượng riêng 1,84g/cm3

+ H2SO4 tan vô hạn trong nước và toả nhiều nhiệt

+ H2SO4 đặc rất háo nước vì vậy được dùng làm khô các chất, nó có thể hút được cả nướctrong các hợp chất hữu cơ

+ Khi bị bỏng H2SO4 có thể rửa nhanh bằng nước hoặc tốt hơn là dd NaHSO3, NH4OH loãngrồi rửa bằng nứơc

- Tính chất hoá học :

H2SO4 là chất OXH mạnh khi đặc và đun nóng

H2SO4 OXH được hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt):

+ Với kim loại sau H2 :

2H2SO4 + Cu = CuSO4 + SO2 + H2O

H2SO4 + Hg = HgSO4 + SO2 + 2H2O

+ Với chì : 3H2SO4 + Pb = Pb(HSO2)2 + SO2 + 2H2O

+ Với sắt : 6H2SO4(đ,n) + Fe = Fe2(SO4)2 + 3SO2 + 6H2O

+ Với kim loại hoạt động hơn Mg, Al, Zn… H2SO4 (đ) (C% > 25%) bị khử tới S4+, So, S2-

Dung dịch H2SO4 là một axit mạnh, trong dd phân li theo 2 nấc :

+ Nấc 1 phân li hoàn toàn :

H2SO4 loãng thì tính OXH của S6+ không còn nữa mà do ion H+ đóng vai trò OXH, khác với

H2SO4 loãng H2SO4 đặc gần như không điện li, không tác dụng với kim loại khi nguội ( thụđộng hoá có )

- Tương ứng với 2 nấc phân li H2SO4 tạo 2 loại muối: muối sunphat và muối hydrosunphat, đasố các muối này tan được trong nước

+ Một số muối ít tan : CaSO4, PbSO4

+ Một số muối không tan : BaSO4 (phản ứng đặc trưng nhận biết ion SO42-)

- Các muối sunphat có nhiều ứng dụng:

+ Na2SO4.10H2O : dùng sản xuất sôđa, công nghiệp thủy tinh

+ MgSO4.7H2O : dùng trong y học (làm thuốc xổ)

+ CaSO4.2H2O : làm vật liệu xây dựng khuôn đúc tượng

+ CuSO4.5H2O : để diệt côn trùng, mạ đồng

3.3 Axit tio sunphuaric và muối tiosunphat:

Nếu thay thế một nguyên tử oxy bằng một nguyên tử S trong phân tử H2SO4 thì ta thu đượcaxit tiosuphuaric

H2SO4 H2S2O3

Trong H2S2O3 một ion S6+ và 1 ion S2—ø Axit này kém bền, ngay trong dung dịch đã bị phânhủy:

H2S2O3 → H2O + SO2 + S

Các muối tiosunphat kiềm và kiềm thổ rất bền, quan trọng nhất là Na2S2O3.5H2O Điều chếbằng cách cho dd Na2SO3 bão hoà tác dụng với S.

Na2SO3 + S + 5H2O = Na2S2O3.5H2O

Trong Na2S2O3 có S hoá trị âm 2 nên có tính khử mạnh , với Clo thì Na2S2O3 bị OXH tạo thành

H2SO4

Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O = 2H2SO4 + 2NaCl + 6HCl

Với I2 (chất OXH yếu hơn) → Na2S4O6

2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI ( phản ứng xđ Iốt)

Bài 3 : Á KIM NHÓM V –NI TƠ, PHỐT PHO

I ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA NHÓM :

Nitơ Phôtpho Asen Antimon Bitmut

N, S : là á kim

As : bắt đầu thể hiện tính kim loại

Sb : tính á kim và kim loại ngang nhau

Bitmut.tính kim loại trội hơn

II NITƠ

1.Trạng thái đơn chất:

a Trạng thái tự nhiên và đơn chất :

- Nitơ là nguyên tố phổ biến trong tự nhiên tồn tại chủ yếu là dạng tự do (chiếm 74% thểtích khôngkhí) ở dạng hợp chất có trong cơ thể sinh vật, trong các mỏ diêm tiêu (NaNO3)

- Trong công nghiệp điều chế Nitơ chủ yếu bằng cách cho không khí lỏng bay hơi (tos Nitơ

- 195,8oC)

- Trong phòng thí ngiệm thường nhiệt phân NH4NO2

NH4NO2 t→ N2 + H2O

- Tính chất lí học :

Nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, không độc, ít tan trong nước, làm lạnhdưới áp suất thấp thì Nitơ hoá lỏng -195,8oC và ở 210oC Nitơ hoá rắn (thành khối nhũ tuyết) 1thể tích nước ở 20oC hoà tan 0,0154 thể tích Nitơ.

b Tính chất hoá học :

Ở nhiệt độ thường Nitơ trơ, ở nhiệt độ cao phân tử N≡N kém bền nên Nitơ trở nên hoạtđộng

- Ở nhiệt độ tia lửa điện :

đây là phản ứng thuận nghịch và phát nhiệt

Điều kiện phản ứng : ở nhiệt độ 500-550oC ,áp suất P= 200-800atm và xúc tác là bột sắt lẫn

Tính chất hoá học :

Trong NH3 N có hoá trị âm 3 do đó NH3 có tính khử và tính khử yếu chỉ phản ứng với chấtOXH mạnh

NH3 cháy tốt trong oxy nguyên chất còn ngoài không khí thì cháy kém hơn

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O + Q ( không có xúc tác)

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + Q ( có Pt làm xúc tác)

NH3 với Clo và Brom phản ứng mãnh liệt hơn:

NH3 dễ tươnh tác với axit → muối amoni

-NH3 : lỏng được dùng làm phân bón, chạy máy sinh hàng, dùng làm dung môi

- NH4NO3 : làm phân bón và điều chế hợp chất nổ

- NH4Cl : dùng làm sạch kim loại khi hàn (NH4Cl tác dụng với oxyt kim loại ở nhiệt độcao)

Vd : 4CuO + 2NH4Cl = 3Cu + CuCl2 + N2 + H2O

- NH4HCO3 : dùng trong kĩ nghệ thực phẩm:

NH4HCO3t→ NH3 + CO2 + H2O (làm xốp bánh)

b Hợp chất oxyt : N2O, NO, NO2, N2O5, N2O3

Nitơ oxyt NO:

Nitơ oxyt là khí không màu rất khó hoá lỏng, rất ít tan trong nước NO thể hiện cả tính OXHvà tính khử

2NO + 2H2S = N2 + 2S + 2H2O

2NO + O2 = 2NO2

Nitơ dioxyt NO 2 :

NO2 là khí màu nâu kết tinh ở -10oC thành những tinh thể không màu

NO2 là chất OXH mạnh, NO2 hoà tan trong nước tạo thành 2 axit

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + 2H2O

Điều chế NO2 :

-Trong công nghiệp :

NO + ½ O2 = NO2

-Trong phòng thí nghiệm :

Cu + 4HNO3(đ) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

S + 6HNO3(đ) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

c Axit Nitơric :

.Điềuchế

-Trong phòng thí nghiệm : cho H2SO4(đ,n) tác dụng với NaNO3

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3

-Trong công nghiệp : quan trọng nhất là phương pháp tổng hợp

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

HNO2 không bền

2HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O

và NO tiếp tục đi vào qui trình sản xuất

Bằng cách này chỉ điều chế được dd HNO3 khoảng 60% để có nồng độ cao hơn người tachưng dung dịch với H2SO4 đ

-Hiện nay điều chế được dd HNO3 98% bằng cách N2O4 ( nhị phân) lỏng tác dụng với nước vàoxy ở 75oC và P= 50 atm

2N2O4 + O2 + 2H2O = 4HNO3 + Q (59,4KJ)

Tính chất lí học :

HNO3 nguyên chất là chất lỏng không màu sôi ở nhiệt độ to= 86oC, đông đặc ở -41oC, tan vôhạn trong nước Axit đặc bốc khói trong không khí (vì hơi HNO3 tạo với nước trong không khíthành những hạt sương mù) khối lượng riêng của HNO3 là 1,5g/cm3

Tính chất hoá học :

Axit HNO3 không bền, dưới tác dụng của ánh sáng bị phân huỷ :

4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2

(nhiệt độ càng cao dd càng đặc sự phân huỷ càng dễ)

-HNO3 có tính OXH mạnh, tuỳ nồng độ axit và tuỳ tính chất của chất khử mà HNO3 bị khửđến các sản phẩm khác nhau

Cu + 4HNO3(đ) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

3Cu + 8HNO3(l) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

4Zn + 10HNO3(rất loãng) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

-Nhiều á kim cũng tác dụng với HNO3

-Axit HNO3 là axit mạnh, điện li hoàn toàn:

HNO3 = H+ + NO3- → tạo các muối nitơrat

-Muối nitơrat :

Đa số muối nitơrat không màu dễ tan trong nước, ở điều kiện thường muối nitơrat bền dễ kếttinh Ở nhiệt độ cao hơn nóng chảy thì chúng bị phân huỷ và sản phẩm phân huỷ phụ thuộcvào bản chất các cation kim loại

+ Muối của kim loại hoạt động khi phân hủy cho Nitrit và oxy:

2NaNO3 → 2NaNO2 + O2