các nguyên tố hóa học nhóm IIA IIIA. hóa học vô cơ

Quan trọng nhất trong thực tế là muối natri tetraborat borac: Na2B4O7.10H2O + Borac: dạng tinh thể, trong suốt không màu, khó tan trong nước nguội, tan nhiều trong nước nóng + Giống axit

Trang 1

NT

khối 9,01 24,31 40,08 87,62 137,34 [236]

ns 2

Trang 3

Nguyên tố nhóm IIA

Tính chất vật lý

- Có màu trắng bạc hoặc xám nhạt

- Có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau:

→ Be, Mg, Ca-β: lục phương

3

Trang 4

→ Ca-α, Sr: lập phương tâm diện

→ Ba: lập phương tâm khối

Một số tính chất vật lý biến đổi không đồng đều

4



Trang 5

5

Trang 6

II A Be Mg Ca Sr Ba

Tnc (oC) 1280 650 850 770 710

Ts (oC) 2507 1100 1482 1380 1500 ĐDĐ riêng

(Ω/cm) 28.104 25.104 23,5.104 3,3.104 1,7.104

Tnc (oC) 180 98 64 39 29

Ts (oC) 1317 883 760 689 666 ĐDĐ riêng

(Ω/cm) 11,8.104 23,0.104 15,9.104 8,9.104 5,6.104

Trang 11

Nguyên tố nhóm IIB

11

Trang 12

1 Các sản phẩm tạo thành khi cho Mg tác

dụng với TiCl4 là gì?

A MgCl2 và Ti B MgCl2 và TiCl

C MgCl2 và TiCl2 D Không phản ứng

2 “Vôi tôi xút” là khối xốp rắn gồm:

A CaO + NaOH B CaO + Ca(OH)2

C CaO + NaO D Ca(OH)2 + NaOH

Trang 13

13

Trang 15

Nguyên tố nhóm IIIA

15

Trang 16

Chương 3 Các nguyên tố nhóm IIIA

3.1 Đặc điểm chung

- B, Al thể hiện số oxi hóa +3, Ga, In, T l ngoài +3, còn có +1

- Bo là ntử quá bé so với các ntử khác cùng nhóm

→ B là nguyên tố phi kim

- Do cấu hình e−, bán kính nguyên tử và thế ion hóa của các nguyên tử khác nhau nên về tính chất hóa học có thể phân thành 3 phân nhóm nhỏ:

+ Bo + Nhôm + Ga, In, Tl

Trang 17

3.2 Tính chất các đơn chất và hợp chất của chúng

3.2.1 Bo

- Bo tồn tại ở dạng vô định hình và các dạng tinh thể

- B gần giống Si hơn là giống Al

- Bo là chất bán dẫn, là chất rất khó nóng chảy (2300oC)

- Ở nhiệt độ thường rất trơ về mặt hóa học, chỉ tác dụng trực tiếp với flo

- Khi đun nóng và ở t0 cao: O2, N2, C → B2O3, BN, B12C3

- Với H2O: chỉ xảy ra phản ứng ở nhiệt độ cao:

2B +3H2O(h) → B2O3 +3H2

17

Trang 18

18

Trang 19

H3BO3 + H2O ↔ [B(OH)4]− + H+ ,K = 10−9

19

Trang 20

3.2.1 Bo

- Borat: Các borat kl kiềm tan được trong nước, các borat khác khó tan Quan trọng nhất trong thực tế là muối natri tetraborat (borac): Na2B4O7.10H2O

+ Borac: dạng tinh thể, trong suốt không màu, khó tan trong nước nguội, tan nhiều trong nước nóng

+ Giống axit boric, borac khan, nóng chảy có khả năng hòa tan các oxit kim loại tạo thành muối borat có màu đặc trưng

Ví dụ: Na2B4O7 + CoO → 2NaBO2.Co(BO2)2 (xanh thẫm)

Trang 21

3.2.1 Bo

Na2B4O7 + Cr2O3 → 6NaBO2.2Cr(BO2)3 (xanh lục)

→ Nhận biết được các kim loại như Co, Cr, Ni, Cu

Ứng dụng của borac:

+ Nhờ khả năng hòa tan oxit kim loại mà borac được dùng để chế thủy tinh quang học, men đồ sứ, đồ sắt

+ Borac được dùng để đánh sạch kim loại trước khi hàn, nên

nó được gọi là hàn the

+ Được dùng để điều chế bột giặt

21

Trang 22

-Nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (650oC), nhiệt độ sôi cao (2467oC)

Trang 23

- Làm ống dẫn dầu thô, bể chứa và thùng xitec

- Tạo hợp kim với nhiều nguyên tố khác (duyara, silumin, macnhali)

23

Trang 24

3.2.2 Nhôm

* Đơn chất:

Về hoạt động hóa học: Là kim loại hoạt động

-Ở đk thường, Al kém hoạt động; đun nóng hoặc loại bỏ lớp oxid bao bọc, Al tác dụng mạnh với oxi và nhiều phi kim khác, tỏa nhiều nhiệt

- Với đơn chất: 4Al +3O2 → 2Al2O3, ΔHo = −167 KJ/mol

+ S, Cl2, Br2 ở nhiệt độ thường; N2 ở 800oC, C ở 2000oC

+ I2 khi đun nóng hoặc có mặt H2O xúc tác

Trang 25

3.2.2 Nhôm

* Đơn chất:

- Nhôm có ái lực lớn với oxi tạo ra Al2O3 rất bền nên ở nhiệt

độ cao nhôm khử nhiều oxit kim loại đến kim loại:

2Al +3CuO → Al2O3 +3Cu (phương pháp nhiệt nhôm)

8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe (hàn đường ray)

- Với H2O: Không tác dụng

- Với axit: Al dễ tan trong dung dịch axit HCl hoặc H2SO4, nhất

là khi đun nóng Thụ động trong HNO3, H2SO4 đặc nguội → làm xitec đựng acid 25

Trang 26

- Oxid nhôm Al2O3: Tồn tại chủ yếu ở hai dạng thù hình:

Al2O3α và Al2O3γ Al2O3α là chất tinh thể không màu, không tan trong nước, được điều chế bằng cách nung Al(OH)3 hoặc muối nhôm ở nhiệt độ cao > 1000oC

Trang 27

+ Ở nhiệt độ thường: không tác dụng với nước, acid, kiềm Ở

1000oC, tác dụng với hidroxid, cacbonat, hidrosunfat kim loại kiềm ở dạng nóng chảy: Al2O3 + Na2CO3 → 2NaAlO2 + CO2

27

Trang 28

3.2.2 Nhôm

- Hidroxid nhôm Al(OH)3: dạng tinh thể được tạo ra khi cho khí

CO2 tác dụng với dd natri aluminat Na[Al(OH)4] Dạng này cũng tồn tại trong tự nhiên ở khoáng vật Hidragilit (hay gipxit) + dạng kết tủa nhầy được tạo ra khi cho hidroxid kim loại kiềm tác dụng với muối nhôm

+ Là chất lưỡng tính điển hình:

[Al(OH)4]- ← Al(OH)3↓ → Al3+ + 3H2O

Trang 29

3.2.2 Nhôm

- Nhôm halogenua AlX3: AlF3, AlCl3, Al2Cl6, Al2Br6, Al2I6

- Nhôm clorua tồn tại ở hai dạng: khan và hidrat

+ Nhôm clorua khan bốc khói mạnh trong không khí, vì nó hút

ẩm mạnh và bị thủy phân giải phóng HCl:

AlCl3 +3H2O → Al(OH)3 + 3HCl + Nhôm hidrat: AlCl3.6H2O hoặc [Al(H2O)6]Cl3 Là tinh thể màu vàng nhạt, chảy rữa trong không khí, dễ tan trong nước

29

Trang 30

3.2.2 Nhôm

- Nhôm sunfat: tồn tại ở hai dạng:

+ dạng khan Al2(SO4)3 - là chất bột màu trắng Ở nhiệt độ >

770oC bị phân hủy, dễ tan trong nước

+ Dạng kết tinh (hidrat) Al2(SO)4.18H2O – là tinh thể (kết tinh

từ dung dịch), đun nóng đến 340oC → muối khan

+ Nhôm sunfat kết hợp với sunfat kl kiềm tạo ra loại muối kép:

M2Al2(SO4)4.24H2O (M =Na, K, Rb, Cs) - gọi là phèn nhôm

Trang 31

3.2.3 Các nguyên tố Ga, In, Tl

- Có nhiệt độ nóng chảy thấp, nhiệt độ sôi cao

- Dễ tạo hợp kim với các kim loại

- Tương đối hoạt động hóa học:

+ Ở nhiệt độ thường: Ga, In có lớp oxid bao bọc (giống Al) nên khá bền, còn Tl bị oxi hóa chậm

+ Đun nóng: Ga, In và nhất là Tl tác dụng mạnh với O2, S, I2

+ Với clo, brôm tương tác ngay ở nhiệt độ thường

31

Trang 32

+ Với HNO3: Ga phản ứng chậm, Tl phản ứng mãnh liệt

+ Với kiềm: Ga khá giống Al; In, Tl không tan, nếu không có mặt chất oxi hóa

32

Trang 33

Các hợp chất của Ga, In chủ yếu tồn tại số oxi hóa +3:

Ga2O3, Ga(OH)3, Ga(OH)−4 , GaCl3 .; In2O3, In(OH)3, InCl3,

Trang 34

+ Hợp chất Tl(III) là chất oxi hóa mạnh, chúng dễ chuyển thành hợp chất Tl(I) Ngược lại hợp chất Tl(I) muốn chuyển sang hợp chất Tl(III) phải cần có chất oxi hóa mạnh

Tl2O3 → Tl2O + O2; Tl2O + O2 → Tl2O3

Trang 35

Câu hỏi:

1 Viết các phương trình phản ứng khi cho B và

Al lần lượt tác dụng với các chất sau: O2, H2O, NaOH, HCl, HNO3, H2SO4

2 Viết phương trình phản ứng khi cho Al lần lượt tác dụng với: Halogen, nito, lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic

35

Trang 36

Câu hỏi:

3 Khi cho Al tác dụng với dung dịch HCl và dung dịch NaOH có cùng nồng độ, phản ứng nào xảy ra mạnh hơn?

4 Phèn là gì? Những kim loại nào có khả năng tạo phèn? Tại sao các ion NH4+ và ion Tl+ có khả năng tạo phèn còn ion Li+ lại không?

Trang 37

Câu hỏi:

5 Viết các phương trình phản ứng sau:

a (Ga, In, Tl) + dd HCl

b (Ga, In, Tl) + dd HNO3 đặc

c (Ga, In, Tl) + dd NaOH

d Ga + dd Na2CO3

37

Trang 39

Câu hỏi:

6 Viết các phương trình phản ứng sau:

a Ga2O3 + 2NaOHnc → 2NaGaO2 + H2O

b In(OH)3 + 6HNO3 → In(NO3)3 + 3H2O

c TlOH + HNO3,loãng → TlNO3 + H2O

d Ga2(SO4)3+ 6NaOH → 2Ga(OH)3↓+ 3Na2SO4

e Tl2S+18HNO3,đ,n→2Tl(NO3)3+12NO2+H2SO4+8H2O

Trang 40

* Sự liên hệ đường chéo Be – Al:

- Thế điện cực chuẩn: Be2+/Be = -1,85 V; Al3+/Al = -1,67 V

- Thụ động hóa với HNO3, H2SO4 đặc nguội

- Đều tan trong kiềm đậm đặc tạo H2

- Các halogenua đều hòa tan trong các dung môi hữu cơ

- Các cacbua Be và Al khi tan trong nước đều cung cấp CH4

- Khả năng tạo phức bền: BeF42-, AlF63-

Trang 43

Ý nghĩa của giãn đồ Latimer

- Giãn đồ Latimer của Cu trong môi trường axit

- Giãn đồ Latimer của Fe trong môi trường kiềm

43

Trang 44

- Giãn đồ Latimer của Oxi trong môi trường axit

- Giãn đồ Latimer của Cl trong môi trường axit

Trang 45

45

Trang 46

- I- dư:

- MnO4- dư:

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	0,93 MB