HÓA vô cơ NHÓM IVA ppt _ HÓA VÔ CƠ

Quặng chì quan trọng PbS... II- Tính ChấtTính kim loại tăng từ trên xuống trong phân nhóm IVA.

Trang 1

IVA: C, Si, Ge,

Bài giảng pptx các môn ngành Y dược hay nhất có

https://123doc.net/users/home/user_home.php?use_id=7046916

Trang 2

IVA: C, Si, Ge, Sn, Pb (ns2np2)

I- Trạng Thái Tự nhiên

Trang 3

I- Trạng Thái Tự nhiên

Silic thuộc loại nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, vỏ trái đất Silic tồn tại dưới dạng hợp chất, chủ yếu SiO 2 , aluminosilicat Gecmani là nguyên tố phân tán trong các khoáng chất

Thiếc chỉ gặp ở khoáng chất SnO 2 Quặng chì quan trọng PbS Gecmatit (Co 2 S, CuS, GeS 2 ) và acgilodit (4 Ag 2 S, GeS 2 ).

Trang 4

II- Tính Chất

Kim cương cứng, mạng lưới phối trí lập phương, không dẫn điện.

Carbon than chì có tính dẫn điện và có ánh kim.

Si, Ge trạng thái lai hoá sp 3 cấu tạo tuơng tự như kim cương.

Si, Ge có các orbital d trống tạo vùng dẫn, là những chất bán dẫn.

1- Tính Chất Vật Lý

Carbon than chì lai hoá sp 2 liên kết pi tán vị trong toàn bộ phân tử

Trang 5

Kim cương cứng, mạng lưới phối trí lập phương, không dẫn điện.

Carbon than chì có tính dẫn điện và có ánh kim.

Si, Ge trạng thái lai hoá sp 3 cấu tạo tuơng tự như kim cương.

Si, Ge có các orbital d trống tạo vùng dẫn, là những chất bán dẫn.

Carbon than chì lai hoá sp 2 liên kết pi tán vị trong toàn bộ phân tử

Trang 6

Chì tồn tại dưới dạng mạng tinh thể kim loại.

Thiếc ở nhiệt độ 13,2 0 C đến 161 0 C ở dạng β, trắng, kim loại

Thiếc ở nhiệt độ thấp 13,2 0 C ở dạng thù hình , xám, kim cuơng

Thiếc ở nhiệt độ trên 161 0 C ở dạng γ, cấu tạo kim loại

Trang 7

Tính kim loại tăng từ trên xuống trong phân nhóm IVA.

Khối lượng riêng g/cm 3 C 3,51 Si 2,33 Ge 5,32 Sn 7,3 Pb 11,34 Nhiệt nóng chảy 0 C C 3900, Si 1412, Ge 937,1, Sn 231,9, Pb 327,4 Năng lượng ion hoá ev C 11,25, Si 8,15, Ge 7,88, Sn 7,34, Pb 7,41

Chì thể hiện tính kim loại rõ rệt.

Trang 8

Cấu tạo vỏ điện tử hoá trị cho biết hoá trị IVA là II và IV.

Do cấu tạo vỏ điện tử hoá trị của IVA, có nhiều trạng thái lai hoá.

C thể hiện tính khử được sử dụng nhiều trong luyện kim.

2- Tính Chất Hoá Học

Từ C đến Pb tính kim loại tăng, tính không kim loại giảm.

Trang 9

Si thụ động trong các dung dịch acid trừ hỗn hợp HF và HNO 3

Si được sử dụng trong kỹ thuật bán dẫn, luyện kim Si-Fe.

Trang 10

Ở nhiệt thường Ge, Sn bền với không khí nước, riêng Pb tan ít

Trang 11

Phản ứng của IVA với không kim loại ở nhiệt độ cao.

GeO 2 , SnO 2 , PbO 2 , GeCl 4 , SnCl 4 , PbCl 2 , SnS, PbS

Ge không phản ứng với HCl, H 2 SO 4 loãng

E + 4 HNO 3 → H 2 EO 3 + 4 NO 2 + H 2 O (acid germanic, stanic)

Trang 12

Trong dung dịch HNO 3 loãng, thiếc chuyển thành nitrat

3 Sn + 8 HNO 3 (l) → 3 Sn(NO 3 ) 2 + 2 NO + 4 H 2 O

3 Pb + 8 HNO 3 (bk) → 3 Pb(NO 3 ) 2 + 2 NO + 4 H 2 O

Trong dung dịch HCl đặc, thiếc, chì cho H 2 ECl 4 , HECl 3

Trang 13

Trong dung dịch kiềm nóng Sn, Pb tan tạo phức

E + 2 KOH + 2 H 2 O → K 2 [E(OH) 4 ] + H 2

Ge chỉ tan trong kiềm khi có mặt chất oxi hoá

Ge + 2 KOH + 2 H 2 O 2 → K 2 [Ge(OH) 6 ]

Trang 14

III- Chế Tạo Và Công Dụng

Theo các dữ kiện nhiệt động học đã được thực hiện thử nghiệm

Khi áp suất đạt đến 15 000 atm.

Ở nhiệt độ phòng 300 K than chì sẽ chuyển thành kim cương

Để phản ứng xảy ra nhanh cần tăng nhiệt độ và áp suất cao hơn

C (gr) → C (kc)

Trang 15

Than cốc, dùng trong luyện kim, cháy toả nhiều nhiệt.

Than hoạt được chế từ than gỗ theo phưonơ pháp đặc biệt

Than gỗ, dùng luyện kim màu, than gỗ không có lưu huỳnh

Than hoạt dùng hấp phụ chất màu, chất độc

Than xương, chế tạo bằng cách đốt xương, hấp phụ màu, mùi

Trang 16

Muội đèn, tạo thành khi đốt dầu xấu, rất đen, cấu tạo hạt nhỏ

Trong cao su

Thường dùng làm chất khử trong hoá , làm mực in, chất đen

Si, Ge được chế tạo từ SiO 2 , GeO 2 với tác nhân khử Mg, C, CaC 2 SiO 2 + 2 Mg → 2 MgO + Si

Trang 17

Ge, Si siêu tinh khiết rất quan trọng dùng làm chất bán dẫn.

Si (thô) + 2 Mg → Mg 2 Si

SiH 4 → Si + 2 H 2

Mg 2 Si + 4 HCl → 2 MgCl 2 + SiH 4

Trang 18

Cho Si hay Ge tác dụng với clor chuyển thành SiCl 4 , GeCl 4

SiCl 4 , GeCl 4 những chất dễ bay hơi, tinh chế cất phân đoạn

SiCl 4 → Si + 2 Cl 2

Nhiệt phân SiCl 4 , GeCl 4 sẽ được Si, Ge tinh khiết

GeCl 4 → Ge + 2 Cl 2

Trang 19

Sn, Pb được điều chế bằng cách dùng C khử các oxid của chúng

Riêng đối với quặng galen PbS phải nướng quặng trước.

SnO 2 + 2 C → Sn + 2 CO

2 PbS + 3 O 2 → 2 SO 2 + 2 PbO

PbO + C → Pb + CO

Trang 20

IV- Hợp Chất

1 Hợp chất với hydro

Carbon có số oxi hoá – IV, từ Si trở xuống số oxi hoá + IV

Các hydrocarbon phân ra nhiều loại, nghiên cứu trong hoá hữu cơ Hợp chất Si, Ge với hydro gọi là hydrur, silan

SiH 4 methyl silan, kém bền hơn alkan do Si-Si kém bền hơn C-C

Trang 21

1 Hợp chất với hydro

SiH 4 cháy ngay khi tiếp xúc không khí

SiH 4 + 2 O 2 → SiO 2 + 2 H 2 O

Hợp chất Ge, Sn với hydro GeH 4 , Ge 2 H 6 , SnH 4 , Sn 3 H 8 , PbH 4

Các hợp chất này có tính khử mạnh

Trang 22

2 Oxid, Hydroxid (hợp chất hoá trị II)

Các oxid của IVA CO, SiO, GeO, SnO, PbO

HCOOH, HSiOOH, Ge(OH) 2 , Sn(OH) 2 , Pb(OH) 2

Các hợp chất trên có tính acid giảm dần

Các hydroxid của IVA

Trang 23

Tính chất lưỡng tính tạo ra muối Ge 2+ , Sn 2+ , Pb 2+ , EO 2

2-CO dùng làm chất khử trong lò cao, ở nhiệt độ cao.

Các hợp chất trên có tính khử giảm dần

Hoá trị II trung gian, nhưng thể hiện tỉnhkhư là chủ yếu

Trang 24

Tính chất khử thể hiện mạnh trong môi trường kiềm

+ 6 NaNO 3

2 Bi(NO 3 ) 3 + 3 Na 2 [Sn(OH) 4 ] + 6 NaOH → 2 Bi + 3 Na 2 [Sn(OH) 6 ]

Pb(CH 3 COO) 2 + Cl 2 + 4 KOH → PbO 2 + 2 KCl + 2 CH 3 COOK + 2 H 2 O

Trang 25

Tính acid giảm, tính base tăng, tính khử giảm dần

CO SiO GeO SnO PbO

HCOOH HSiOOH H 2 GeO 2 H 2 SnO 2 H 2 PbO 2

CO được chế tạo từ đốt than thiếu không khí, nhiệt phân HCOOH

Trang 26

CO là khí không màu, không mùi, rất độc, ít tan trong nước.

CO + Cl 2 → COCl 2

PbCl 2 + CO + H 2 O → 2 HCl + CO 2 + Pb

5 CO + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 → 5 CO 2 + K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 +3 H 2 O

Trang 27

CO khử các oxid kim loại trong lò cao, điều chế kim loại.

y CO + M x O y → y CO 2 + x M

Phân tử CO tham gia phối trí với các ion kim loại tạo phức chất

CO dễ kết hợp Fe 2+ trong Hb làm mất khả năng vận chuyển oxy

Trang 28

3 Oxid (hợp chất hoá trị IV)

CO 2 , SiO 2 , GeO 2 , SnO 2 , PbO 2

H 2 CO 3 , H 2 SiO 3 , Ge(OH) 4 , Sn(OH) 4

Tính acid giảm dần, tính base tăng dần.

Ge(OH) 4 , Sn(OH) 4 có tính lưỡng tính

Trang 29

CO 2 khí không màu không mùi hoá lỏng ở nhiệt độ thường khi

Nén đến 60 atm, carbonic lỏng bay hơi làm lạnh môi trường

Tuyết khô dùng để làm lạnh

Đệm CO 3 2- /HCO 3 - các carbonat kiềm thổ không tan.

Trang 30

Nước cứng do hydrocarbonat kim loại kiềm thổ

Cách làm mềm nước

Dùng nhiệt

Ca(OH) 2 , NaOH, Na 2 CO 3 , trao đổi ion.

Trang 31

SiO 2 là chất rắn, tinh khiết có tên thạch anh, lẫn tạp gọi là cát.

SiO 2 tan trong HF và tan trong NaOH

Thuỷ tinh lỏng Na 2 SiO 3 dễ bị thuỷ phân cho acid silicic

x SiO 2 y H 2 O là khối rắn, nhiều lỗ nhỏ, hấp phụ, hút ẩm silicagel

Trang 32

Amiang 3 MgO, 2 SiO 2 , 2 H 2 O vật liệu chịu nhiệt.

2 SiO 2 Al 2 O 3 , 2 H 2 O cao lanh, đất sét

Cement CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 và một số chất khác

Nung đất sét với đá vôi thu được cement

Trang 33

Thuỷ tinh Na 2 O, CaO, 6 SiO 2 được chế tạo bằng cách nung

CaCO 3 , Na 2 CO 3 , SiO 2 đến 1400 0 C

Thuỷ tinh bị ăn mòn bởi nước hoặc acid trên bề mặt

Sự ăn mòn chỉ ngắn hạn Ăn mòn do base là lâu dài, SiO 2 bị tan

Trang 34

Thuỷ tinh có màu xanh lá do lẫn tạp chất Fe 2+

Giảm CaCO 3 , Na 2 CO 3 thay bằng SiO 2 và B 2 O 3 cho thuỷ tinh

Chịu đuợc acid (thuỷ tinh trung tính) và chịu nhiệt (pyrex)

Dùng làm dụng cụ thí nghiệm, ống tiêm

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	444,5 KB