Bài giảng Hóa học - Chương 13: Nhóm VIIb

CHƯƠNG 13. NHÓM VIIBMn Tc Re 25 43 75 [Ar]3d54s2 [Kr]4d55s2 [Xe]4f145d56s2 1.3 1.36 1.37 r [Å]7.43 7.28 7.79 I1 [eV]15.63 15.26 13.1 I2 [eV]33.69 29.5 26.0 I3 [eV] 7.21 11.5 20.99 d [g/cm3]1247 2127 3175 Mp [oC]2146 3927 5760 Bp [oC]II, IV, VII IV, VII III, IV, V, VII Số OXH-1.18 Mn2+/Mn 0.4 Tc2+/Tc 0.3 Re3+/ReTc và Re giống nhau nhiều hơn do bán kính nguyên tử giống nhau.Cấu hình e d5 bền nên I3 lớn hơn tổng I1+I2.Có nhiều số OXH; hợp chất số OXH +7 giống với Cl.Hợp chất Mn bền với số OXH 2, còn Tc-Re có xu hướng bền với số OXH cao hơn.Sự tăng độ bền của trạng thái OXH cao từ nguyên tố nhẹ  nguyên tố nặng giống như nhóm VIB; nguyên nhân là độ bền của liên kết CHT tăng làm độ bền của anion chứa nguyên tố có số OXH cao tăng. 1.69 V1.23 V1.51 V0.5 V0.6 V0.251 V0.51 V0.362 VNỘI DUNGĐƠN CHẤTTính chất lý họcTính chất hóa họcỨng dụngTrạng thái tự nhiên, điều chếHỢP CHẤTOxitMuốiMàu trắng ở dạng khối; bề ngoài Mn giống Fe, Tc và Re giống PtMàu xám ở dạng bộtTính chất cơ học phụ thuộc % tạp chất C, N, H, S, PTÍNH CHẤT LÝ HỌC Mp Bp ΔHR-L d Moxo Hg=1 oC oC kJ/mol g/cm3Mn 1244 2080 280 7.44 5-6 5Tc 2140 4900 649 11.49 - -Re 3180 5900 777 21.04 7.4 4.5TÍNH CHẤT LÝ HỌCTÍNH CHẤT HÓA HỌC(0.56 . 1 + 2.26 . 2)/3 1.69 V(0.95 . 1 + 1.51 . 1)/2 1.23 VMn là kim loại hoạt động; tính kim loại giảm nhanh từ Mn đến ReMn, Re dạng bột cháy trong oxi khi đun nóng tạo thành MnO2, Re2O7; Mn dạng khối tạo lớp oxit bảo vệ ở bề mặt khi nhiệt độ cao, Re khối bị oxi hóa ở nhiệt độ cao hơn 1000 oCMn dễ bị halogen oxi hóa thành MnX2; Re tác dụng với F thành ReF6, với Cl thành ReCl5, với Br thành ReBr5 không bền, với I không tác dụngTRẠNG THÁI TỰ NHIÊNMolybdenite MoS2 - Re ĐIỀU CHẾĐiện phân dd MnCl2 hoặc MnSO4 trong (NH4)2SO4Khử oxit bằng Si trong lò điệnNhiệt AlKhử bằng CKhử bằng HỨNG DỤNG95% Mn dùng trong luyện kim: Mn loại O, S trong thép-gang, Mn tạo hợp kim ra thép đặc biệt  khó rỉ, cứng, chịu mài mòn.Feromangan (70-80%Mn) dùng để chế tạo thép đặc biệtThép 15 %Mn có độ rắn và bền cao  chế tạo ray tàu hỏa, máy nghiền bi, máy đập búaThép Mg-Mn chống ăn mòn tốtHợp kim Cu-Mn-Ni có hệ số nhiệt điện trở thấpHợp kim Re-W-Mo dùng sản xuất đèn điện, dụng cụ điện chân khôngHợp kim W-Re làm cặp nhiệt điện trong khoảng 0-2500 oCRe và hợp chất dùng làm chất xúc tác khi oxi hóa NH3, CH4, hidro hóa C2H4 56% Cu + 35% Ag + 9% Mn88.5% Cu + 6% Zn + 3.5% Mn + 2% Ni the only United States coins to use Mn were the "Wartime" nickel from 1942–1945, and the Sacagawea Dollar (2000–present).HỢP CHẤTMn2O7 là anhidrit của axit pemanganic HMnO4, ở điều kiện thường là chất lỏng, phân hủy chậm ở 55 oC, nổ ở 90 oC, là chất oxy hóa mạnh làm cháy khi tiếp xúc với cồn, etePhụ thuộc vào số OXH, đặc tính axit-bazo của oxit sẽ biến đổi. Tính bazo giảm dần, tính axit tăng dần theo số OXH tăng của nguyên tốTính chất axit-bazo của hidroxit sẽ tương tự như của oxit tương ứngMuối Mn(II) bền nhất. Mn2+ có tính khử yếu nên chỉ tác dụng với chất OXH mạnhMnSO4.4H2O, MnCl2.4H2O, Mn(NO3)2.6H2O màu hồng nhạt, dễ tan trong nướcĐa số phức chất của Mn2+ là spin cao [MnF6]4- [MnCl4]2-, [Mn(NH3)6]2+, ít bền trong nước; trừ ion phức spin thấp [Mn(CN)6]4-Muối Mn(III) không bền.Bền hơn cả là muối kép CsMn(SO4)2.12H2O màu đỏ thắmMuối Mn(IV) không bền.Các ion phức [MnF6]2-, [MnCl6]2- tương đối bềnMnO2 có tính OXH; điều chế Cl2Mn(VI) trong axit manganic H2MnO4H2MnO4 không điều chế được ở dạng tự doMuối manganat tạo thành khi nấu nóng chảy MnO2 trong kiềm và chất OXHManganat kim loại kiềm tan trong nước, dung dịch có màu xanh của ion MnO42-. Ion này chỉ bền trong dung dịch kiềm mạnh-đặc, nếu không sẽ bị phân hủy theo phản ứng:Mn(VII) trong axit pemanganic HMnO4HMnO4 là axit mạnh, nồng độ max 20% trong dung dịchMuối pemanganat bền hơn, quan trọng nhất là KMnO4, tinh thể tím sẫm, dễ tan trong nướcPhản ứng điều chế oxy trong phòng thí nghiệmMnO4- OXH mạnh, sản phẩm phụ thuộc pH:Trong môi trường axit mạnhTrong môi trường trung tính, axit-kiềm yếuTrong môi trường kiềm mạnh, đặcHợp chất Re(VII) bền nhấtAnhidrit perenic Re2O7 là chất rắn màu vàng, rất bền, không phân hủy khi nóng chảy và bay hơi, tác dụng với nước tạo axit perenic HReO4Muối perenat không màu, bền hơn muối pemanganat. KReO4 bay hơi trên 1000 oC không bị phân hủy  tính chất OXH của ReO4- rất yếu