Bài giảng Hóa vô cơ A - Chương XIV: Các nguyên tố phân nhóm IB - Nguyễn Văn Hòa

Chương XIV nvhoa102@gmail.com 1 CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 2 CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB NỘI DUNG NHẬN XÉT CHUNG I. ĐƠN CHẤT 1. Tính chất vật lý 2. Tính chất hóa học II. HỢP CHẤT 1. Các hợp chất +1 2. Các hợp chất +2 3. Các hợp chất +3 TÀI LIỆU [1] – Tập 3, Chương 9: trang 226 – 252 [2] – Chương 16: trang 282 – 291 [3] – Phần III, Chương 1: trang 374 – 394 Chương XIV nvhoa102@gmail.com 3 NHẬN XÉT CHUNG - Cấu hình electron của 2 lớp ngoài cùng: (n-1)s2 (n-1)p6 (n-1)d10 ns1 Gây ra hiệu ứng chắn kém hơn cấu hình (n-1)s2(n-1)p6  mức độ hoạt động IB < IA Kém bền hơn cấu hình (n-1)s2 (n-1)p6  tạo các hợp chất có số OXH > +1 CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 4 IB Cu Ag Au Rk,(Å) 1,28 1,44 1,44 I1, (eV) 7,72 7,57 9,22 I2, (eV) 20,29 21,50 20,50 I3, (eV) 36,9 34,82 30,50 IA K Rb Cs Rk,(Å) 2,36 2,53 2,74 I1, (eV) 4,32 4,16 3,58 Cu Au: tính KL , khả năng tạo phức , các hợp chất số OXH cao đều có màu, hợp chất tan đều độc. CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 5 I ĐƠN CHẤT 1 Tính chất vật lý - Dễ tạo hợp kim với nhau và với kim loại khác - Dễ tạo hỗn hóng với Hg - Rất dễ kéo sợi, dát mỏng (nhất là Au). CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Kim loại Tonc, oC Tos, oC Tỷ khối Độ cứng (thang Mohr) Độ dẫn điện (Hg = 1) Độ dẫn nhiệt (Hg = 1) Cu 1083 2543 8,94 3,0 57 36 Ag 960,6 2167 10,50 2,7 59 49 Au 1073,4 2880 19,32 2,5 40 35 Chương XIV nvhoa102@gmail.com 6 2 Tính chất hóa học - Kim loại kém hoạt động và hoạt tính  Cu Au: + Tác dụng với oxi không khí 2Cu + O2 + 2H2O  2Cu(OH)2 Cu(OH)2 + Cu  Cu2O + H2O nếu không khí có H2S: 4Ag + 2H2S + O2  2Ag2S + 2H2O CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB t0thường Chương XIV nvhoa102@gmail.com 7 Tác dụng với axit: + Cu tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng có O2kk Cu + H2SO4loãng + 1/2O2kk  CuSO4 + H2O + Cu, Ag tác dụng với axit HI, H2SO4đđ, HNO3 Cu + HI  CuI + 1/2H2 3Ag + 4HNO3loãng  3AgNO3 + NO + 2H2O + Cu, Ag, Au tác dụng với nước cường thủy, dd HCl bão hòa clo, dd CN- trong không khí, HCN đậm đặc Au + HNO3 + 4HCl  H[AuCl4] + NO + 2H2O 2Au + 3Cl2 + 2HCl  2H[AuCl4] 4Au + 8KCN + 2H2O + O2  4K[Au(CN)2] + 4KOH CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 8 II HỢP CHẤT 1 Các hợp chất (+1)  Các oxyt E2O: đều là chất rắn, ít tan trong nước, tan một phần trong dd kiềm đặc. Cu2O + 2NaOHđặc  2Na[Cu(OH)2] - Cu2O và Ag2O tan trong dd NH3đđ : Cu2O + 4NH3 + H2O  2[Cu(NH3)2]OH Ag2O + 4NH3 + H2O  2[Ag(NH3)2]OH - Cu2O bền nhiệt, Ag2O và Au2O kém bền nhiệt CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 9 Điều chế oxyt E2O: 2CuSO4 + 4NaOH + C6H12O6  Cu2O + C6H12O7 + 2H2O + 2Na2SO4 2AgNO3 + 2NaOH Ag2O + 2NaNO3 + H2O 2AuCl + 2KOH Au2O + 2KCl + H2O  Các hydroxit EOH: đều kém bền 2EOH  E2O + H2O CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 10  Các muối Cu(+1), Au(+1): không tan trong nước, ở trạng thái ẩm không bền bị phân hủy, tan trong HClđặc 2CuCl (r)  CuCl2 + Cu (r) 3AuCl (r) AuCl3 + 2 Au (r)  Các muối Ag(+1): bền trong dung dịch. Bị phân hủy dưới tác dụng ánh sáng với mức độ khác nhau: 2AgBr  2Ag + Br2 các halogenua dễ bị phân cực hóa bởi Ag+ CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 11  Phức chất của E(+1): - phức cation amiacat rất bền CuCl + 2NH3  [Cu(NH3)2]Cl Ag2O + 4NH3 + H2O  2[Ag(NH3)2]OH - phức anion phổ biến hơn và bền CuCl + HCl  H[CuCl2] AgBr + 2Na2S2O3  Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 12 2 Các hợp chất (+2) – Cu(+2)  CuO: - Tạo thành khi đốt nóng Cu với không khí hoặc nhiệt phân Cu(OH)2. - Không tan trong nước, dễ tan trong axit, tan trong dd NH3 tạo phức amiacat, phân hủy khi đun nóng CuO + 4NH3 + H2O  [Cu(NH3)4](OH)2 4CuO  2Cu2O + O2 (1100 0C) CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 13 - bị SnCl2, FeCl2 khử về Cu(+1) khi đun nóng 2CuO + SnCl2  2CuCl + SnO2 3CuO + 2FeCl2  2CuCl + CuCl2 + Fe2O3 - bị H2, CO, C, NH3, Al khử về kim loại khi đốt nóng CuO + CO  Cu + CO2 3CuO + 2NH3 k  3Cu + N2 + 3H2O  Hydroxit Cu(OH)2: - không tan trong nước, dễ tan trong axit và dd NH3 Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2 CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 14 - có tính lưỡng tính Cu(OH)2 + 2NaOHđặc,dư  Na2[Cu(OH)4] + 2H2O  Muối Cu(+2): dễ tan, bị thủy phâm, dễ tạo phức như [Cu(H2O)6] 2+ ; [Cu(NH3)4] 2+ ; [Cu(CN)4] 2- ; [CuCl4] 2- 2CuSO4 + 4NaI  2CuI + I2 + 2Na2SO4 * Nước Suâyze: thành phần, tính chất, ứng dụng Nước Fehling: thành phần, tính chất, ứng dụng CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB Chương XIV nvhoa102@gmail.com 15 CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB 3 Các hợp chất (+3) – Au(+3)  Au2O3: - Không tan trong nước, bị phân hủy ở 1600C Au2O3 Au + O2 (160 – 290 0C) - Có tính lưỡng tính Au2O3 + 8HClđặc  2H[AuCl4] + 3H2O Au2O3 + 2NaOHđặc,nóng + 3H2O  2Na[Au(OH)4] Chương XIV nvhoa102@gmail.com 16 CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB  Au(OH)3: - Không tan trong nước, thể hiện tính axit trội hơn tính bazo Au(OH)3 + NaOH  Na[Au(OH)4] Au(OH)3 + 2H2SO4  H[Au(SO4)2] + 3H2O 2Au(OH)3 Au2O3 + 3H2O (100 0C) Chương XIV nvhoa102@gmail.com 17 CHƯƠNG XIV: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB  Muối Au(+3): - Kém bền nhiệt: AuCl3  AuCl + Cl2 (150-185 0C) 2AuCl  2Au + Cl2 (trên 289 0C) - Tính oxi hóa mạnh: 2AuCl3 + 3H2O2  2Au + 3O2 + 6HCl - Dễ tạo phức: AuCl3 + NaCl  Na[AuCl4]