Chương VII: Các nguyên tử nhóm VA | Bài giảng môn Hóa vôn cơ | Đại học Bách khoa hà nội

Chương VII: Các nguyên tử nhóm VA. Tài liệu trắc nghiệm môn Hóa vôn cơ giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

25 13 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Hóa vô cơ (htt)

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thông tin:

7 trang 1 tháng trước

Tác giả:

Profile Lê Na
3/10/2012
1
1
Ch−¬ng VII
C¸c nguyªn tè nhãm VA
2
Gåm c¸c nguyªn tè: N, P, As, Sb, Bi
- N, P cã tÝnh phi kim, As thÓ hiÖn tÝnh phi kim nhiÒu
h¬n, Sb l−ìng tÝnh, Bi tÝnh
kim lo¹i
- Sè oxi ho¸: +3 vµ +5, riªng N cßn thªm (-3)
- §é bÒn cña sè oxi ho¸ + 3 vµ +5 t¨ng dÇn khi ®i tõ N
®Õn P
- §é bÒn cña sè oxi ho¸
+3 t¨ng dÇn tõ P ®Õn Bi, cßn
®é bÒn sè oxi ho¸
+5 gi¶m dÇn.
3
Nit¬
CÊu t¹o vµ tÝnh chÊt lý häc
- 1s
2
2s
2
2p
3
- Hai nguyªn tö N trong ph©n tö liªn kÕt víi nhau b»ng
3 liªn kÕt. Theo ph−¬ng ph¸p MO cÊu h×nh electron
cña ph©n tö N
2
: (KK) σ
s
2
σ
s
*
2
π
x
2
=π
y
2
σ
z
2
. E liªn kÕt
trong ph©n tö N
2
rÊt lín cì 941 KJ.mol
-1.
V× vËy, ë ®iÒu
kiÖn nhiÖt ®é th−êng N
2
rÊt tr¬ vÒ ph−¬ng diÖn ho¸
häc
.
- ë ®iÒu kiÖn th−êng N
2
lµ khÝ kh«ng mµu, kh«ng mïi,
kh«ng vÞ,
ho¸ láng ë -196
o
C vµ ho¸ r¾n ë -210
o
C, Ýt tan
trong n−íc vµ dung m«i h÷u c¬, do cã nhiÖt ®é s«i rÊt
thÊp nªn ®−îc sö dông
trong c«ng nghiÖp còng nh−
c¸c
phßng thÝ nghiÖm ®Ó t¹o nhiÖt ®é thÊp, t¸c nh©n
lµm l¹nh
.
4
- Sè oxi ho¸ cña N: Cã c¸c sè oxi ho¸ tõ -3 ®Õn +5
-3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5
NH
3
N
2
H
4
NH
2
OH N
2
N
2
O NO N
2
O
3
NO
2
N
2
O
5
5
TÝnh chÊt ho¸ häc
- ë nhiÖt ®é th−êng rÊt kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc chØ
ph¶n øng víi Li ®Ó t¹o thµnh
Li
3
N
- ë nhiÖt ®é cao ho¹t ®éng h¬n song vÉn kÐm, ®a
sè c¸c ph¶n øng x¶y ra ph¶i cã mÆt xóc t¸c, vÝ dô:
N
2
+ 3H
2
⇄ 2NH
3
x¶y ra ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é rÊt
cao, cã mÆt xóc t¸c Pt
t
cao
N
2
+ O
2
= 2NO
6
§iÒu chÕ N
2
- Trong phßng thÝ nghiÖm: N
2
®−îc ®iÒu chÕ
b»ng nhiÖt ph©n muèi amon nitrit
NH
4
NO
2
→ N
2
+ 2H
2
O
HoÆc nhiÖt ph©n dung dÞch b·o hoµ cña hçn
hîp
NH
4
Cl vµ NaNO
2
, hoÆc nhiÖt ph©n muèi
Na
3
N
- Trong c«ng nghiÖp: Ho¸ láng kh«ng khÝ vµ
ch−ng cÊt ph©n ®o¹n thu ®−îc N
2
nguyªn
chÊt
3/10/2012
2
7
Hîp chÊt NH
3
CÊu t¹o vµ tÝnh chÊt lý häc
- NH
3
cã cÊu t¹o lµ th¸p tam gi¸c, gãc liªn kÕt HNH = 107
o
3’,
d
N-H
= 1,015A.
- Ph©n tö NH
3
cã cÊu t¹o kh«ng ®èi xøng nªn monmen l−ìng
cùc cña ph©n tö lµ 1,5D, gi÷a c¸c ph©n tö NH
3
cã liªn kÕt
hydro.
- Momen l−ìng cùc lín vµ liªn kÕt hydro tån t¹i nªn ph©n tö
NH
3
cã
t
o
nc
= -78
o
C vµ t
s
=-33
o
C (cao bÊt th−êng so víi c¸c
hîp chÊt kh¸c trong còng ph©n nhãm)
- §é hoµ tan cña NH
3
trong n−íc còng rÊt lín. ë ®iÒu kiÖn
th−êng 1 lÝt n−íc cã thÓ hoµ tan ®−îc 700 lÝt khÝ NH
3
.
- §©y lµ khÝ kh«ng mµu, mïi khai, xèc. NH
3
l−u th«ng trªn thÞ
tr−êng th−êng ë d¹ng láng (n−íc) cã nång ®é 25%, cã khèi
l−îng riªng lµ 0,91 g/cm
3
.
8
TÝnh chÊt ho¸ häc
§−îc ®Æc tr−ng bëi ba tÝnh chÊt ho¸ häc: tÝnh
baz¬, tÝnh khö vµ ph¶n øng thÕ hydro:
- Cã
tÝnh baz¬ yÕu trong n−íc, do cã c©n b»ng sau
trong n−íc:
NH
3
+ H
2
O ⇆ NH
4
+
+ OH
-
; K
b
= 1,8.10
-5
ë t= 25
o
C
- Ph¶n øng
kÕt hîp: do N trong ph©n tö NH
3
cßn 1
cÆp e ch−a tham gia liªn kÕt
+
NH
3(K)
+ HCl
(K)
= NH
4
Cl
+ NH
3
còng dïng cÆp e nµy ®Ó t¹o liªn kÕt cho-
nhËn víi nhiÒu ion kim lo¹i chuyÓn tiÕp t¹o thµnh
phøc chÊt
Cu
2+
+ 4NH
3
= [Cu(NH
3
)
4
]
2+
9
- Ph¶n øng thÓ hiÖn tÝnh khö:
t
o
4NH
3
+ 3O
2
→ 2N
2
+ H
2
O
t
o
= 800
o
C, Pt
4NH
3
+ 5O
2
→ 4NO + 6H
2
O
8NH
3(K,L)
+ 3Br
2
→ N
2
+ 6NH
4
Br
- Ph¶n øng thÕ:
t
o
= 400
o
C
2Na + 2NH
3
→ 2NaNH
2
+ H
2
10
§iÒu chÕ NH
3
- Trong phßng thÝ nghiÖm:
t
o
C
NH
4
Cl + Ca(OH)
2
→ 2NH
3
+ CaCl
2
+ 2H
2
O
- Trong c«ng nghiÖp: §i tõ N
2
vµ H
2
t
o
,p,xt
N
2
(K) + 3H
2
(K) → 2NH
3
(K)
Muèi amoni:
- Kh«ng mÇu, tan trong n−íc
- Cã chøa ion NH
4
+
, cã tÝnh axÝt
- DÔ bÞ nhiÖt ph©n:
t
o
NH
4
Cl(r) → NH
3
(K) + HCl(K)
t
o
(NH
4
)
2
CO
3
→ NH
3
(K) + CO
2
(K) + H
2
O(h)
t
o
NH
4
NO
2
→ N
2
+ 2H
2
O
t
o
NH
4
NO
3
→ N
2
O + 2H
2
O
11
C¸c oxit cña nit¬
C¸c oxit cña nit¬ ®ã lµ N
2
O, NO, N
2
O
3
, NO
2
, N
2
O
5
, trong
®ã c¸c oxit quan träng ®ã lµ NO vµ NO
2
KhÝ NO
- Kh«ng mµu, rÊt ®éc, khã hoµ tan trong n−íc, ë 0
o
C 1
lÝt n−íc hoµ tan ®−îc 0,074 lÝt NO,
t
o
nc
= -163
o
C, t
s
= -
150
o
C
- CÊu h×nh electron cña NO (KK)σ
s
2
σ
s
*
2
π
x
2
=π
y
2
σ
z
2
π*
1
,
cã bËc liªn kÕt lµ 2,5, cã
tÝnh thuËn tõ.
- Ph©n tö NO t−¬ng ®èi bÒn vµ kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc
12
+ V× cã 1e ®éc th©n trong ph©n tö, nªn cã kh¶ n¨ng
trïng hîp ph©n tö (ho¸ r¾n) nhê sù ghÐp ®«i cña
c¸c e ®éc th©n ®Ó t¹o thµnh c¸c dime N
2
O
2,
, mét
phÇn c¸c dime tån t¹i ë tr¹ng th¸i láng
+ DÔ dµng kÕt hîp víi O
2
t¹o thµnh khÝ NO
2
:
2NO + O
2
= 2NO
2
+ T−¬ng t¸c víi Cl
2
, Br
2
t¹o thµnh nitrozoni halogenua:
2NO + Cl
2
= 2NOCl
3/10/2012
3
13
+ Trong phßng thÝ nghiÖm:
3Cu + 8HNO
3
(lo·ng) = 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
2NaNO
2
+ 2NaI + 4H
2
SO
4
= 2NO + I
2
+ 2H
2
O +
4NaHSO
4
+ NO t¹o ra khi cã sÊm sÐt, hoÆc tõ c¸c qu¸ tr×nh ®èt
ch¸y c¸c nhiªn liÖu ho¸ th¹ch
, cña c¸c ®éng c¬ ®èt
trong.
+ §©y lµ mét trong nh÷ng khÝ g©y
khãi mï quang ho¸,
gãp phÇn cïng víi mét sè khÝ kh¸c g©y nªn
m−a axit.
14
KhÝ NO
2
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lµ chÊt khÝ mµu n©u, nÆng
h¬n kh«ng khÝ cã
mïi khã chÞu vµ rÊt ®éc, cã cÊu
t¹o gãc gÉy, gãc liªn kÕt
ONO lµ 134
o
, còng cã
1e ®éc th©n trong ph©n tö, nªn cã t
Ýnh thuËn tõ
- 2NO
2
⇆ N
2
O
4
, khi nhiÖt ®é h¹ th× c©n b»ng dÞch
chuyÓn vÒ phÝa N
2
O
4
, khi t¨ng nhiÖt ®é th× c©n
b»ng dÞch chuyÓn vÒ phÝa NO
2
- NO
2
lµ oxit axit, nã ph¶n øng víi n−íc t¹o thµnh
c¸c axit:
2NO
2
+ H
2
O = HNO
3
+ HNO
2
- NO
2
ph¶n øng víi kiÒm:
2NO
2
+ 2NaOH = NaNO
2
+ NaNO
3
+ H
2
O
15
- §iÒu chÕ trong phßng thÝ nghiÖm:
t=400
o
C
2Pb(NO
3
)
2
→ 2PbO + 4NO
2
+ O
2
Cu + 4HNO
3
(®Æc) = Cu(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ 2H
2
O
16
Axit nitric
TÝnh chÊt lý häc
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lµ chÊt láng kh«ng mµu, bèc
khãi m¹nh trong kh«ng khÝ,
t
nc
=-41,6
o
C,t
s
=
82,6
o
C, cã kh¶ n¨ng hoµ tan trong n−íc theo bÊt
cø tû lÖ nµo, t¹o víi n−íc mét
hçn hîp ®ång s«i
chøa 69,2% axit vµ s«i ë 122
o
C
- Axit nitric kÐm bÒn, dÔ bÞ ph©n huû d−íi t¸c dông
cña ¸nh s¸ng vµ nhiÖt ®é:
4HNO
3
= 4NO
2
+ O
2
+ 2H
2
O, NO
2
sinh ra hoµ
tan trong axit lµm cho axit cã mµu vµng.
17
TÝnh chÊt ho¸ häc
- HNO
3
lµ axit m¹nh
- Cã tÝnh
oxy ho¸ m¹nh, HNO
3
cã thÓ oxi ho¸
®−îc hÇu hÕt c¸c kim lo¹i, c mét sè kim lo¹i
kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc nh− Cu, Ag, Hg
+ Kim lo¹i + HNO
3
®Æc cho s¶n phÈm cña sù khö
HNO
3
lµ NO
2
+ Kim lo¹i kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc + HNO
3
lo·ng
cho s¶n phÈm cña sù khö HNO
3
lµ khÝ NO
+ Kim lo¹i ho¹t ®éng + HNO
3
lo·ng cho s¶n phÈm
cña sù khö HNO
3
ngoµi NO cßn cã thÓ lµ N
2
O,
N
2
, NH
4
+
tuú thuéc vµo nång ®é cña axit vµ ®é
ho¹t ®éng cña kim lo¹i, VÝ dô:
18
4Zn + 10HNO
3
(lo·ng) = 4Zn(NO
3
)
2
+ NH
4
NO
3
+ 3H
2
O
(s¶n phÈm cã thÓ lµ
NO, N
2
, N
2
O)
+ Cã kh¶ n¨ng oxi ho¸ ®−îc mét sè phi kim cã
®é ©m ®iÖn nhá nh−
C, P, S
S + 6HNO
3
(®Æc) = H
2
SO
4
+ 6NO
2
+ 2H
2
O
- Hçn hîp 1V HNO
3
®Æc víi 3V HCl ®Æc ®−îc
gäi lµ
n−íc c−êng toan. N−íc c−êng toan cã
thÓ hoµ tan ®−îc c¸c kim lo¹i rÊt tr¬ nh−
Au,
Pt, Rh, Ir
,…VÝ dô:
Au + HNO
3
+ 4HCl = H[AuCl
4
] + NO + 2H
2
O
3/10/2012
4
19
§iÒu chÕ axit HNO
3
-Trong c«ng nghiÖp axit HNO
3
®−îc ®iÒu chÕ ®i tõ NH
3
:
Pt-Rh,t=800-900
o
C
4NH
3
+ O
2
→ 4NO + 6H
2
O
2NO + O
2
= 2NO
2
3NO
2
+ H
2
O = 2HNO
3
+ NO, NO sinh ra do qu¸ tr×nh
hoµ tan l¹i quay trë l¹i quy tr×nh
- Trong phßng thÝ nghiÖm:
§Ó cã ®−îc axit tinh khiÕt b»ng ph−¬ng ph¸p ch−ng
ph©n ®o¹n axit lo·ng chØ thu ®−îc HNO
3
68,5% do t¹o
thµnh hçn hîp ®ång s«i. Do ®ã ®Ó cã axit HNO
3
tinh
khiÕt ch−ng cÊt axit lo·ng cã mÆt H
2
SO
4
®Æc ®Ó nã hÊp
thô n−íc. HoÆc cã thÓ ®iÒu chÕ HNO
3
tinh khiÕt tõ ph¶n
øng oxi ho¸ vµ hydrat ho¸ N
2
O
4
láng theo ph¶n øng:
2N
2
O
4
+ O
2
+ 2H
2
O = 4HNO
3
20
-
Muèi nitrat:
+ HÇu hÕt c¸c muèi nitrat ®Òu dÔ tan trong n−íc,
bÒn ë nhiÖt ®é th−êng. Tuy nhiªn ®é bÒn vµ s¶n
phÈm ph©n huû cña muèi nitrat cßn phô thuéc vµo
b¶n chÊt cña cation t¹o thµnh muèi
+ Nitrat cña c¸c kim lo¹i ho¹t ®éng nh− kim lo¹i
kiÒm khi nhiÖt ph©n t¹o thµnh nitrit:
2KNO
3
→ 2KNO
2
+ O
2
+ Nitrat cña c¸c kim lo¹i kÐm ho¹t ®éng nh− b¹c,
thuû ng©n khi nhiÖt ph©n t¹o thµnh kim lo¹i:
Hg(NO
3
)
2
→ Hg + 2NO
2
+ O
2
+ Nitrat cña c¸c kim lo¹i n»m gi÷a hai lo¹i trªn khi
nhiÖt ph©n t¹o thµnh oxit kim lo¹i, vÝ dô:
2Pb(NO
3
)
2
→ 2PbO + 4NO
2
+ O
2
21
- Ion NO
3
-
+ Trong m«i tr−êng trung tÝnh hÇu nh− kh«ng thÓ hiÖn tÝnh
oxi ho¸
+ Trong m«i tr−êng axit nã cã kh¶ n¨ng nh− axit HNO
3
, s¶n
phÈm cña ph¶n øng khö cßn tuú thuéc vµo nång ®é axÝt,
b¶n chÊt cña chÊt khö
(NO
2
, HNO
2
, NO, N
2
, NH
4
+
)
+ Trong m«i tr−êng kiÒm nã bÞ mét sè kim lo¹i nh− Al, Zn
khö ®Õn NH
3
NO
3
-
+ 4Zn + 7OH
-
+ 6H
2
O = 4[Zn(OH)
4
]
2-
+ NH
3
22
Axit nitr¬
Axit yÕu cã K
a
= 4.10
-4
, cã thÓ tån t¹i ë tr¹ng th¸i khÝ
vµ trong dung dÞch n−íc. ë tr¹ng th¸i khÝ cã c©n
b»ng sau:
2HNO
2
⇋ NO + NO
2
+ H
2
O
Dung dÞch cña axit HNO
2
kh«ng bÒn, dÔ bÞ ph©n
huû, nhÊt lµ khi ®−îc ®un nãng:
3HNO
2
= HNO
3
+ H
2
O + 2NO
Do kh«ng bÒn nªn axit nitr¬ rÊt ho¹t ®éng ho¸ häc,
võa thÓ hiÖn tÝnh oxi ho¸ vµ võa thÓ hiÖn tÝnh khö:
HNO
2
+ e + H
+
= NO + H
2
O ε
o
= 1,00V
NO
3
-
+ 2e + 3H
+
= HNO
2
+ H
2
O ε
o
= 0,94V
23
* Axit HNO
2
oxi ho¸ ®−îc HI ®Õn I
2
, SO
2
®Õn
H
2
SO
4
, Fe
2+
®Õn Fe
3+
vµ s¶n phÈm khö lµ
NO
2HI + 2HNO
2
= 2NO + I
2
+ 2H
2
O
* Ph¶n øng víi c¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh nh−
KMnO
4
, MnO
2
, PbO
2
axit HNO
2
®−îc oxi ho¸
thµnh axit HNO
3
:
2KMnO
4
+ 3H
2
SO
4
+ 5HNO
2
= 2MnSO
4
+
5HNO
3
+ K
2
SO
4
+ 3H
2
O
* Muèi cña axit nitrit bÒn h¬n axit, hÇu hÕt dÔ
tan trong n−íc, trõ AgNO
2
th−êng gÆp Ýt tan.
Trong m«i tr−êng axit NO
2
-
cã tÝnh oxi ho¸ khö
nh− HNO
2
.
24
Phèt pho
TÝnh chÊt lý häc
Cã nhiÒu d¹ng thï h×nh: P tr¾ng, P ®á vµ P ®en
- Phèt pho tr¾ng:
+ CÊu tróc kiÓu m¹ng l−íi, gåm nh÷ng ph©n tö P
4
, t
nc
=
44
o
C, t
s
= 257
o
C, dÔ tan trong c¸c dung m«i: CS
2
vµ
benzen.
+ Tr¹ng th¸i
L vµ tr¹ng th¸i H cña P tr¾ng ®Òu gåm c¸c
ph©n tö P
4
. Ph©n tö P
4
cã cÊu t¹o lµ h×nh tø diÖn ®Òu
víi c¸c nguyªn tö P n»m ë ®Ønh, d
P-P
=2,2A, gãc PPP
lµ 60
o
, trªn 700
o
C ph©n tö P
4
b¾t ®Çu ph©n huû thµnh
ph©n tö P
2
, kho¶ng 3000
o
C ph©n tö P
2
bÞ ph©n huû
thµnh c¸c nguyªn tö P.
3/10/2012
5
25
+ P
tr¾ng
lµ d¹ng Ýt bÒn nhÊt cña phèt pho vÒ mÆt
nhiÖt ®éng häc. Tuy nhiªn P
tr¾ng
lµ tr−êng hîp
®Æc biÖt ®−îc chän lµm tr¹ng th¸i chuÈn cña
P (∆H
o
298,s
= 0 vµ ∆G
o
298,s
= 0). P
tr¾ng
chuyÓn
thµnh P
®á
trong ®iÒu kiÖn t= 270
o
C trong
kho¶ng 48 giê
26
- P
®á
lµ chÊt v« ®Þnh h×nh gåm c¸c ph©n tö P∝, t
nc
=
600
o
C, ë ¸p suÊt cao th¨ng hoa t¹o thµnh h¬i gåm
c¸c ph©n tö P
4
. H¬i nµy ng−ng tô t¹o thµnh P
tr¾ng
.
P
®á
cã nh÷ng tÝnh chÊt kh¸c nhau, nh− tØ khèi cña
chóng biÕn ®æi tõ 2 ®Õn 2,4 g/cm
3
, mµu s¾c biÕn
®æi tõ mµu n©u ®Õn ®á råi tÝm.
- P
®en
®−îc t¹o ra khi ®un nãng P
tr¾ng
ë 220- 370
o
C
d−íi ¸p suÊt 12.000 atm
cã Hg lµm xóc t¸c. P
®en
còng lµ chÊt v« ®Þnh h×nh gåm c¸c ph©n tö P∝.
- P
®á
vµ P
®en
bÒn h¬n nhiÒu so víi P
tr¾ng
nªn chóng
cã nhiÒu tÝnh chÊt kh¸c so víi P
tr¾ng
: t
nc
cao h¬n
nhiÒu, kh«ng tan trong c¸c dung m«i, Ýt ®éc vµ ho¹t
®éng ho¸ häc yÕu h¬n.
27
TÝnh chÊt ho¸ häc
P ho¹t ®éng h¬n mÆc dï ®é ©m ®iÖn cña P
nhá h¬n N, v× liªn kÕt P-P trong ph©n tö P
4
cã n¨ng l−îng trung b×nh < 200KJ.mol
-1
so
víi liªn kÕt N-N trong ph©n tö N
2
. P tån t¹i ë
ba d¹ng thï h×nh, trong ®ã P
tr¾ng
ho¹t ®éng
nhÊt, P
®en
kÐm ho¹t ®éng nhÊt.
28
- Ph¶n øng víi O
2
+
P
tr¾ng
bÞ oxi ho¸ chËm trong kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é th−êng
kÌm theo sù ph¸t quang, ë
35
o
C P
tr¾ng
tù bèc ch¸y, cßn
P
®á
ë t= 250
o
C, P
®en
ë t= 400
o
C
. Khi P ch¸y trong ®iÒu
kiÖn d− O
2
th× t¹o thµnh P
4
O
10
, cßn trong ®iÒu kiÖn thiÕu
O
2
th× t¹o thµnh P
4
O
6
4P + 5O
2
= 2P
2
O
5
(P
4
O
10
) - d− O
2
4P + 3O
2
= P
4
O
6
(2P
2
O
3
) - thiÕu O
2
+ Ph¶n øng t−¬ng tù víi c¸c halogen:
2P + 3Cl
2
= 2PCl
3
(thiÕu Cl
2
)
4P + 5Cl
2
= 4PCl
5
(d− Cl
2
)
- Ph¶n øng víi kim lo¹i (thÓ hiÖn tÝnh khö):
2P + 3Ca = Ca
3
P
2
29
Hîp chÊt víi sè oxi ho¸ (+5) cña P
P
4
O
10
tetraphotpho ®ecaoxit lµ oxit víi sè oxi ho¸ +5.
ChÊt r¾n tr¾ng, th¨ng hoa ë 360
o
C d−íi ¸p suÊt 1 atm,
rÊt h¸o n−íc, hót n−íc cña axit HNO
3
, H
2
SO
4
t¹o thµnh
N
2
O
5
vµ SO
3
.
Sù hydrat ho¸ cña P
4
O
10
t¹o ra hçn hîp c¸c axit
photphoric cã thµnh phÇn biÕn ®æi phô thuéc vµo ®iÒu
kiÖn thÝ nghiÖm:
P
4
O
10
+ 2H
2
O = (HPO
3
)
n
- axit metaphotphoric
P
4
O
10
+ 4H
2
O = 2H
4
P
2
O
7
- axit diphotphoric
P
4
O
10
+ 6H
2
O = 4H
3
PO
4
- axit orthophotphoric
30
* Axit orthophotphoric H
3
PO
4
- TÝnh chÊt lý häc:
+ Lµ axit quan träng nhÊt: ®©y lµ chÊt r¾n kh«ng
mµu, t
nc
=42,35
o
C, khi ®ã chuyÓn thµnh chÊt
láng s¸nh do cã liªn kÕt hydro gi÷a c¸c ph©n
tö. H
3
PO
4
bÒn h¬n nhiÒu so víi axit HNO
3
, cã
thÓ lµ do ë P cã c¸c ocbitan d còng tham gia
liªn kÕt.
+ Khi ®un nãng axit photphoric mÊt dÇn n−íc
(qu¸ tr×nh ng−îc víi qu¸ tr×nh t¸c dông víi
n−íc)
3/10/2012
6
31
- TÝnh chÊt ho¸ häc:
+ Lµ axit ba lÇn axit, axit trung b×nh víi h»ng sè
c©n b»ng axit t−¬ng øng:
H
3
PO
4
⇆ H
+
+ H
2
PO
4
-
K
1
= 7,6.10
-3
H
2
P O
4
-
⇆ H
+
+ HPO
4
2-
K
2
= 6,2.10
-8
HPO
4
2-
⇆ H
+
+ PO
4
3-
K
3
= 4,4.10
-13
+ Muèi phèt ph¸t: Muèi phèt ph¸t vµ
hydrophotph¸t Ýt tan trong n−íc cßn muèi
dihydrophotph¸t dÔ tan trong n−íc. C¸c lo¹i
muèi phèt ph¸t cña kim lo¹i kiÒm vµ amon ®Òu
dÔ tan trong n−íc
32
+ Sù thuû ph©n cña muèi phèt ph¸t:
Muèi
phèt ph¸t PO
4
3-
cña c¸c kim lo¹i kiÒm
thuû ph©n rÊt m¹nh t¹o ra m«i tr−êng kiÒm
PO
4
3-
+ H
2
O ⇆ HPO
4
2-
+ OH
-
Muèi hydrophotphat thuû ph©n yÕu h¬n, t¹o ra
m«i tr−êng
kiÒm yÕu (l−ìng tÝnh): HPO
4
2-
Muèi dihydrophotphat cã tÝnh axit v× ph¶n øng
thÓ hiÖn tÝnh axit m¹nh h¬n so víi ph¶n øng
thÓ hiÖn tÝnh baz¬.
VÝ dô: Dung dÞch
Na
3
PO
4
1% cã pH = 12,1,
Na
2
HPO
4
1% cã pH= 8,9, NaH
2
PO
4
1% cã pH
= 6,4
33
* Axit photphor¬ H
3
PO
3
- Lµ chÊt r¾n, kh«ng mµu, t
nc
=70
o
C, dÔ
tan trong n−íc.
- Trong ph©n tö H
3
PO
3
cã 1 nguyªn tö H
liªn kÕt trùc tiÕp víi P, nªn nã kh«ng
ph©n ly trong n−íc ®−îc. Do ®ã axit
photphor¬ lµ axit hai lÇn axit
34
O
H – P OH
OH
H
3
PO
3
⇆ H
+
+ H
2
PO
3
-
K
1
= 1,6.10
-2
H
2
PO
3
-
⇆ H
+
+ HPO
3
2-
K
2
= 2,7.10
-7
- H
3
PO
3
cã tÝnh oxi ho¸ nh−ng yÕu. Khi bÞ ®un nãng
x¶y ra ph¶n øng tù oxy ho¸ khö:
4H
3
PO
3
= 3H
3
PO
4
+ PH
3
35
- Lµ chÊt khö m¹nh: Nã cã thÓ khö ®−îc
muèi cña c¸c kim lo¹i yÕu nh− Cu, Hg
vÒ kim lo¹i, vÝ dô:
H
3
PO
3
+ HgCl
2
+ H
2
O = H
3
PO
4
+ Hg +
2HCl
36
C¸c oxit cña nit¬
C¸c oxit cña nit¬ ®ã lµ N
2
O, NO, N
2
O
3
, NO
2
, N
2
O
5
, trong
®ã c¸c oxit quan träng ®ã lµ NO vµ NO
2
KhÝ NO
Kh«ng mµu, rÊt ®éc, khã hoµ tan trong n−íc, ë 0
o
C 1 lÝt
n−íc hoµ tan ®−îc 0,074 lÝt NO, t
o
nc
= -163
o
C, t
s
=-150
o
C.
CÊu h×nh electron cña NO (KK)σ
s
2
σ
s
*
2
π
x
2
=π
y
2
σ
z
2
π*
1
, cã
bËc liªn kÕt lµ 2,5, cã tÝnh thuËn tõ.
Ph©n tö NO t−¬ng ®èi bÒn vµ kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc
3/10/2012
7
37
+ V× cã 1e ®éc th©n trong ph©n tö, nªn cã
kh¶ n¨ng trïng hîp ph©n tö (ho¸ r¾n) nhê
sù ghÐp ®«i cña c¸c e ®éc th©n ®Ó t¹o
thµnh c¸c dime N
2
O
2,
, mét phÇn c¸c dime
còng tån t¹i ë tr¹ng th¸i láng
+ DÔ dµng kÕt hîp víi O
2
t¹o thµnh khÝ NO
2
:
2NO + O
2
= 2NO
2
+ T−¬ng t¸c víi Cl
2
, Br
2
t¹o thµnh nitrozoni
halogenua: 2NO + Cl
2
= 2NOCl
38
+ Trong phßng thÝ nghiÖm:
3Cu + 8HNO
3
= 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
2NaNO
2
+ 2NaI + 4H
2
SO
4
= 2NO + I
2
+ 2H
2
O +
4NaHSO
4
+ NO t¹o ra khi cã sÊm sÐt, hoÆc tõ c¸c qu¸ tr×nh
®èt ch¸y c¸c nhiªn liÖu ho¸ th¹ch, cña c¸c ®éng
c¬ ®èt trong.
+ §©y lµ mét trong nh÷ng khÝ g©y khãi mï quang
ho¸, gãp phÇn cïng víi mét sè khÝ kh¸c g©y nªn
m−a axit.
39
KhÝ NO
2
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lµ chÊt khÝ mµu n©u, nÆng
h¬n kh«ng khÝ cã mïi khã chÞu vµ rÊt ®éc, cã cÊu
t¹o gãc gÉy, gãc liªn kÕt ONO lµ 134
o
, còng cã 1e
®éc th©n trong ph©n tö, nªn cã tÝnh thuËn tõ
- 2NO
2
⇆ N
2
O
4
, khi nhiÖt ®é h¹ th× c©n b»ng dÞch
chuyÓn vÒ phÝa N
2
O
4
, khi t¨ng nhiÖt ®é th× c©n
b»ng dÞch chuyÓn vÒ phÝa NO
2
- NO2 lµ oxit axit, nã ph¶n øng víi n−íc t¹o thµnh
c¸c axit: 2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
- NO2 ph¶n øng víi kiÒm: 2NO2 + 2NaOH =
NaNO2 + NaNO3 + H2O
| 1/7
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

3/10/2012
Gåm c¸c nguyªn tè: N, P, As, Sb, Bi
- N, P cã tÝnh phi kim, As thÓ hiÖn tÝnh phi kim nhiÒu
h¬n, Sb l−ìng tÝnh, Bi tÝnh kim lo¹i
- Sè oxi ho¸: +3 vµ +5, riªng N cßn thªm (-3) Ch−¬ng VII
- §é bÒn cña sè oxi ho¸ + 3 vµ +5 t¨ng dÇn khi ®i tõ N C¸c nguyªn tè nhãm VA ®Õn P
- §é bÒn cña sè oxi ho¸ +3 t¨ng dÇn tõ P ®Õn Bi, cßn
®é bÒn sè oxi ho¸ +5 gi¶m dÇn. 1 2 Nit¬
CÊu t¹o vµ tÝnh chÊt lý häc - 1s22s22p3
- Sè oxi ho¸ cña N: Cã c¸c sè oxi ho¸ tõ -3 ®Õn +5
- Hai nguyªn tö N trong ph©n tö liªn kÕt víi nhau b»ng
3 liªn kÕt. Theo ph−¬ng ph¸p MO cÊu h×nh electron cña ph©n tö N 2 2 2 2
2: (KK) σs σs*2πx =πy σz . E liªn kÕt
trong ph©n tö N2 rÊt lín cì 941 KJ.mol-1. V× vËy, ë ®iÒu -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5
kiÖn nhiÖt ®é th−êng N2 rÊt tr¬ vÒ ph−¬ng diÖn ho¸ häc.
- ë ®iÒu kiÖn th−êng N2 lµ khÝ kh«ng mµu, kh«ng mïi,
kh«ng vÞ, ho¸ láng ë -196oC vµ ho¸ r¾n ë -210oC, Ýt tan NH
trong n−íc vµ dung m«i h÷u c¬, do cã nhiÖt ®é s«i rÊt 3 N2H4 NH2OH N2 N2O NO N2O3 NO2 N2O5
thÊp nªn ®−îc sö dông trong c«ng nghiÖp còng nh−
c¸c phßng thÝ nghiÖm ®Ó t¹o nhiÖt ®é thÊp, t¸c nh©n lµm l¹nh. 3 4 TÝnh chÊt ho¸ häc §iÒu chÕ N2
- ë nhiÖt ®é th−êng rÊt kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc chØ
- Trong phßng thÝ nghiÖm: N2 ®−îc ®iÒu chÕ
ph¶n øng víi Li ®Ó t¹o thµnh Li
b»ng nhiÖt ph©n muèi amon nitrit 3N
- ë nhiÖt ®é cao ho¹t ®éng h¬n song vÉn kÐm, ®a NH4NO2 → N2 + 2H2O
sè c¸c ph¶n øng x¶y ra ph¶i cã mÆt xóc t¸c, vÝ dô:
HoÆc nhiÖt ph©n dung dÞch b·o hoµ cña hçn N
hîp NH4Cl vµ NaNO2, hoÆc nhiÖt ph©n muèi
2 + 3H2 ⇄ 2NH3 x¶y ra ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é rÊt cao, cã mÆt xóc t¸c Pt Na3N t
- Trong c«ng nghiÖp: Ho¸ láng kh«ng khÝ vµ cao
ch−ng cÊt ph©n ®o¹n thu ®−îc N N 2 nguyªn 2+ O2 = 2NO chÊt 5 6 1 3/10/2012 Hîp chÊt NH3 TÝnh chÊt ho¸ häc
CÊu t¹o vµ tÝnh chÊt lý häc
§−îc ®Æc tr−ng bëi ba tÝnh chÊt ho¸ häc: tÝnh
- NH3 cã cÊu t¹o lµ th¸p tam gi¸c, gãc liªn kÕt HNH = 107o3’,
baz¬, tÝnh khö vµ ph¶n øng thÕ hydro: dN-H = 1,015A.
- Cã tÝnh baz¬ yÕu trong n−íc, do cã c©n b»ng sau
- Ph©n tö NH3 cã cÊu t¹o kh«ng ®èi xøng nªn monmen l−ìng
cùc cña ph©n tö lµ 1,5D, gi÷a c¸c ph©n tö NH trong n−íc: 3 cã liªn kÕt hydro. NH +
3 + H2O ⇆ NH4 + OH-; Kb = 1,8.10-5 ë t= 25oC
- Momen l−ìng cùc lín vµ liªn kÕt hydro tån t¹i nªn ph©n tö
- Ph¶n øng kÕt hîp: do N trong ph©n tö NH3 cßn 1 NH
cÆp e ch−a tham gia liªn kÕt
3 cã tonc= -78oC vµ ts=-33oC (cao bÊt th−êng so víi c¸c
hîp chÊt kh¸c trong còng ph©n nhãm) + NH - §é hoµ tan cña NH 3(K) + HCl(K) = NH4Cl
3 trong n−íc còng rÊt lín. ë ®iÒu kiÖn
th−êng 1 lÝt n−íc cã thÓ hoµ tan ®−îc 700 lÝt khÝ NH
+ NH3 còng dïng cÆp e nµy ®Ó t¹o liªn kÕt cho- 3.
nhËn víi nhiÒu ion kim lo¹i chuyÓn tiÕp t¹o thµnh
- §©y lµ khÝ kh«ng mµu, mïi khai, xèc. NH3 l−u th«ng trªn thÞ phøc chÊt
tr−êng th−êng ë d¹ng láng (n−íc) cã nång ®é 25%, cã khèi
l−îng riªng lµ 0,91 g/cm3. Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ 7 8 §iÒu chÕ NH3 - Trong phßng thÝ nghiÖm:
- Ph¶n øng thÓ hiÖn tÝnh khö: toC NH to
4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + CaCl2 + 2H2O
- Trong c«ng nghiÖp: §i tõ N 4NH 2 vµ H2 3 + 3O2 → 2N2 + H2O to,p,xt N2(K) + 3H2(K) → 2NH3(K) to= 800oC, Pt 4NH Muèi amoni: 3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
- Kh«ng mÇu, tan trong n−íc - Cã chøa ion NH + 4 , cã tÝnh axÝt
8NH3(K,L) + 3Br2 → N2 + 6NH4Br - DÔ bÞ nhiÖt ph©n: to - Ph¶n øng thÕ: NH4Cl(r) → NH3(K) + HCl(K) to to = 400oC
(NH4)2CO3 → NH3(K) + CO2(K) + H2O(h) 2Na + 2NH to 3 → 2NaNH2 + H2 NH4NO2 → N2 + 2H2O to NH4NO3 → N2O + 2H2O 9 10 C¸c oxit cña nit¬
C¸c oxit cña nit¬ ®ã lµ N
+ V× cã 1e ®éc th©n trong ph©n tö, nªn cã kh¶ n¨ng 2O, NO, N2O3, NO2, N2O5, trong
®ã c¸c oxit quan träng ®ã lµ NO vµ NO
trïng hîp ph©n tö (ho¸ r¾n) nhê sù ghÐp ®«i cña 2
c¸c e ®éc th©n ®Ó t¹o thµnh c¸c dime N2O2,, mét KhÝ NO
phÇn c¸c dime tån t¹i ë tr¹ng th¸i láng
- Kh«ng mµu, rÊt ®éc, khã hoµ tan trong n−íc, ë 0oC 1
+ DÔ dµng kÕt hîp víi O2 t¹o thµnh khÝ NO2:
lÝt n−íc hoµ tan ®−îc 0,074 lÝt NO, tonc= -163oC, ts= - 2NO + O2 = 2NO2 150oC
+ T−¬ng t¸c víi Cl2, Br2 t¹o thµnh nitrozoni halogenua:
- CÊu h×nh electron cña NO (KK)σ 2 2 2 2 2NO + Cl s σs*2πx =πy σz π*1, 2 = 2NOCl
cã bËc liªn kÕt lµ 2,5, cã tÝnh thuËn tõ.
- Ph©n tö NO t−¬ng ®èi bÒn vµ kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc 11 12 2 3/10/2012 KhÝ NO + Trong phßng thÝ nghiÖm: 2
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lµ chÊt khÝ mµu n©u, nÆng
3Cu + 8HNO3(lo·ng) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
h¬n kh«ng khÝ cã mïi khã chÞu vµ rÊt ®éc, cã cÊu
2NaNO2 + 2NaI + 4H2SO4 = 2NO + I2 + 2H2O +
t¹o gãc gÉy, gãc liªn kÕt ONO lµ 134o, còng cã 4NaHSO4
1e ®éc th©n trong ph©n tö, nªn cã tÝnh thuËn tõ
+ NO t¹o ra khi cã sÊm sÐt, hoÆc tõ c¸c qu¸ tr×nh ®èt
- 2NO2 ⇆ N2O4, khi nhiÖt ®é h¹ th× c©n b»ng dÞch
ch¸y c¸c nhiªn liÖu ho¸ th¹ch, cña c¸c ®éng c¬ ®èt
chuyÓn vÒ phÝa N2O4, khi t¨ng nhiÖt ®é th× c©n trong.
b»ng dÞch chuyÓn vÒ phÝa NO2
+ §©y lµ mét trong nh÷ng khÝ g©y khãi mï quang ho¸,
- NO2 lµ oxit axit, nã ph¶n øng víi n−íc t¹o thµnh
gãp phÇn cïng víi mét sè khÝ kh¸c g©y nªn m−a axit.
c¸c axit: 2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 - NO2 ph¶n øng víi kiÒm:
2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O 13 14 Axit nitric
- §iÒu chÕ trong phßng thÝ nghiÖm: TÝnh chÊt lý häc t=400oC
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lµ chÊt láng kh«ng mµu, bèc 2Pb(NO3)2 → 2PbO + 4NO2 + O2
khãi m¹nh trong kh«ng khÝ, tnc=-41,6oC,ts=
82,6oC, cã kh¶ n¨ng hoµ tan trong n−íc theo bÊt Cu + 4HNO
cø tû lÖ nµo, t¹o víi n−íc mét hçn hîp ®ång s«i
3(®Æc) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
chøa 69,2% axit vµ s«i ë 122oC
- Axit nitric kÐm bÒn, dÔ bÞ ph©n huû d−íi t¸c dông
cña ¸nh s¸ng vµ nhiÖt ®é:
4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O, NO2 sinh ra hoµ
tan trong axit lµm cho axit cã mµu vµng. 15 16 TÝnh chÊt ho¸ häc 4Zn + 10HNO - HNO
3(lo·ng) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O 3 lµ axit m¹nh
(s¶n phÈm cã thÓ lµ NO, N2, N2O)
- Cã tÝnh oxy ho¸ m¹nh, HNO3 cã thÓ oxi ho¸
+ Cã kh¶ n¨ng oxi ho¸ ®−îc mét sè phi kim cã
®−îc hÇu hÕt c¸c kim lo¹i, c¶ mét sè kim lo¹i
®é ©m ®iÖn nhá nh− C, P, S
kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc nh− Cu, Ag, Hg + Kim lo¹i + HNO
S + 6HNO3(®Æc) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
3 ®Æc cho s¶n phÈm cña sù khö HNO - Hçn hîp 1V HNO 3 lµ NO2
3 ®Æc víi 3V HCl ®Æc ®−îc
+ Kim lo¹i kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc + HNO
gäi lµ n−íc c−êng toan. N−íc c−êng toan cã 3 lo·ng
cho s¶n phÈm cña sù khö HNO
thÓ hoµ tan ®−îc c¸c kim lo¹i rÊt tr¬ nh− Au, 3 lµ khÝ NO + Kim lo¹i ho¹t ®éng + HNO Pt, Rh, Ir,…VÝ dô: 3 lo·ng cho s¶n phÈm
cña sù khö HNO3 ngoµi NO cßn cã thÓ lµ N2O,
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O N +
2, NH4 tuú thuéc vµo nång ®é cña axit vµ ®é
ho¹t ®éng cña kim lo¹i, VÝ dô: 17 18 3 3/10/2012 - Muèi nitrat: §iÒu chÕ axit HNO3
+ HÇu hÕt c¸c muèi nitrat ®Òu dÔ tan trong n−íc,
-Trong c«ng nghiÖp axit HNO3 ®−îc ®iÒu chÕ ®i tõ NH3 :
bÒn ë nhiÖt ®é th−êng. Tuy nhiªn ®é bÒn vµ s¶n Pt-Rh,t=800-900oC
phÈm ph©n huû cña muèi nitrat cßn phô thuéc vµo 4NH3 + O2 → 4NO + 6H2O
b¶n chÊt cña cation t¹o thµnh muèi 2NO + O2 = 2NO2
+ Nitrat cña c¸c kim lo¹i ho¹t ®éng nh− kim lo¹i 3NO
kiÒm khi nhiÖt ph©n t¹o thµnh nitrit: 2 + H2O
= 2HNO3 + NO, NO sinh ra do qu¸ tr×nh
hoµ tan l¹i quay trë l¹i quy tr×nh 2KNO3 → 2KNO2 + O2 - Trong phßng thÝ nghiÖm:
+ Nitrat cña c¸c kim lo¹i kÐm ho¹t ®éng nh− b¹c,
§Ó cã ®−îc axit tinh khiÕt b»ng ph−¬ng ph¸p ch−ng
thuû ng©n khi nhiÖt ph©n t¹o thµnh kim lo¹i:
ph©n ®o¹n axit lo·ng chØ thu ®−îc HNO3 68,5% do t¹o Hg(NO
thµnh hçn hîp ®ång s«i. Do ®ã ®Ó cã axit HNO 3)2 → Hg + 2NO2 + O2 3 tinh
khiÕt ch−ng cÊt axit lo·ng cã mÆt H
+ Nitrat cña c¸c kim lo¹i n»m gi÷a hai lo¹i trªn khi 2SO4 ®Æc ®Ó nã hÊp
thô n−íc. HoÆc cã thÓ ®iÒu chÕ HNO
nhiÖt ph©n t¹o thµnh oxit kim lo¹i, vÝ dô: 3 tinh khiÕt tõ ph¶n
øng oxi ho¸ vµ hydrat ho¸ N2O4 láng theo ph¶n øng: 2Pb(NO3)2 → 2PbO + 4NO2 + O2 2N2O4 + O2 + 2H2O = 4HNO3 19 20 Axit nitr¬ - Ion NO -
Axit yÕu cã Ka= 4.10-4, cã thÓ tån t¹i ë tr¹ng th¸i khÝ 3
vµ trong dung dÞch n−íc. ë tr¹ng th¸i khÝ cã c©n
+ Trong m«i tr−êng trung tÝnh hÇu nh− kh«ng thÓ hiÖn tÝnh b»ng sau: oxi ho¸ 2HNO
+ Trong m«i tr−êng axit nã cã kh¶ n¨ng nh− axit HNO 2 ⇋ NO + NO2 + H2O 3, s¶n Dung dÞch cña axit HNO
phÈm cña ph¶n øng khö cßn tuú thuéc vµo nång ®é axÝt, 2 kh«ng bÒn, dÔ bÞ ph©n
huû, nhÊt lµ khi ®−îc ®un nãng: b¶n chÊt cña chÊt khö (NO + 2, HNO2, NO, N2, NH4 ) 3HNO
+ Trong m«i tr−êng kiÒm nã bÞ mét sè kim lo¹i nh− Al, Zn 2 = HNO3 + H2O + 2NO
Do kh«ng bÒn nªn axit nitr¬ rÊt ho¹t ®éng ho¸ häc, khö ®Õn NH3
võa thÓ hiÖn tÝnh oxi ho¸ vµ võa thÓ hiÖn tÝnh khö:
NO -3 + 4Zn + 7OH- + 6H2O = 4[Zn(OH)4]2- + NH3 HNO2 + e + H+ = NO + H2O εo= 1,00V
NO -3 + 2e + 3H+ = HNO2 + H2O εo = 0,94V 21 22 Phèt pho
* Axit HNO2 oxi ho¸ ®−îc HI ®Õn I2, SO2 ®Õn H TÝnh chÊt lý häc
2SO4, Fe2+ ®Õn Fe3+ vµ s¶n phÈm khö lµ NO
Cã nhiÒu d¹ng thï h×nh: P tr¾ng, P ®á vµ P ®en 2HI + 2HNO - Phèt pho tr¾ng: 2 = 2NO + I2 + 2H2O
* Ph¶n øng víi c¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh nh−
+ CÊu tróc kiÓu m¹ng l−íi, gåm nh÷ng ph©n tö P4, tnc = KMnO 44oC, t
4, MnO2, PbO2 axit HNO2 ®−îc oxi ho¸
s = 257oC, dÔ tan trong c¸c dung m«i: CS2 vµ thµnh axit HNO benzen. 3: 2KMnO
+ Tr¹ng th¸i L vµ tr¹ng th¸i H cña P tr¾ng ®Òu gåm c¸c 4 + 3H2SO4 + 5HNO2 = 2MnSO4 + 5HNO ph©n tö P 3 + K2SO4 + 3H2O
4. Ph©n tö P4 cã cÊu t¹o lµ h×nh tø diÖn ®Òu
* Muèi cña axit nitrit bÒn h¬n axit, hÇu hÕt dÔ
víi c¸c nguyªn tö P n»m ë ®Ønh, dP-P=2,2A, gãc PPP tan trong n−íc, trõ AgNO
lµ 60o, trªn 700oC ph©n tö P4 b¾t ®Çu ph©n huû thµnh 2 th−êng gÆp Ýt tan. Trong m«i tr−êng axit NO -
ph©n tö P2, kho¶ng 3000oC ph©n tö P2 bÞ ph©n huû 2 cã tÝnh oxi ho¸ khö nh− HNO thµnh c¸c nguyªn tö P. 2. 23 24 4 3/10/2012
- P®á lµ chÊt v« ®Þnh h×nh gåm c¸c ph©n tö P∝, tnc= + P
600oC, ë ¸p suÊt cao th¨ng hoa t¹o thµnh h¬i gåm
tr¾ng lµ d¹ng Ýt bÒn nhÊt cña phèt pho vÒ mÆt
nhiÖt ®éng häc. Tuy nhiªn P
c¸c ph©n tö P4. H¬i nµy ng−ng tô t¹o thµnh Ptr¾ng. tr¾ng lµ tr−êng hîp P
®Æc biÖt ®−îc chän lµm tr¹ng th¸i chuÈn cña
®á cã nh÷ng tÝnh chÊt kh¸c nhau, nh− tØ khèi cña
chóng biÕn ®æi tõ 2 ®Õn 2,4 g/cm3, mµu s¾c biÕn
P (∆Ho298,s = 0 vµ ∆Go298,s= 0). Ptr¾ng chuyÓn
®æi tõ mµu n©u ®Õn ®á råi tÝm.
thµnh P®á trong ®iÒu kiÖn t= 270oC trong - P kho¶ng 48 giê
®en ®−îc t¹o ra khi ®un nãng Ptr¾ng ë 220- 370oC
d−íi ¸p suÊt 12.000 atm cã Hg lµm xóc t¸c. P®en
còng lµ chÊt v« ®Þnh h×nh gåm c¸c ph©n tö P∝.
- P®á vµ P®en bÒn h¬n nhiÒu so víi Ptr¾ng nªn chóng
cã nhiÒu tÝnh chÊt kh¸c so víi Ptr¾ng: tnc cao h¬n
nhiÒu, kh«ng tan trong c¸c dung m«i, Ýt ®éc vµ ho¹t ®éng ho¸ häc yÕu h¬n. 25 26 - Ph¶n øng víi O2 TÝnh chÊt ho¸ häc
+ Ptr¾ng bÞ oxi ho¸ chËm trong kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é th−êng
kÌm theo sù ph¸t quang, ë 35oC P
P ho¹t ®éng h¬n mÆc dï ®é ©m ®iÖn cña P tr¾ng tù bèc ch¸y, cßn
P®á ë t= 250oC, P®en ë t= 400oC. Khi P ch¸y trong ®iÒu
nhá h¬n N, v× liªn kÕt P-P trong ph©n tö P
kiÖn d− O2 th× t¹o thµnh P4O10, cßn trong ®iÒu kiÖn thiÕu 4 O
cã n¨ng l−îng trung b×nh < 200KJ.mol-1 so 2 th× t¹o thµnh P4O6 4P + 5O2 = 2P2O5 (P4O10) - d− O2
víi liªn kÕt N-N trong ph©n tö N2. P tån t¹i ë 4P + 3O2 = P4O6 (2P2O3) - thiÕu O2
ba d¹ng thï h×nh, trong ®ã P
+ Ph¶n øng t−¬ng tù víi c¸c halogen: tr¾ng ho¹t ®éng nhÊt, P 2P + 3Cl2 = 2PCl3 (thiÕu Cl2) ®en kÐm ho¹t ®éng nhÊt. 4P + 5Cl2 = 4PCl5 (d− Cl2)
- Ph¶n øng víi kim lo¹i (thÓ hiÖn tÝnh khö): 2P + 3Ca = Ca3P2 27 28
Hîp chÊt víi sè oxi ho¸ (+5) cña P P * Axit orthophotphoric H
4O10 tetraphotpho ®ecaoxit lµ oxit víi sè oxi ho¸ +5. 3PO4
ChÊt r¾n tr¾ng, th¨ng hoa ë 360oC d−íi ¸p suÊt 1 atm, - TÝnh chÊt lý häc:
rÊt h¸o n−íc, hót n−íc cña axit HNO3, H2SO4 t¹o thµnh
+ Lµ axit quan träng nhÊt: ®©y lµ chÊt r¾n kh«ng N2O5 vµ SO3.
mµu, tnc=42,35oC, khi ®ã chuyÓn thµnh chÊt
Sù hydrat ho¸ cña P4O10 t¹o ra hçn hîp c¸c axit
láng s¸nh do cã liªn kÕt hydro gi÷a c¸c ph©n
photphoric cã thµnh phÇn biÕn ®æi phô thuéc vµo ®iÒu tö. H kiÖn thÝ nghiÖm:
3PO4 bÒn h¬n nhiÒu so víi axit HNO3, cã
thÓ lµ do ë P cã c¸c ocbitan d còng tham gia P4O10 + 2H2O = (HPO3)n - axit metaphotphoric liªn kÕt. P4O10 + 4H2O = 2H4P2O7 - axit diphotphoric
+ Khi ®un nãng axit photphoric mÊt dÇn n−íc P
(qu¸ tr×nh ng−îc víi qu¸ tr×nh t¸c dông víi 4O10 + 6H2O = 4H3PO4 - axit orthophotphoric n−íc) 29 30 5 3/10/2012 - TÝnh chÊt ho¸ häc:
+ Sù thuû ph©n cña muèi phèt ph¸t: 3-
+ Lµ axit ba lÇn axit, axit trung b×nh víi h»ng sè
Muèi phèt ph¸t PO4 cña c¸c kim lo¹i kiÒm c©n b»ng axit t−¬ng øng:
thuû ph©n rÊt m¹nh t¹o ra m«i tr−êng kiÒm 3- 2- H - PO4 + H2O ⇆ HPO4 + OH- 3PO4 ⇆ H+ + H2PO4 K1= 7,6.10-3 H - 2-
Muèi hydrophotphat thuû ph©n yÕu h¬n, t¹o ra 2P O4 ⇆ H+ + HPO4 K2= 6,2.10-8
m«i tr−êng kiÒm yÕu (l−ìng tÝnh): HPO 2- HPO 2- 3- 4 4 ⇆ H+ + PO4 K3= 4,4.10-13
Muèi dihydrophotphat cã tÝnh axit v× ph¶n øng
+ Muèi phèt ph¸t: Muèi phèt ph¸t vµ
thÓ hiÖn tÝnh axit m¹nh h¬n so víi ph¶n øng
hydrophotph¸t Ýt tan trong n−íc cßn muèi thÓ hiÖn tÝnh baz¬.
dihydrophotph¸t dÔ tan trong n−íc. C¸c lo¹i
muèi phèt ph¸t cña kim lo¹i kiÒm vµ amon ®Òu
VÝ dô: Dung dÞch Na3PO4 1% cã pH = 12,1, dÔ tan trong n−íc
Na2HPO4 1% cã pH= 8,9, NaH2PO4 1% cã pH = 6,4 31 32 * Axit photphor¬ H O 3PO3
- Lµ chÊt r¾n, kh«ng mµu, t H – P OH nc=70oC, dÔ tan trong n−íc. OH
- Trong ph©n tö H3PO3 cã 1 nguyªn tö H H - K
liªn kÕt trùc tiÕp víi P, nªn nã kh«ng 3PO3 ⇆ H+ + H2PO3 1= 1,6.10-2 H - ⇆ H+ + HPO 2- K
ph©n ly trong n−íc ®−îc. Do ®ã axit 2PO3 3 2= 2,7.10-7 - H
photphor¬ lµ axit hai lÇn axit
3PO3 cã tÝnh oxi ho¸ nh−ng yÕu. Khi bÞ ®un nãng
x¶y ra ph¶n øng tù oxy ho¸ khö: 4H3PO3 = 3H3PO4 + PH3 33 34
- Lµ chÊt khö m¹nh: Nã cã thÓ khö ®−îc C¸c oxit cña nit¬
muèi cña c¸c kim lo¹i yÕu nh− Cu, Hg
C¸c oxit cña nit¬ ®ã lµ N vÒ kim lo¹i, vÝ dô: 2O, NO, N2O3, NO2, N2O5, trong
®ã c¸c oxit quan träng ®ã lµ NO vµ NO2
H3PO3 + HgCl2 + H2O = H3PO4 + Hg + KhÝ NO 2HCl
Kh«ng mµu, rÊt ®éc, khã hoµ tan trong n−íc, ë 0oC 1 lÝt
n−íc hoµ tan ®−îc 0,074 lÝt NO, tonc= -163oC, ts=-150oC.
CÊu h×nh electron cña NO (KK)σ 2 2 2 2 s σs*2πx =πy σz π*1, cã
bËc liªn kÕt lµ 2,5, cã tÝnh thuËn tõ.
Ph©n tö NO t−¬ng ®èi bÒn vµ kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc 35 36 6 3/10/2012
+ V× cã 1e ®éc th©n trong ph©n tö, nªn cã + Trong phßng thÝ nghiÖm:
kh¶ n¨ng trïng hîp ph©n tö (ho¸ r¾n) nhê
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
sù ghÐp ®«i cña c¸c e ®éc th©n ®Ó t¹o
2NaNO2 + 2NaI + 4H2SO4 = 2NO + I2 + 2H2O +
thµnh c¸c dime N2O2,, mét phÇn c¸c dime 4NaHSO4
còng tån t¹i ë tr¹ng th¸i láng
+ NO t¹o ra khi cã sÊm sÐt, hoÆc tõ c¸c qu¸ tr×nh + DÔ dµng kÕt hîp víi O
®èt ch¸y c¸c nhiªn liÖu ho¸ th¹ch, cña c¸c ®éng 2 t¹o thµnh khÝ NO2: 2NO + O c¬ ®èt trong. 2 = 2NO2 + T−¬ng t¸c víi Cl
+ §©y lµ mét trong nh÷ng khÝ g©y khãi mï quang 2, Br2 t¹o thµnh nitrozoni halogenua: 2NO + Cl
ho¸, gãp phÇn cïng víi mét sè khÝ kh¸c g©y nªn 2 = 2NOCl m−a axit. 37 38 KhÝ NO2
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lµ chÊt khÝ mµu n©u, nÆng
h¬n kh«ng khÝ cã mïi khã chÞu vµ rÊt ®éc, cã cÊu
t¹o gãc gÉy, gãc liªn kÕt ONO lµ 134o, còng cã 1e
®éc th©n trong ph©n tö, nªn cã tÝnh thuËn tõ
- 2NO2 ⇆ N2O4, khi nhiÖt ®é h¹ th× c©n b»ng dÞch
chuyÓn vÒ phÝa N2O4, khi t¨ng nhiÖt ®é th× c©n
b»ng dÞch chuyÓn vÒ phÝa NO2
- NO2 lµ oxit axit, nã ph¶n øng víi n−íc t¹o thµnh
c¸c axit: 2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
- NO2 ph¶n øng víi kiÒm: 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O 39 7