Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 5: Nguyên tố không chuyển tiếp
1. Cấu tạo nguyên tử và đặc điểm lk
• Ngtố không CT: ngtố họ s và p. Tạo 8 PNC.
• AO HT và e HT: lớp vỏ ngoài cùng. Các ngtố
cùng PN có e HT = nhau và = STT nhó m.
vào số orbital hóa trị / số e hóa trị của ngtố.
• lk p-p: ngtố chu kỳ II
lk p-d: ngtố các ckỳ dưới (kém đặc trg dần).
• Số oxi hoá của các ngtố không chuyển tiếp.
Khả năng tạo liên kết cộng hóa trị
• Số e HT= số AO HT: lk được tạo thành từ các
, Ví dụ C.
• Số e HT < số AO HT: lk được tạo thành từ
cá c và các AO trống. Ví dụ: Li, Be, B:
nguyên tố sớm.
• Số e HT > số AO HT: lk được tạo thành từ
cá c và cá c ⇅. Ví dụ: N, O, F: ngtố muộn.
• Ở các chu kỳ dưới, AO nd có thể trở thành
AO HT → các ngtố cuối chu kỳ vẫn mang đặc
tính lk của các ngtố sớm → các ngtố chu kỳ II
khác nhiều so với các ngtố chu kỳ dưới.
a. Quy luật biến đổi t/c trong một PN
• Tính kim loại tăng dần.
• Các h.chất bậc 2: tí nh axit HX .
• Khuynh hướng tạo phức oxo (O2-) , phức
hydroxo (OH-) , phù hợp với sự độ bền
của lk p-p và p-d và SPT của ngtố t.tâm.
Ví dụ: Chu kỳ III H3PO4 H2SO4 HClO4
Chu kỳ V Sb(OH)5 Te(OH)6 H5IO6
• Độ bền của số OXH (+) max dần (tuần
hoàn thứ cấp). Quy luật này thể hiện ở các
ngtố muộn rõ ràng hơn ở các ngtố sớm.
1. Hydro
• Chỉ có 1e → không bị chắn → lực hút hn – e
lớn, mặc dù Z = 1
• H+ – proton → r rất nhỏ → tác dụng phân cực
rất lớn → lk giữa H+ và các ngtố khác chỉ có
thể là cht phân cực mạnh, không là ion.
• Với các ngtố có độ âm điện mạnh (F, O, N) H
có khả năng tạo liên kết Hydro.
• H có kích thước nhỏ và xu hướng nhường e
giống KL nên dễ xâm nhập vào mạng tinh thể
của KL tạo thành những hợp chất có lk KL.
Xếp vào phân nhóm IA và VIIA
• Xếp vào IA vì:
– Có 1e ở lớp ngoài cùng
– Có số oxi hóa +1
– Có thể thế các KL hóa trị I trong các muối.
• Xếp vào VIIA vì:
– Thiếu 1e ở lớp ngoài cùng
– Thể hiện số oxi hóa -1.
Quá trì nh: H + 1e → H-, H = -17kcal/mol
– Là chất khí ở điều kiện thường
– Phân tử có 2 nguyên tử giống halogen.
2. Các nguyên tố chu kỳ II
các ngtố CK II khác rất nhiều so với các CK còn lại vì:
– r min, max → hút e nhiều nhất.
Ví dụ:
•
6Li+ + N2 → 2Li3N
4Mg2+ + 3N2 → 2Mg3N2
• Độ tan của muối Li giống của muối Mg hơn so với KLK
• Al và Be có thế oxi hóa gần bằng nhau:
Be2+/Be
Al3+/Al
0 = 1,85V
0 = 1,66V
Về nguyên tắc cả hai KL này đều có thể tác dụng với các
axit không có tính oxi hóa. Thực tế phản ứng khá chậm vì
trên bề mặt có tạo một lớp oxit tương đối bền.
1. Khả năng tạo lk và của orb d
• Số phối trí có thể là 4, 5, 6, 7, 8, 9
• Orbital d còn có thể tạo lk :
✓LK trong P = O rất bền:E = 500 – 600 kJ/mol
✓LK trong N = O
E = 200 – 300 kJ/mol
Vì mức năng lượng của orbital d tương đối
cao nên khó tham gia vào liên kết. Liên kết
của orbital d chỉ đặc trưng với P, còn lại
không đặc trưng.
2. Sự tạo thành lk của các orbital p
• Lk p-p chỉ bền khi hình thành giữa các ngtử chu kỳ
II: C = C, O = O, N N, C = O, N = O.
• Đối với các ngtố chu kỳ III: C = Si, Si = Si, lk p-p
kém bền vì:
– Bán kính ngtử lớn → khoảng cách giữa hai hạt nhân xa
hơn → khả năng xen phủ p – p kém hơn.
– Sự hình thành các lk khác do sự tham gia của orbital d
thuận lợi hơn
Ví dụ:
✓ CO2 : monomer: O = C = O, liên kết đôi
SiO2 :polimer: gồm các tứ diện dùng chung tất cả các
đỉnh, liên kết đơn
✓ Với P có liên kết HC P (điều chế được năm 1961) là
chất khí, cháy ở nhiệt độ thường.
HCN – là chất khí, bền.
3. Tính tuần hoàn thứ cấp
• BironE.V. 1915 : các tính chất thay đổi một
cách không đơn điệu mà thường có sự thay
đổi độ dốc, thậm chí có sự thay đổi ngược
với quy luật biến thiên thông thường ở một
số nguyên tố.
• Sự bất thường xảy ra ở chu kỳ IV, sau đó là
chu kỳ VI
• Tính chất tuần hoàn thứ cấp càng thể hiện rõ
ở các phân nhóm có nhiều electron. Ở phân
nhóm chính rõ hơn phân nhóm phụ.
Ví dụ: tính tuần hoàn thứ cấp
• Ví dụ: Năng lượng ion hó a I = I1 + I2 + I3 + I4
(eV), bá n kí nh r (Å ) và độ â m điện Pauling
(eV) của cá c nguyên tố nhó m IVA:
C Si Ge Sn Pb
I (eV) 148 103 105 92 95
• Năng lượng đứt gẫy liên kết (kJ/mol):
F Cl Br I
Si 580 380 310 230
Ge 452 354 275 218
Nguyên nhâ n của tính tuần hoàn thứ cấp
• Sự sắp xếp e vào các phân lớp (n - 1)d và (n - 2)f →
✓ lực hút của hạt nhân đối với e hóa trị
✓ hiệu ứng chắn → điện tích hạt nhân hiệu dụng Z’.
• Tính đối xứng của các AO d, f ≠ ns nên khi sắp xếp
e vào (n - 1)d và (n - 2)f → hiệu ứng xâm nhập và Z
→ các e ns lại bị hạt nhân hút mạnh hơn.
• Hiệu ứng xâm nhập của các e ns > np > nd.
• Hạt nhân hút e 4s2 > 5s2 vì các AO 3d có tính đối
xứng khác hẳn với các AO đã có trước đó → tá c
dụng chắn của 3d đối với 4s không cao.
• Đặc biệt, khi e được điền vào 4f và 5d → Z →
cá c e 6s2 bị hn hút rất chặt, tạo thành cặp e trơ
→Độ bền của số OXH (+) max dần từ trên xuống và
đặc biệt kém bền ở các nguyên tố p chu kỳ IV và VI.
19 trang
18780
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 5: Nguyên tố không chuyển tiếp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_vo_co_chuong_5_nguyen_to_khong_chuyen_tiep.ppt
