›
›

Giáo trình Hóa học vô cơ - Chương 3, Phần 1: Phản ứng không thay đổi số oxi hóa

Download
CHÖÔNG III  
PHAÛN ÖÙNG KHOÂNG THAY ÑOÅI SOÁ OXI HOÙA  
III.1Caùc loaïi phaûn öùng khoâng thay ñoåi soá oxyhoùa  
1) Phaûn öùng axit – bazô : Laø phaûn öùng hình thaønh  
lieân keát ñôn coäng hoùa trò töø 1 caëp electron cuûa moät  
chaát vaø 1 orbital troáng cuûa moät chaát khaùc.  
Ví duï:  
H+(k) + Cl- (k) = H – Cl (k)  
NH3(k) + BF3(k) = H3N – BF3 (r) (NH3.BF3)  
+
NH4 + OH- ' NH3 + HO – H (NH3.H2O)  
NaOH (r) + CO2 (k) = NaHO-CO2 (r) (NaHCO3)  
H+(aq) + OH- (aq) ' H – OH (l)  
Cu2+ (aq) + NH3(aq) ' [Cu – NH3]+(aqua)  
-
CaO(r) + SiO2 (k) = Ca2+[-O – SiO2 ](r) (CaSiO3)  
Chaát cho caëp electron laø bazô, chaát nhaän caëp  
electron laø axit.  
2) Phaûn öùng keát tuûa töø caùc ion: laø phaûn öùng leân keát  
cuûa caùc ion taïo thaønh chaát raén coù lieân keát ion .  
Ví duï:  
Ag+(aq) + Cl- (aq) ' AgCl(r)  
2-  
Ba2+(aq) + SO4 (aq) ' BaSO4(aQ)  
Caùc phaûn öùng loaïi naøy ñeàu coù tính thuaän nghòch.  
1
3) Phaûn öùng goác : laø phaûn öùng taïo thaønh moät lieân keát  
ñôn coäng hoùa trò töø 2 goác töï do.  
Ví duï:  
H· + ·H = H –H  
4) Phaûn öùng keát hôïp: laø phaûn öùng taïo chaát phöùc taïp  
hôn töø caùc chaát ñôn giaûn hôn.  
Ví duï: CaO(r) + SiO2(r) = CaSiO3-(r)  
NaOH(r) + CO2(k) NaHCO3(r)  
5) Phaûn öùng phaân huûy: laø phaûn öùng phaù huûy chaát  
phöùc taïp hôn taïo thaønh chaát ñôn giaûn hôn.  
Ví duï: CaCO3(r) = CaO (r) + CO2(r)  
6) Phaûn öùng polimer hoùa: Laø phaûn öùng taïo thaønh ñaïi  
phaân töû töø raát nhieàu phaân töû cuøng loaïi.  
Ví duï: nSO3 (k) → (-OSO2-OSO2-OSO2-)n/3 (r)  
http://library.thinkquest.org/C006439/reactions/  
2
III.2 Caùc thuyeát axít – bazô  
vaø lónh vöïc aùp duïng cuûa noù  
1) Thuyeát axit –bazô Arrhenius (1887)  
Ñònh nghóa: axít laø chaát phaân li trong nöôùc cho ion  
H+. bazô laø chaát phaân li trong nöôùc cho ion OH-.  
H2O  
Ví duï: HCl (k)  
NaOH (r)  
H+(aq) + Cl-(aq)  
H2O  
Na+(aq) + OH-(aq)  
Thuyeát naøy chæ ñuùng trong dung dòch nöôùc  
2) Thuyeát axít – bazô Bronsted – Lawry (1923)  
Ñònh nghóa: axít laø chaát cho chaát khaùc ion H+ cuûa  
mình vaø bazô laø chaát nhaän ion H+ cuûa chaát khaùc.  
Ví duï:  
+
axít: H2O (l), NH4 (aq) ; bazô : NH3(aq) , OH-(aq)  
Chaát cho ion H+ vaø chaát taïo thaønh sau khi cho ion  
H+ naøy laø moät caëp axit bazô lieân hôïp  
Trong ví duï treân caùc caëp axít – bazô lieân hôïp laø:  
+
H2O(l)/OH-(aq) vaø NH4 (aq)/NH3(l)  
Caëp axít –bazô lieân hôïp coù quan heä: KA.KB = Kdm  
Thuyeát Brnsted - Lawry aùp duïng cho moïi loaïi dung  
moâi coù khaû naêng cho proton vaø coù tính ñònh löôïng  
cao do coù theå ño ñöôïc noàng ñoä ion H+.  
3
3) Thuyeát axít – bazô Lewis (1923)[2]  
a) Ñònh nghóa  
Axít Lewis laø chaát nhaän caëp electron.  
Bazô Lewis laø chaát cho caëp electron .  
Axít lewis laø nhöõng tieåu phaân (phaân töû, ion,  
nguyeân töû) coøn caùc ocbitan troáng thích hôïp cho vieäc  
tieáp nhaän caëp electron.  
+
H+(dd) + NH3 (dd) = NH4 (dd)  
axít  
AlF3(r) + 3F-(dd) = [AlF6]2-(dd)  
axít bazô  
bazô  
Caùc hôïp chaát coù lieân keát keùp hoaëc khoâng coøn  
ocbitan troáng trong tröôøng hôïp thích hôïp cuõng theå  
hieän tính chaát cuûa moät axít Lewis.  
HCl(k) + NH3(k) = NH4Cl(r)  
axit  
CO2(k) + OH-(aq) = HCO3 (aq)  
axít bazô  
bazô  
-
Bazô Lewis laø nhöõng tieåu phaân coù caëp electron töï  
do Chuùng thöôøng laø caùc anion (Cl-, CN-, CNS-,  
-
NO2 , OH-…) hay caùc phaân töû trung hoøa (NH3,  
xeton, röôïu, amin, pyridine C5H5N)  
Theo thuyeát Lewis khoâng coù chaát trung tính (khoâng  
bao giôø ñoùng chöùc naêng axit hay bazô)  
[2] http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/AcidBase/Intro-to-Lewis-AcidBase.html  
4
b) Khaû naêng ñaùnh giaù ñoä maïnh cuaû axit – bazô Lewis  
Khoâng coù thöôùc ño chung ñaùnh giaù ñoä maïnh cuûa  
axit vaø bazô Lewis.  
Nguyeân nhaân: Ñoä maïnh cuûa axit (bazô) Lewis  
khoâng chæ phuï thuoäc vaøo:  
- Maät ñoä ñieän tích döông (hay aâm)  
-Traïng thaùi cuûa ocbitan troáng (hay chöùa caëp  
electron)  
- Caáu taïo cuûa lôùp voû electron hoùa trò  
trong tröôøng hôïp phaân töû hay ion phöùc, maø coøn phuï  
thuoäc vaøo caùc hieäu öùng:  
- Hieäu öùng caûm öùng  
- Hieäu öùng coäng höôûng  
- Hieäu öùng laäp theå  
Ví duï: + Hieäu öùng caûm öùng  
Tính bazô giaûm daàn trong daõy Li3N, NH3 , NF3 do  
taùc duïng ruùt ñieän töû taêng daàn töø Li ñeán F  
Ví duï: + Hieäu öùng coäng höôûng  
Tính axít taêng daàn trong daõy BF3, BCl3, BBr3 do coù  
hieäu öùng chuyeån electron töø halogenua sang Bor  
taïo lieân keát π theo cô cheá cho – nhaän . Hieäu öùng  
naøy yeáu daàn töø F ñeán Br, daãn ñeán maät ñoä ñieän tích  
döông treân B taêng daàn töø BF3 ñeán BBr3.  
5
Ví duï 3: + Hieäu öùng laäp theå  
Tính bazô giaûm theo daõy 3-metylpyridin  
(CH3C5H5N)(b), pyridin (C5H5N)(a), 2-metylpyridin  
(c) trong phaûn öùng vôùi B(CH3)3 (trimetylbor) maëc  
duø nhoùm metyl coù hieäu öùng caûm öùng ñaåy ñieän töû,  
nguyeân nhaân laø do söï caûn trôû khoâng gian cuûa nhoùm  
metyl tôùi N. ΔHo cuûa caùc phaûn öùng treân laàn löôït  
298  
coù caùc giaù trò –74kJ, -71kJ vaø –42kJ.  
(a)  
(b)  
(c)  
Ngoøai ra coøn phuï thuoäc vaøo khaû naêng taïo lieân keát π  
cuûa tieåu phaàn acid vaø bazô (Thí duï seõ neâu trong  
phaàn phöùc chaát)  
Keát luaän: -Chæ coù theå tính ñoä maïnh axit – bazô  
Lewis cho töøng nhoùm chaát. Khoâng coù thöôùc ño  
chung nhö tröôøng hôïp axit – bazô Bronsted – Lawry.  
Ñoä maïnh cuûa axit – bazô Lewis tính theo naêng  
löôïng lieân keát (j/mol) taïo giöõa axit vaø bazô Lewis  
hay theo haèng soá beàn cuûa phöùc(trong dung dòch)  
c) ÖÙng duïng cuûa thuyeát Lewis: Trong caùc phaûn öùng  
taïo phöùc.  
6
4) Thuyeát axít – bazô Usanovich  
Ñònh nghóa:  
Axit laø chaát coù theå cho ñi cation, keát hôïp vôùi anion  
hay keát hôïp vôùi electron.  
Bazô laø chaát coù khaû naêng keát hôïp vôùi cation, cho ñi  
anion hay cho ñi electron.  
-
CO2 + OH- = HCO3  
axít bazô  
HCl + NH3 = NH4Cl  
axít bazô  
2-  
SiO2 + K2O = K2SiO3 (K+, SiO3 )  
axít bazô  
2-  
CS2 + Na2S = Na2CS3 (Na+ , CS3 )  
axít bazô  
H+(k) + Cl- (k) = H – Cl (k)  
axít bazô  
Thuyeát naøy coù tính toång quaùt nhaát, cho pheùp taùch ra  
loïai phaûn öùng axit bazô ñaõ neâu ôû phaàn III.1. Tuy  
nhieân do tính khoâng ñònh löôïng neân thích hôïp cho  
vieäc giaûi thích caùc phaûn öùng axit bazô maø caùc thuyeát  
khaùc khoù aùp duïng.Coù theå söû duïng thuyeát naøy giaûi  
thích cho caùc phaûn öùng ôû nhieät ñoä cao.  
7
5) Quan ñieåm axít – bazô cöùng meàm  
a) Ñònh nghóa  
Axít cöùng laø caùc cation hay phaân töû coù kích thöôùc  
nhoû, coù maät ñoä ñieän tích döông lôùn, khaû naêng bò  
phaân cöïc raát nhoû, khoâng coù khaû naêng cho electron  
(H+, Ca2+, BF3, AlCl3…)  
Bazô cöùng laø caùc anion hay phaân töû coù kích thöôùc  
nhoû, khaû naêng bò phaân cöïc nhoû (bò bieán daïng),  
khoâng coù khaû naêng nhaän theâm electron (F-, Cl-,  
NH3, H2O…)  
Axít meàm laø caùc cation hay phaân töû coù kích thöôùc  
lôùn, maät ñoä ñieän tích döong nhoû, deã bò bieán daïng  
(Cu+,Ag+, Hg2+, GaI3…)  
Bazô meàm laø caùc anion hay phaân töû coù kích thöôùc  
lôùn, deã bò phaân cöïc (H-, O2-, I-, R3P, SCN-…)  
Ngoaøi ra coøn axít vaø bazô trung gian khoâng cöùng  
khoâng meàm.  
8
b) Quy taéc phaûn öùng cuûa axit vaø bazô cöùng vaø meàm  
Ngöôøi ta nhaän thaáy axít cöùng thöôøng taïo hôïp chaát  
coäng hoùa trò beàn vôùi bazô cöùng vaø axít meàm taïo hôïp  
chaát coäng hoùa trò beàn vôùi bazô meàm.  
Ví duï:  
Axit bazô cöùng pK1  
7,10  
pK12  
11,98 15,83  
pK123  
Al3+ F-  
pK1234 pK12345 pK123456  
18,53 20,20 20,67  
Axit bazô meàm pK1  
pK12  
5,63  
Cu+ Cl-  
5,35  
5,92  
8,85  
Br-  
I-  
9
pdf 9 trang Thùy Anh 10520 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình Hóa học vô cơ - Chương 3, Phần 1: Phản ứng không thay đổi số oxi hóa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_hoa_hoc_vo_co_chuong_3_phan_ung_khong_thay_doi_so.pdf