Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 53 - * Si vô đònh hình là chất bột màu hung xám * Si tinh thể có kiến trúc lập phương giống kim cương. Trong mạng lưới tinh thể, mỗi nguyên tử Si liên kết công hoá trò vơí 4 nguyên tử Sibao quanh kiểu hình tứ diện đều (sp 3 ) d Si –Si = 2,34A 0 Si tinh thể rất cứng, khó nóng chảy và khó bay hơi ( t 0 nc =1475 0 C; t 0 s = 3250 0 C) Si là chất bán dẫn, có ánh kim, màu xám. Silic không tan trong các dung môi mà chỉ tan trong một số kim loại nóng chảy như: Ag, Al, Zn. Khi để nguội những dung dòch đó, Si sẽ kết tinh (ứng dụng để điều chế Si tinh thể). 2. Hoá tính: Ở điều kiện thường, Si khá trơ về mặt hoá học vì mạng tinh thể rất bền. Si vô đònh hình hoạt động hơn Si tinh thể . a. Tính khử + Với đơn chất: - Với oxy: Si cháy trong oxy, phản ứng phát ra nhiều nhiệt Si + O 2 = SiO 2 , ∆H = -208,3kcal/ptg - Với halogen: * F 2 tương tác vơí Si ở t 0 thường tạo SiF 4 * Với Br 2 , Cl 2 : ở 500 0 tạo SiCl 4 , SiBr 4 Si + 2X 2 = SiX 4 (X:F, Cl, Br) - Với S, N 2 , C: Si tương tác ở nhiệt độ cao tạo SiS 2 , Si 3 N 4 , SiC. + Với hợp chất: - Với H 2 O: ở t 0 thường, Si không tương tác với H 2 O nhưng ở t 0 cao có xảy ra phản ứng: Si + 2H 2 O = SiO 2 + 2H 2 800 C 0 - Với acid: ở điều kiện thường Si bền đối với acid và chỉ tan trong hỗn hợp HF+HNO 3 3Si + 4HNO 3 + 18HF = 3H 2 SiF 6 + 4NO + 8H 2 O - Với kiềm: Si tương tác mãnh liệt với dung dòch kiềm giải phóng H 2 Si + 2NaOH + H 2 O = Na ø2 SiO 3 + 2H 2 ↑ (Na ø2 SiO 3 dễ bò phân hủy trong nước Na ø2 SiO 3 + 3H 2 O = H 4 SiO 4 + 2NaOH). b. Tính oxy hóa Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 54 - - Với kim loại: Be, Mg, Cr, Sr, Ba, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Pt ở 800-900 0 C, Si tương tác với kim loại tạo silixua 2Mg + Si = Mg 2 Si Mg 2 Si + 4H 2 O = 2Mg(OH) 2 + SiH 4 3. Trạng thái tự nhiên- Ứng dụng- Điều chế: a. Trạng thái tự nhiên - Si thiên nhiên gồm 3 đồng vò bền: 29 Si : 4,68% ; 30 Si : 3,05% ; 28 Si : 92,27% - Chiếm 16,7% tổng nguyên tử trong vỏ quả đất. - Ở dạng khoáng, đất sét, cao lanh, oxid (cát, thạch anh) Ví dụ: Kaolin : Al 2 O 2 .2SiO 2 .2H 2 O b. Ứng dụng - Si có vai trò quan trọng đối với thế giới vô cơ, được dùng chủ yếu trong các hợp kim: Fero-Silic… - Si nguyên chất được dùng làm chất bán dẫn trong kỹ thuật điện tử. - Từ Si chế tạo ra pin mặt trời có khả năng chuyển năng lượng mặt trời thành điện năng và cung cấp cấp điện cho các thiết bò vô tuyến điện và viễn thông trong các con tàu vũ trụ. c. Điều chế - Trong công nghiệp : * Si kỹ thuật với độ tinh khiết 95-98%, được điều chế ở dạng khối lớn khi dùng than cốc hay CaC 2 khử thạch anh trong lò điện ở t 0 cao: SiO 2 + 2C = Si + 2CO 3SiO 2 + 2CaC 2 = 3Si + 2CaO + 4CO * Dùng hơi kẽm khử SiCl 4 2Zn + SiCl 4 = Si + 2ZnCl 2 * Dùng Al khử K 2 SiF 6 : 2Al + 3K 2 SiF 6 = 3Si + 2K 3 AlF 6 + 2AlF 3 * Dùng nhiệt phân hủy Si SiH 4 = Si + 2H 2 ↑ t 0 - Trong phòng thí nghiệm: * Đốt cháy hỗn hợp gồm bột Mg và cát nghiền min SiO 2 + 2Mg = Si + 2MgO Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 55 - Cho hỗn hợp sản phẩm tác dụng với HCl và dung dòch HF; MgO và SiO 2 dư sẽ tan còn Si ở dạng bột vô đònh hình Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2 MgO + 2HCl = MgCl 2 + H 2 O 2Mg + Si = Mg 2 Si Mg 2 Si + 4HCl = MgCl 2 + SiH 4 SiO 2 + 4HF = SiF 4 + H 2 O B. HP CHẤT 1. Silic dioxyd SiO 2 : - SIO 2 là hợp chất polyme (SiO 2 ) n , không tồn tại từng phân tử riêng rẽ mà ở dưới dạng tinh thể (1 phân tử khổng lồ). Si O Si O O O Si O Si O - Ở điều kiện thường SiO 2 tồn tại ở ba dạng thù hình: thạch anh, trydimitevà crsytobalite; mỗi dạng thù hình lại có dạng α bền ở t 0 thấp và dạng β bền ở nhiệt độ cao. 870 0 C 1470 0 C Thạch anh β ⇔ tridymiteβ ⇔ crystobalite β ↑↓573 0 C ↑↓120- 160 0 C ↑↓200-275 0 C Thạch anh α Tridymite α Crystobalite α Tinh thể bao gồm những nhóm tứ diện SiO 4 nối với nhau qua nguyên tử O chung. Trong tứ diện SiO 4 , Si nằm ở trung tâm tứ diện, liên kết cộng hoá trò với 4 nguyên tử O ở đỉnh của tứ diện. Như vậy, mỗi nguyên tử O liên kết vơí 2 nguyên tử Si ở hai tứ diện cạnh nhau và trung bình cứ trên một nguyên tử Si có 2O) nên công thức là SiO 2 . Vì vậy SiO 2 ở dạng polyme có cấu trúc ba chiều. Ba dạng thu hình của SiO 2 có các sắp xếp khác nhau của các nhóm tứ diện SiO 4 trong tinh thể. Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 56 - - Thạch anh có kiến trúc tinh thể lục phương. - Tridymite có kiến trúc tinh thể lục phương. - Crystobalic có kiến trúc lập phương. Sự khác nhau giữa dạng α và dạng β của mỗi dạng thù hình là do sự quay ít của các tứ diện đối với nhau nhưng cách sắp xếp chung của tứ diện đó không biến đổi. Trường hợp này không đòi hỏi phải phá vỡ liên kết còn trường hợp biến đổi từ dạng thù hình này sang dạng thù hình khác đòi hỏi phải phá vỡ và xây dựng lại tất cả các liên kết nên đòi hỏi năng lượng hoạt động hoá cao nên thạch anh, tridimyte và crystobalite tồn tại đồng thời trong tự nhiên mặc dù ở nhiệt độ thường chỉ có thạch anh α là bền nhất còn các dạng tinh thể khác chỉ là bền giả. a. Lý tính - d thạch anh = 2,65 ; d tridinyt = 2,3 ; d crystobalit = 2,2 - t 0 nc thạch anh = 1600 -1670 0 C ; t 0 nccrystobalit = 1710 0 C t 0 s SiO 2 =2230 0 C - Trong tự nhiên, thạch anh tinh khiết gồm những tinh thể trong suốt và không màu. Thạch anh có hoạt tính quang học và có tính áp điện. b. Hoá tính Rất trơ về mặt hoá học: không tác dụng vơí O 2 , Cl 2 , Br 2 và các acid kể cả khi dun nóng. - Chỉ tác dụng vơí F 2 và HF ở điều kiện thường SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + O 2 SiO 2 + 6HF = H 2 [SiF 6 ] + H 2 O - Tan trong kiềm hay carbonat kiềm nóng chảy: SiO 2 + 2NaO = Na 2 SiO 3 + H 2 O SiO 2 + 2Na 2 CO 3 = Na 2 SiO 3 + CO 2 ↑ Những phản ứng này cũng xảy ra trong dung dòch khi dun sôi với SiO 2 ở dạng bột mòn. c. ng dụng - Dùng làm dụng cụ quang học (thấu kính, lăng kính ), vật liệu xây dựng (cát, ximăng), dùng trong công nghiệp thủy tinh, sứ. 2. Acid silicic: H 4 SiO 4 - Cấu tạo phân tử của acid silicic chưa được xác nhận. Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 57 - Nó có thể ứng với hai công thức H 2 SiO 4 (acid orto silicic) và H 2 SiO 3 (acid meta silicic). Thực tế, SiO 4 4- có rất phổ biến và trong mọi hợp chất của Si vơí oxy, Si luôn luôn có số phối trí +4 chứ không phải =3 nên công thức H 4 SiO 4 được công nhận là đáng tin cậy hơn. - Acid silicic có thể tồn tại dươí dạng đơn phân tử tự do H 4 SiO 4 ở trong dung dòch nhưng những phân tử đó dễ ngưng tụ với nhau mất bớt nước tạo thành những hạt lớn hơn cho dung dòch keo. OH OH OH OH Si Si Si O Si +(n-1) H 2 O n HO OH = HO O n- 2 OH OH OH OH OH Dung dòch keo của acid silicic là một chất lỏng đặc biệt trong suốt, dùng kính hiển vi cũng không thể phát hiện được hạt keo. Dung dòch keo chỉ tồn tại trong một thời gian nhất đònh vì ở trong đó phản ứng ngưng tụ vẫn tiếp diễn, những nhóm - OH nằm giữa các mạch có thể tương tác vơí nhau tạo nên những phân tử ba chiều lớn hơn, chứa ít nước hơn và có mạch nhánh. Khi kích thước của những hạt keo vượt một giơí hạn nào đó, dung dòch keo đông tụ. Tùy theo những điều kiện xảy ra trong quá trình đông tụ đó, acid silicic hoặc lắng xuống dưới dạng kết tủa thô, không tan, có công thức chung là SiO 2 nH 2 O hay đông lại thành khối giống như thạch g là gel. Quá trình ngưng tụ tiếp tục xảy ra cho đến khi tạo nên sản phẩm cuối cùng là SiO 2 vô đònh hình. Sấy khô gel trong không khí, ta được một vật liệu xốp là silicagel có khả năng hấp thụ lớn. - Acid silicic là acid rất yếu (k 1 = 10 -10 ) nên nó dễ dàng tạo nên khi cho muối natrisilitcat tác dụng với acid rất yếu như acid carbonic hay khi thủy phân những hợp chất của Si +4 như SiCl 4 , SiH 4 . Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 58 - 3. Silicat: Trong số các silicat, chỉ có silicat kim loại kiềm là tan được. Silicat kim loại kiềm trong suốt như thủy tinh và không tan trong nước lạnh nhưng tan trong nước nóng nên gọi là thủy tinh tan. Dung dòch càng nhớt khi có nồng độ càng cao, dung dòch đậm đặc của xatri silicat được g là thủy tinh lỏng. Nó được dùng để tẩm vải và gỗ làm cho những vật liệu này không cháy, dùng làm hồ dán thủy tinh và đồ sứ. - Trong dung dòch, silicat kim loại kiềm bò thủy phân cho phản ứng kiềm và bò các acid, dù là acid rất yếu phân hóa dễ dàng đễ cho acid silicic dưới dạng kết tủa. Na 2 SiO 3 + 2HCl + 2NaCl + H 2 SiO 3 ↑ Điều chế : Silicat kim loại kiềm được tạo nên khi nấu chảy thạch anh trong hydroxyd hay carbonat kim loại kiềm : Si 2 O 2 + 2 NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O 2Na 2 SO 4 + C + 2SiO 2 = 2Na 2 SiO 3 + CO 2 ↑ + 2 SO 2 ↑ Silicat kim loại khác được tạo nên khi nấu chảy thạch anh với oxyd kim loại tương ứng. Silicat tự nhiên là những vật liệu cơ sở của vỏ quả đất. Phần lớn là muối của axit silicic có chứa 2,3 kim loại (thường là kim loại hóa trò 3 như Al, Fe(III)). Các silicat tự nhiên ứng với công thức xSiO 2 .yX 2 O 3 .zH 2 O (x là kim loại hóa trò 3). Quan trọng nhất là aluminosilicat (x là Al) : chất cơ sở của mọi thứ sét (2SiO 2 .Al 2 O 3 .2H 2 O : kaolin). Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 59 - CHƯƠNG VI : CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM V A I. NHẬN XÉT CHUNG Phân nhóm V A gồm 5 nguyên tố : Nitrogen(N), Phosphor (P), Asen (As), Antimon (Sb) và Bismuth (Bi). Quan trọng nhất là Nitrogen rồi đến phosphor, cả 2 nguyên tố này rất quan trọng đối với sinh vật. - Một số tính chất của các nguyên tố phân nhóm V A : N P As Sb Bi Z Cấu hình e R ntử (A 0 ) R ion E 3- (A 0 ) R ion E 5+ (A 0 ) E ion hóa I (kcal/ntg) E ion hóa II (kcal/ntg) E ion hóa III (kcal/ntg) Độ âm điện Khối lượng riêng (g/cm 3 ) T o nc ( o C) T o s ( o C) 7 [H e ]2s 2 2 p 3 0,71 1,48 0,15 335,1 682,8 1094 3,0 0,81 (lỏng) -209,9 -195,5 15 [H e ]3s 2 3p 3 1,30 1,86 0,35 254 453,2 695,5 2,1 1,83 44,1 (trắng) 275 (trắng) 33 [Ar]3d 10 4s 2 4p 3 1,48 1,92 0,47 226 466 653 2,0 5,7 610 814 51 [Kr]4d 10 5s 2 Sp 3 1,61 2,08 0,62 199,2 380 583 1,9 6,6 630,5 1640 83 [Xe]4f 14 5d 10 6s 2 6p 3 1,82 2,13 0,74 168,1 384,7 589,5 1,9 9,8 271,3 1540 thăng hoa ở 150 0 C - Lớp e hóa trò : ns 2 np 3 , để đạt được cấu hình e bền của nguyên tử khí trơ, chúng có thể thu thêm 3e để cho ion X 3- X + 3e - = X 3- Tuy nhiên so với các nguyên tố phân nhóm VI A và VII A , khuynh hướng này thể hiện yếu và khó khăn hơn nhiều. Thực tế các ion X 3- chỉ thấy trong các hợp chất kim loại mạnh. Đối với các nguyên tố khác, N là những nguyên tố cùng nhóm tạo nên những cặp e và cho những hợp chất trong đó chúng có mức oxy hóa +3 hay –3 ; đôi e còn lại thường dùng để tạo liên kết cho nhận (liên kết phối trí) với những nguyên tố có độ âm điện lớn. Các nguyên tố P, As, Sb, Bi có orbital d trống, nên có khả năng tạo nên 2 liên kết công hóa trò nữa. Vì vậy, mức oxy hóa cao nhất của những nguyên tố phân nhóm V A là +5 ↑↓ ↑ ↑ ↑ → ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 60 - ns np nd ns np nd Do năng lượng ion hóa cao, các nguyên tố V A khó mất e biến thành cation X 3+ , X 5+ chỉ Sb và Bi cho cation X 3+ , tuy nhiên các cation này có khuynh hướng thủy phân mạnh X 3+ + H 2 O ⇔ XO 3 3- + 6H + - Giống nhóm IV A , sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong nóm V A cũng xảy ra tuần tự từ N đến Bi : N và P là những nguyên tố phi kim loại điển hình, Bi là kim loại rõ rệt còn As và Sb ở dạng đơn chất và hợp chất đều có tính chất của kim loại vừa của không kim loại (chúng là nguyên tố nữa kim loại). * Từ N → Bi : tính axít của các oxyd giảm xuống còn tính năng baz tăng lên. * Từ N → Bi : độ bền của mức oxy hóa +3 tăng lên còn độ bền của mức oxy hóa +5 nói chung giảm xuống. - Giống IV A , N có khả năng tạo liên kết π p-p (liên kết kép giống C còn P, As, Sb và Bi không có khả năng tạo liên kết π p-p mà tạo liên kết π cho kiểu π p-d nhờ orbital d trống của chúng. Vì vậy, Nitrogen tồn tại ở dạng phân tử N 2 với liên kết ba N ≡ N còn các nguyên tố khác ở dạng phân tử E 4 với những liên kết đơn E _ E. - Khả năng tạo mạnh E _ E không đặc trưng đối với N nhưng rất thường có ở các nguyên tố còn lại của nhóm dưới dạng đơn chất và hợp chất, khả năng đó giảm xuống nhanh từ P đến Sb. Điều này được giải thích dựa vào sự biến đổi độ bền của liên kết đơn : N_N = 38,4 ;P_P 51, 3 ; As_As 32,1 ; Sb_Sb 30,2 và Bi_Bi 25 kcal/ptg. - Số phối trí của nguyên tố V A tăng lên từ N → Bi. Ví dụ : N tạo những hợp chất NCl 3 , NF 3 P tạo những hợp chất PCl 5 , PF 6 - Sb tạo những hợp chất Sb(OH) 6 - II. NITROGEN A. ĐƠN CHẤT Đơn chất Nitrogen tồn tại ở dạng phân tử 2 nguyên tử N 2 - Cấu hình e - : N 2 : (σ s lk ) 2 (σ s * ) 2 (π px lk ) 2 (π py lk )( σ z lk ) 2 - Cấu tạo : N≡N, E lk = 225,8 kcal, d lk = 1,095A 0 Độ bội liên kết = 3 (lớn) nên phân tử đặc biệt bền vững, ở 300 0 C chỉ có 0,1% N 2 bò phân ly N 2 ⇔ 2N 1. Tính chất : N 2 có tổng số e, khối lượng và cấu tạo phân tử giống CO nhưng CO là phân tử có cực còn N 2 không cực nên CO là chất cho e còn N 2 không có khả năng này. Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 61 - a. Lý tính Nitrogen là 1 khí không màu, không mùi, không vò, hơi nhẹ hơn không khí. Có T 0 nc , T 0 s rất thấp, rất ít tan trong nước và trong các dung môi hữu cơ. Ở trạng thái rắn, N 2 tồn tại dưới 2 dạng thù hình : lập phương, lục phương Nitrogen không duy trì sự cháy và sự sống. b. Hóa tính Vì phân tử N 2 rất bền vững nên N 2 kém hoạt động về mặt hóa học. Phản ứng N 2 thường chỉ xảy ra khi có sự bẽ gãy hay ít nhất làm yếu đi nối 3 trong phân tử bằng cách đốt nóng, bằng tác dụng của chất xúc tác, bằng phóng điện. Nitrogen thường tham gia phản ứng với vai trò chất oxy hóa, chỉ khi tác dụng với Flor, oxy, nó mới thể hiện vai trò chất khử. Các mức oxy hóa của N là –3, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Ở t 0 thường, N 2 chỉ tương tác với Li tạo nitrua nhưng ở t 0 cao, N 2 tương tác được với H 2 , O 2 , một số ít kim loại và hợp chất. - Tác dụng với các nguyên tố : + Với các nguyên tố không kim loại : rất ít nguyên tố không kim loại tác dụng trực tiếp với N 2 * Với H 2 : N 2 có thể cho phản ứng với H 2 nhưng phải ở t 0 cao (1000 0 C) N 2 + 3H 2 ⇔ 2NH 3 , ∆H = -11 kcal/ ptg 1000 0 C Phản ứng rất khó và hiệu suất rất bé (chỉ vài phần 10 -5 ). Muốn cho hiệu suất cao hơn và phản ứng ở t 0 thấp hơn (450 0 C) thì phải dùng chất xúc tác. Phản ứng này rất quan trọng, nó là phương pháp số 1 để điều chế NH 3 trong kỹ nghệ. * Với O 2 : N 2 trơ với O 2 ở t 0 thường nhưng tác dụng được ở t 0 cao nhưng hiệu suất cũng rất kém N 2 + O 2 ⇔ 2NO, ∆H =+21,6 kcal/ptg t 0 C Phản ứng này thuận nghòch, thu nhiệt và cũng rất khó khăn, tuy nhiên nó cũng quan trọng, hiện nay nó là phương pháp số 2 để điều chế HNO 3 trong kỹ nghệ. Nitrogen còn cho một số oxyd khác nữa như : N 2 O, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 5 . * Với halogen : N 2 không tác dụng trực tiếp với halogen. Các hợp chất NX 3 , NHX 2 , NH 2 X đều được điều chế gián tiếp từ amoniac, chúng đều là những hợp chất thu nhiệt. + Với kim loại : Các kim loại (trừ Li) chỉ cho phản ứng trực tiếp với N 2 ở t 0 cao. Các kim loại mạnh như Ca, Mg, Al; một số kim loại chuyển tiếp Cs, Zr, V, Nb phản ứng với N 2 ở 700 – 900 0 C tạo nitrua kim loại : Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 62 - N 2 + 3Mg = Mg 3 N 2 Các Nitrua kim loại có thể chia làm 3 loại : 1/ Nitrua ion ở trạng thái rắn chứa ion N 3- : Nitrua của các kim loại mạnh; Li, Na, Kiềm, Rb, Be và Mg. Những Nitrua này bò thủy phân cho NH 3 Mg 3 N 2 + 6H 2 O = 3Mg(OH) 2 + 2NH 3 Nitrua của không kim loại 2/ Nitrua công hóa trò : AlN, BN, Si 3 N 4 , C 3 N 4 , P 3 N 5 … 3/ Nitrua xâm nhập : có thể xem như sự xen vào của những nguyên tử N vào mạng tinh thể của kim loại chuyển tiếp. Chúng có công thức chung là MN, M 2 N, M 4 N. Đó là những hợp chất bán kim loại trong đó liên kết cộng hóa trò tiến dần đến liên kết kim loại (Nitrua của các nguyên tố d). - Tác dụng với hợp chất : ở t 0 cao (800 – 1400 0 C), N 2 tác dụng với nhiều hợp chất như : N 2 0 + K 2 CO 3 + 4C = 2KCN + 3CO 2N 2 + Al 4 C 3 = 4AlN + 3C Đáng chú ý nhất là tác dụng của N 2 với CaC 2 : N 2 + CaC 2 = CaCN + C 1 00 0 Calci cyanamit là 1 loại phân bón rất tốt. Đây là phản ứng cho phép kết hợp được nitrogen tự nhiên trong khí quyển thành nitrogen liên kết có ích mà thực vật đồng hóa được. 2. Trạng thái tự nhiên : Hầu hết Nitrogen trong tự nhiên tồn tại ở trạng thái tự do dưới 2 dạng đồng vò bền là 14 N (99,635%) và 15 N (0,365%), chiếm 78% thể tích khí quyển. Trong đất nhất là ở các vùng màu mỡ thường chứa những hợp chất của nitrogen dưới dạng nitrat, nitrit, amoni (nhiều nhất là NaNO 3 ở ChiLê). Nitrogen còn có trong tế bào động vật và thực vật dưới dạng hợp chất gọi là protein. Ở điều kiện thường, Nitrogen được đồng hóa trực tiếp bời 1 số vi sinh vật, ví dụ như các azotobacte có nhiều trong đất được cày xới và đất chứa nhiều mùn. Một số vi khuẩn đó sống trong nốt sần của rễ cây họ đậu (dưới tác dụng của các vi khuẩn, lượng N 2 đồng hóa được của đất hàng năm tăng lên 48 kg/ha, nếu đất trồng trọt thì đạt 200 kg/ha. 3. Điều chế : - Trong phòng thí nghiệm : nhiệt phân NH 4 NO 2 (đun nóng 1 dung dòch NH 4 Cl và NaNO 2 ) Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học 0 t 0 [...]... đảo ngược những phản ứng trao đổi ion Ví dụ : 2AgNO3 + BaBr2 1 2 ⇔ 2AgBr + Ba(NO3)2 Trong nước, cân b ng chuyển dòch hoàn toàn về b n phải (do AgBr↓) Hồ B ch Ngọc Khoa Hóa < /b> Học - 65 - Giáo < /b> Trình < /b> Hoá Vô < /b> Cơ < /b> Trong NH3, cân b ng chuyển dòch theo chiều 2 (do BaBr2 ít tan trong NH3) NH3 lỏng có hằng số điện môi nhỏ hơn nước nên hòa tan trong các chất hữu cơ < /b> dễ hơn nước NH3 lỏng có khả năng hòa tan các kim loại... tốt b Hóa < /b> tính NH3 là chất khá hoạt động về mặt hóa < /b> học : - NH3 có cặp e tự do nên có khả năng kết hợp với nhiều chất có orbital hóa < /b> trò trống, do đó phản ứng kết hợp rất đặc trưng - Liên kết N-H b phân cực nên ở t0 cao, H b thế b i các kim loại nên NH3 có khả năng cho phản ứng thế - Phân tử NH3 :N có độ âm điện chưa lớn lắm, mức oxy hóa < /b> –3 không b n lắm nên nó có thể b oxy hóa < /b> lên các mức oxy hóa.< /b> .. orbital 1s của H (mỗi orbital có 1e độc thân) tạo 3 liên kết N_H làm với nhau 1 góc 1070, còn lại 1 orbital lai hóa < /b> sp3 chiếm cặp e tự do Sự khác nhau 1 ít về góc hóa < /b> trò là do cặp e tự do này khuyếch tán tương đối rộng hơn so với orbital nguyên tử tham gia tạo liên kết nên tác dụng đẩy của nó đến các AO khác mạnh hơn so với cặp liên kết Hồ B ch Ngọc Khoa Hóa < /b> Học - 64 - Giáo < /b> Trình < /b> Hoá Vô < /b> Cơ < /b> a Tính chất -... thấp b n hơn nên NH3 dễ tham gia tạo thành các liên kết khác thành các hợp chất b n hơn - Theo thuyết VB : N trong NH3 ở trạng thái lai hóa < /b> sp3, tức hàm 2s tổ hợp với 3 hàm 2p của N tạo 4 orbital lai hóa < /b> sp3 tương đương, về mặt năng lượng hướng tới 4 đỉnh của 1 hình tứ diện đều làm với nhau 1 góc 109028’ Muốn tạo liên kết, 3 orbital lai hóa < /b> sp3, mỗi orbital chiếm 1e độc thân sẽ che phủ với 3 orbital... H2O và các chất nhân đôi e như BF3, H+, Ag+, Cu2+, Cr3+ * Khi tan trong nước, NH3 kết hợp với H+ của nước tạo NH+ và dung dòch trở nên có tính baz yếu NH3 + H2O NH4+ ⇔ + OH- , Kb 250 C = 1,8.10 -5 * NH3 có thể cho phản ứng cộng với những phần tử thiếu e như BF3 H H F N : + H B H = H F N B H F F F F * NH3 cũng hóa < /b> hợp được với nhiều muối khan tạo thành những hợp chất đặc biệt gọi là amoniacat tương ứng... giữa các phân tử NH3 tương đối dễ hóa < /b> lỏng, dễ hóa < /b> rắn (Tnc0=77, 750 C; Ts0 = -33,35C0 : quá cao so với các hợp chất tương tự) Điều này cũng giải thích tại sao NH3 có phân tử lượng gần b ng của nước (17 và 18) lại khó hóøa lỏng hơn nước Ở t0 thường, chỉ cần áp suất = 10at là có thể hóa < /b> lỏng NH3 Do tính dễ hóa < /b> lỏng lại có nhiệt b c hơi lớn (5, 6 kcal/ ptg) nên NH3 được dùng trong các máy lạnh, có thể hạ... Nitrogen là điều chế NH3, từ đó điều chế các loại phân b n, HNO3 và những hợp chất khác của Nitrogen Những ứng dụng khác của Nitrogen đều dựa vào đặc điểm của nó là 1 khí trơ rẻ tiền, dùng trong công nghệ đèn điện, dùng trong phòng thí nghiệm để b o quản những chất dễ b oxy hóa < /b> B HP CHẤT 1 Amoniac (NH3) : - Theo thuyết MO, phân tử NH3 có 8 e hóa < /b> trò ứng với cấu hình e : (σslk)2 Công thức cấu tạo :...- 63 - Giáo < /b> Trình < /b> Hoá Vô < /b> Cơ < /b> NH4NO2 = N2 + 2H2O 0 * Oxy hóa < /b> NH3 b ng CuO ở t cao 2NH3 + 3CuO = N2↑ + Cr2O3 + 4H2O - Trong công nghiệp : chưng cất phân đoạn không khí lỏng (N2 điều chế từ không khí hơi nặng hơn N2 điều chế từ các hợp chất,... nên là 1 dung môi ion hóa < /b> tốt đối với nhiều chất, NH3 lỏng tự phân ly theo quá trình < /b> 2NH3 ⇔ NH4+ + NH2- K -50 0C = + CNH2 CNH4 = 2.10-33 (NH3(l) có hằng số điện môi ε nhỏ hơn của nước nên khả năng hòa tan các chất phân cực và ion kém hơn; nhưng hòa tan những chất hữu cơ,< /b> những hợp chất ít phân cực tốt hơn : hòa tan kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, tạo cation tự do và ebò solvat hóa)< /b> * Những chất nào... 4NH3 + CuSO4 = CuSO4.4NH3 b t trắng tinh thể xanh đậm Do đó không thể dùng CaCl2 để làm khô khí NH3 * NH3 có thể hóa < /b> hợp trực tiếp với axít tạo muối amoni : NH3 + H+ = NH4+ Không thể dùng H2SO4 đặc để làm khô khí NH3 Muốn làm khô nó ta phải dùng CaO, NaOH hay KOH rắn * NH3 có thể hóa < /b> hợp với các kim loại chuyển tiếp để tạo thành ion phức 2NH3 + Ag+ Hồ B ch Ngọc = [Ag(NH3)2]+ Khoa Hóa < /b> Học . 2AgNO 3 + BaBr 2 ⇔ 2AgBr + Ba(NO 3 ) 2 Trong nước, cân b ng chuyển dòch hoàn toàn về b n phải (do AgBr↓). 2 1 Hồ B ch Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 65 - Trong NH 3 , cân b ng. (Na ø2 SiO 3 dễ b phân hủy trong nước Na ø2 SiO 3 + 3H 2 O = H 4 SiO 4 + 2NaOH). b. Tính oxy hóa Hồ B ch Ngọc Khoa Hóa Học Giáo Trình Hoá Vô Cơ - 54 - - Với kim loại: Be, Mg, Cr, Sr, Ba, Mo,. [H e ]2s 2 2 p 3 0,71 1,48 0, 15 3 35, 1 682,8 1094 3,0 0,81 (lỏng) -209,9 -1 95, 5 15 [H e ]3s 2 3p 3 1,30 1,86 0, 35 254 453 ,2 6 95, 5 2,1 1,83 44,1 (trắng) 2 75 (trắng) 33 [Ar]3d 10 4s 2 4p 3 1,48