Nhóm 28 A.Thủy Ngân I Cấu tạo tính chất vật lý: Cấu Tạo: -Thủy ngân có ký hiệu Hg, số hiệu nguyên tử 80, nhóm IIB, chu kì 6,thuộc họ d - Bán kính nguyên tử (calc.) 150 pm,bán kính công hoá trị 149 pm, bán kính van der Waals 155 pm -Cấu trúc tinh thể hình lăng trụ xiên, thể tích phân tử 14,09 cm3/mol Tính chất vật lý: -Là kim loại chuyển tiếp nặng có ánh bạc pha ánh xanh nhạt, thủy ngân nguyên tố kim loại biết có dạng lỏng nhiệt độ thường -Thuỷ ngân có trọng lượng riêng 13,551 kg/m3 200, theo tài liệu khác d4 = 13.59539 + -0,00001 -Nhiệt độ nóng chảy -38,890, nhiệt độ sôi 356,66 + -0,020, chất rắn -390C, khối lượng nguyên tử 200,59 u -Khi hoá rắn trở thành dẽ rèn chì, tinh thể (tám mặt, phát triển thành hình kim) Ở nhiệt độ phòng, không bị oxy hoá không khí, bị oxy hoá đun nóng lâu gần nhiệt độ sôi Thuỷ ngân hoàn toàn tinh khiết đổ tạo thành giọt tròn lấp lánh, linh động: thuỷ ngân không tinh khiết bị phủ lớp váng để lại vạch trắng dài -Thuỷ ngân có tính dẫn nhiệt dẫn điện tốt, thủy ngân độc, gây chết người bị nhiễm độc qua đường hô hấp Cần phải bảo quản thuỷ ngân lọ kín hay lớp nước phải làm tủ hút II Các Tính Chất Hóa Học Điển Hình: -Hg hoạt động hóa học kẽm cadmium - Trạng thái ôxi hóa phổ biến +1 +2 Rất hợp chất thủy ngân có hóa trị +3 tồn Không phản ứng với H2 -Không tác dụng với O2 nhiệt độ thường 3000C tạo HgO 4000C phân hủy lại thành nguyên tố -Phản ứng trực tiếp với Halogen, S, nguyên tố phi kim loại P,Se Hg +S HgS (Dùng phản ứng để thu hồi Hg bị rơi vãi.) -Hg không phản ứng với kiềm tan axit có số oxi hóa mạnh HNO3, H2SO4 đặc Hg + 4HNO3 Hg(NO3)3 + 2NO3 + 2H2O III Điều Chế Trong phòng Thí nghiệm: chưng cất bình cổ cong chịu nhiệt hỗn hợp thần sa (HgS) với bột sắt HgS + Fe 2.Trong công nghiệp Hg + FeS -Đun nóng tinh quặng Xinaba dòng không khí 7000C - 8000C với vôi sống hay mạt sắt: HgS + O2 Hg + SO2 4HgS + 4CaO 4Hg + CaSO4 + 3CaS HgS + Fe Hg + FeS • IV Ứng Dụng: Thủy ngân sử dụng chủ yếu sản xuất hóa chất,trong kỹ thuật điện điện tử Nó sử dụng số nhiệt kế Các ứng dụng khác là: Thimerosal, hợp chất hữu sử dụng chất khử trùng vaccin mực xăm (Thimerosal in vaccines) • Phong vũ kế thủy ngân, bơm khuyếch tán, tích điện kế thủy ngân nhiều thiết bị phòng thí nghiệm khác Là chất lỏng với tỷ trọng cao, Hg sử dụng để làm kín chi tiết chuyển động máy khuấy dùng kỹ thuật hóa học • Điểm ba trạng thái thủy ngân, -38,8344 °C, điểm cố định sử dụng nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90) • Hơi thủy ngân sử dụng đèn thủy ngân số đèn kiểu "đèn huỳnh quang" cho mục đích quảng cáo Màu sắc loại đèn phụ thuộc vào khí nạp vào bóng • Thủy ngân sử dụng tách vàng bạc quặng sa khoáng B CÁC HỢP CHẤT CỦA THỦY NGÂN I Hợp Chất Hg+: -Phần lớn khó tan nước [Trừ Hg2(NO3)2 ] -Do có số OXH trung gian nên ion Hg+ dễ bị khử thành Hg dễ bị oxi hóa thành Hg2+ Hg2Cl2 + SnCl2 2Hg + SnCl4 Hg2Cl2 + Cl2 2HgCl2 + -Ion Hg khả tạo phức Hg2+ .Hg2O: chất bột màu đen, hỗn hợp HgO Hg -Không tan nước Khi đun nóng hay chiếu sáng mạnh bị phân hủy Hg2( NO3)2 -Không màu, dễ tan nước dễ bị thuỷ phân Hg2(NO3)2 + H2O Hg2(OH)(NO3) + HNO3 Có tính oxi hóa mạnh: 2Hg2(NO3)2 + HNO3 + O2 4Hg(NO3)2 + 2H2O -Bị phân huỷ đun nóng thành HgO phân huỷ tiếp thành Hg Hg2X2 với X Halogen Có thể thăng hoa mà không phân hủy -Rất tan, trừ Hg2F2 dễ tan Hg2X2 tự phân hũy tác dụng vói dung dịch NH3 Hg2X2 + 2NH3 Hg + HgNH2X+ NH4X Hg2Cl2 gọi calomen sử dụng y học B Hợp chất Hg2+ HgO HgO dạng tinh thể, hạt nhỏ có màu vàng, hạt to có màu đỏ Bị phân huỷ 4000C Ở gần 1000C HgO bị phân huỷ H2 nhiệt độ thường dễ tác dụng với khí Cl2 hay nước clo tạo kết tủa đỏ nâu 2HgO 2Hg + O2 HgO +2Cl2 Hg2OCl2 +Cl2O - Điều chế: 2Hg(NO3)2 2HgO + 4NO2 + O2 Hg(OH)2 không bền, phân hũy thành HgO H2O Muối -Dễ tan nước Tác dụng với halogenua tạo phức halogenua tương ứng HgCl2 + 2KCl K2[HgCl4] -Các muối Hg(II) có tính oxi hoá 2HgCl2 Hg2Cl2 + Cl2 2HgCl2 + SO2 + H2O HgCl2 + 2HCl +H2SO4 4-Sulfua thủy ngân (II) hợp chất hóa học hai nguyên tố hoá học thuỷ ngân lưu huỳnh Nó có công thức hoá học HgS Là chất độc có chứa thủy ngân a Tính chất vật lý: -Trong tự nhiên, có hai dạng thù hình, dễ dàng nhận nhờ màu sắc khác nhau: +Loại quặng màu đỏ son, gọi chu sa (cinnabarit), dạng phổ biến tự nhiên Chất màu đỏ son trước làm từ +Loại quặng màu đen (metacinnabarit) phổ biến Nó sử dụng làm chất màu -Tỷ trọng 8,1 g/cm3, pha rắn, không tan nước -Nhiệt độ nóng chảy 583,50C, bị phân huỷ nhiệt độ cao b Điều chế: -Dạng thủy ngân sulfua nhân tạo HgS thu phản ứng trực tiếp lưu huỳnh với Hg Dạng màu đen, thăng hoa đun nóng với kiềm Poly sulfua sulfua đen chuyển thành bột dỏ (Hg sulfua đỏ) màu đỏ son nhân tạo -Dạng tổng hợp sản xuất cách xử lý muối thủy ngân hóa trị với sulfua hiđrô (H2S) để làm lắng đọng metacinnabarit tổng hợp màu đen, sau đun nóng nước Chuyển hóa xúc tác có mặt sulfua natri (Na2S) c Ứng dụng: -Được sử dụng làm bột màu cho sơn sáp niêm phong Sản phẩm tạo trình ướt sáng không chống lại tác dụng ánh sáng, muối độc ... đích quảng cáo Màu sắc loại đèn phụ thuộc vào khí nạp vào bóng • Thủy ngân sử dụng tách vàng bạc quặng sa khoáng B CÁC HỢP CHẤT CỦA THỦY NGÂN I Hợp Chất Hg+: -Phần lớn khó tan nước [Trừ Hg2(NO3)2... + FeS • IV Ứng Dụng: Thủy ngân sử dụng chủ yếu sản xuất hóa chất, trong kỹ thuật điện điện tử Nó sử dụng số nhiệt kế Các ứng dụng khác là: Thimerosal, hợp chất hữu sử dụng chất khử trùng vaccin... hóa học • Điểm ba trạng thái thủy ngân, -38,8344 °C, điểm cố định sử dụng nhiệt độ tiêu chuẩn cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90) • Hơi thủy ngân sử dụng đèn thủy ngân số đèn kiểu "đèn huỳnh