Ch ng 9ươ Ch ng 9ươ NHÓM III NHÓM III PHÂN NHÓM PHÂN NHÓM IIIA IIIA B – Al B – Al Ga – In – Tl Ga – In – Tl NHÓM IIIA NHÓM IIIA • Gồm các nguyên tố: bo (B), nhôm (Al), gali (Ga), inđi (In), tali (Tl). B Al Ga In Tl Số thứ tự 5 13 31 49 81 Electron hóa trị 2s 2 2p 1 3s 2 3p 1 4s 2 4p 1 5s 2 5p 1 6s 2 6p 1 Bán kính ngtử (Å) 0,83 1,26 1,27 1,44 - Bán kính ion R +3 (Å) 0,20 0,57 0,62 0,92 1,05 Năng lượng I 1 (eV) 8,30 5,95 6,00 5,08 6,10 Thế E 0 (V) - - 1,66 - 0,53 - 0,34 + 0,72 BO BO BO BO Thù hình • Một số dạng thù hình: tinh thể và vô định hình. Dạng tinh thể gồm có 3 dạng: mặt thoi α, β và tứ phương. • Dạng mặt thoi α có ô mạng cơ sở gồm 12 nguyên tử sắp xếp đặc khít tạo ra hình 20 mặt đều. Các khối 20 mặt này liên kết với nhau qua các đỉnh. Liên kết giữa B - B trong khối 20 mặt lớn hơn liên kết B - B trong các khối với nhau. BO BO Thù hình Sự sắp xếp nguyên tử B trong ô mạng (B 12 ) Sơ đồ liên kết giữa các ô mạng trong tinh thể B tứ phương BO BO Tính chất vật lý • Bo dạng tinh thể có màu xám đen, dạng vô định hình màu nâu đen, khó nóng chảy, cứng gần bằng kim cương. Bo tinh thể có tính bán dẫn (∆E=1,55eV), ở điều kiện thường dẫn điện kiểu n (electron). Khi đốt nóng hay chiếu sáng dẫn điện kiểu P (lỗ khuyết). • Nhiệt độ nóng chảy bằng 2075 0 C, nhiệt độ sôi bằng 3700 0 C. BO BO BO BO Tính chất hoá học • Ở điều kiện thường, B trơ về mặt hoá học, chỉ tác dụng với F 2 , nhưng khi đun nóng thì phản ứng với hơi nước, HNO 3 đặc, halogen, O 2 , N 2 , H 2 , H 2 S, kiềm và NH 3 , HX, SiO 2 . 2B + 3X 2 = 2BX 3 (với F ở 30 0 C; Cl, Br, I trên 400 0 C) 4B + 3O 2 2B 2 O 3 (đốt cháy trong không khí) 2B + 3H 2 O h B 2 O 3 + 3H 2 ↑ B + 3HNO 3 đặc nóng = B(OH) 3 ↓ + 3NO 2 ↑ 2B vđh + 2NaOH đặc + H 2 O =2NaBO 2 + 3H 2 ↑ 4B + 4NaOH + 3O 2 4NaBO 2 + 2H 2 O 2B + 2NH 3 2BN + 3H 2 ↑ 5B + 3NO B 2 O 3 + 3BN 2B + 6HX 2BX 3 + 3H 2 ↑ (X= F, Cl) 4B + 3SiO 2 2B 2 O 3 + 3Si  → C 0 700  → − C 0 800700  → − C 0 400350  → − C 0 12001000  → C 0 800  → − C 0 500400  → − C 0 15001300 BO BO Điều chế • Khử B 2 O 3 bằng kim loại hoạt động: B 2 O 3 + 2Al Al 2 O 3 + 2B vđh • Dùng kiềm loãng và axit HF rửa sản phẩm để được B vô định hình. • Nhiệt phân các hợp chất của B: 2BI 3 3I 2 + 2B mặt thoi α B 2 H 6 3H 2 + 2B mặt thoi β  → − C 0 900800  → − C 0 350300  → > C 0 700 [...]... 4Al2O3 + 9Fe ∆H= - 33 38 kJ/mol → 8Al + 3Fe3O4 t 0 → Al2O3 + 2Fe ∆H= - 856 kJ/mol 2Al + Fe2O3 t → Al2O3 + 2Cr ∆H= - 535 kJ/mol 2Al + Cr2O3 • Với N2, S, P, C nhôm cũng tác dụng trực tiếp ở nhiệt độ cao và ở các điều kiện khác nhau tạo AlN, Al2S3, AlP, Al4C3, những hợp chất này đều bị nước thuỷ phân tạo Al(OH )3 và hiđrua của phi kim tương ứng AlN + 3H2O = Al(OH )3 + NH3↑ Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH )3 + 3H2S↑... NaOHb.hoà = Na[B(OH)4] • Phản ứng với muối: >850 C  → 2B(OH )3 + Na2CO3 loãng 2NaBO2 + CO2 + H2O • Với axit: B(OH )3 + 4HFđặc = H[BF4] + 3H2O 0 B(OH )3 + 3HSO3Flỏng = BF3↑ + 3H2SO4 HỢP CHẤT CỦA BO Axit boric (H3BO3)n – Điều chế • B + 3HNO3 đặc nóng B(OH )3 + 3NO2↑ • Na2B4O7 + 2H2SO4 + 5H2O = 4B(OH )3 + + 2NaHSO4 • BCl3 + 3H2O = B(OH )3 + 3HCl HỢP CHẤT CỦA BO Borat NHÔM NHÔM Tính chất vật lý • Al kim loại... do H3BO3 kết hợp với nhóm OH- của nước và giải phóng H+ từ nước ⇒ H3BO3 là axit đơn chức HỢP CHẤT CỦA BO Axit boric (H3BO3)n – Tính chất hóa học • H3BO3 phản ứng với rượu đơn chức (C2H5OH, CH3OH) có H2SO4 đặc thì este được tạo thành: H3BO3 + 3CH3OH = B(OCH3 )3 + 3H2O • Trung hoà kiềm: 4B(OH )3 + 2NaOHloãng = Na2B4O7 + 7H2O B(OH )3 + NaOHb.hoà = Na[B(OH)4] • Phản ứng với muối: >850 C  → 2B(OH )3 + Na2CO3... (H3BO3)n – Tính chất hóa học • Ít bền nhiệt, khi đun nóng thì phân huỷ, dung dịch nước là axit yếu Thực hiện phản ứng trung hoà, phản ứng với axit, muối, rượu 70 −100 0 C  H3BO3   → HBO2 + H2O 235 0 C  2H3BO3  → B2O3 + 3H2O • Điện ly kiểu axit: H3BO3 loãng + 2H2O = [B(H2O)(OH )3] [B(H2O)(OH )3] + H2O  [B(OH)4]- + H3O+ pKa= 9,24 Quá trình điện ly chứng tỏ H3BO3 không phân ly H+ có trong H3BO3... Na2B4O7 + H2O B2O3 vđh + 2NaOHđặc + 3H2O = 2Na[B(OH)4] B2O3 vđh + 8HFđặc = 2H[BF4] + 3H2O 800 −→  900 C B2O3 + 2Al Al2O3 + 2Bvđh 1000→ C B2O3 + 2Ccốc + 2Cl2 2BCl3 + 3CO • Ở trạng thái nóng chảy, B2O3 hoà tan một số oxit kim loại thành muối borat: nóng chảy Na O + B O Na B O 0 0 HỢP CHẤT CỦA BO Oxit boric (B2O3)n – Điều chế • Nhiệt phân hay đốt cháy hợp chất của Bo 235 0 C  → B2O3 + 3H2O  700 0... B2H6 + 3O2  → B2O3 + 3H2O 2B(OH )3 2B(C2H5O )3 + 18O2 kh.khí B2O3 + 12CO2 + 15H2O Ứng dụng • B2O3 được dùng làm phụ gia trong sản xuất thuỷ tinh, làm phụ gia men sứ HỢP CHẤT CỦA BO Axit boric (H3BO3)n – Cấu tạo • Là chất tinh thể hình vảy trong suốt màu trắng, các phân tử liên kết với nhau bằng liên kết hiđro tạo thành những lớp phẳng (H3BO3)n xếp song song chồng lên nhau • Trong từng lớp dB-O= 1 ,37 Å,... các lớp bằng 3, 18Å Vì vậy, ở trạng thái rắn (H3BO3)n là những vảy làm trơn tay Tính chất vật lý • Tan trong nước và độ tan tăng theo nhiệt độ: ở 00C tan 1,95g, ở 1000C tan 290g trong 1lit nước Do đó (H3BO3)n dễ kết tinh lại trong nước lạnh • Nhiệt độ nóng chảy bằng 1700C HỢP CHẤT CỦA BO Axit boric (H3BO3)n HỢP CHẤT CỦA BO Axit boric (H3BO3)n – Cấu tạo HỢP CHẤT CỦA BO Axit boric (H3BO3)n – Cấu tạo... boric (B2O3)n - Cấu tạo Sơ đồ cấu tạo B2O3 dạng tinh thể Sơ đồ cấu tạo B2O3 dạng thủy tinh HỢP CHẤT CỦA BO Oxit boric (B2O3)n – Tính chất hóa học • B2O3 rất bền nhiệt, sôi không phân huỷ Ở thể hơi gồm những phân tử độc lập B2O3 • Dạng tinh thể thụ động hoá học, dạng vô định hình (thuỷ tinh) phản ứng với nước, kiềm, axit HF Ở nhiệt độ cao bị kim loại, cacbon khử B2O3 vđh + 2H2O = 2B(OH )3 2B2O3 vđh + 2NaOHloãng... 6H2O = 2Al(OH )3 + 3H2S↑ AlP + 3H2O = Al(OH )3 + PH3↑ Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH )3 + 3CH4↑ • Al không phản ứng trực tiếp với hiđro Tính chất hoá học NHÔM • Thế điện cực của Al trong môi trường axit khá thấp Al3+(dd) + 3e- = Alrắn E0 = -1,66V Nhưng Al khá bền với nước và một số axit kể cả khi đun nóng như: Al không phản ứng với nước, không tác dụng với dung dịch loãng của CH3COOH, H3PO4 Nhôm chỉ tan dễ dàng... nóng 2Al + 6H3O+ + 6H2O = 2[Al(H2O)6 ]3+ + 3H2↑ • Al hầu như không tác dụng với dung dịch HNO3 rất loãng nhưng với nồng độ trung bình thì Al lại dễ tan Trong dung dịch HNO3 đặc nguội • Trong môi trường kiềm, thế điện cực của Al khá thấp: AlO2-(dd) + 2H2O + 3e- = Alrắn + 4OH E0 = - 2 ,35 V ⇒ Al tan dễ dàng trong dung dịch kiềm mạnh như KOH, NaOH 2Al + 6OH- + 6H2O = 2[Al(OH)6 ]3- + 3H2↑ Dung dịch NH3 cũng ăn . 3 2BN + 3H 2 ↑ 5B + 3NO B 2 O 3 + 3BN 2B + 6HX 2BX 3 + 3H 2 ↑ (X= F, Cl) 4B + 3SiO 2 2B 2 O 3 + 3Si  → C 0 700  → − C 0 800700  → − C 0 40 035 0. muối, rượu. H 3 BO 3 HBO 2 + H 2 O 2H 3 BO 3 B 2 O 3 + 3H 2 O • Điện ly kiểu axit: H 3 BO 3 loãng + 2H 2 O = [B(H 2 O)(OH) 3 ] [B(H 2 O)(OH) 3 ] + H 2 O