Bài giảng Chương 6: Các nguyên tố phân nhóm V

Bài giảng "Chương 6: Các nguyên tố phân nhóm V" cung cấp cho các bạn sinh viên các kiến thức: Các nguyên tố phân nhóm VA (đặc tính của các nguyên tố nhóm VA, đơn chất các nguyên tố nhóm VA, hợp chất của các nguyên tố nhóm VA), các nguyên tố phân nhóm VB (đặc tính của các nguyên tố nhóm VB, đơn chất các nguyên tố nhóm VB, hợp chất của các nguyên tố nhóm VB). Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 6: Các nguyên tố phân nhóm V6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA 6.1.1 Đặc tính của các nguyên tố phân nhóm VA  Gồm các nguyên tố: nitơ (N), photpho (P), asen (As), antimon (Sb), bismut (Bi) 2 3  Cấu hình electron ns np có khả năng thu electron tạo X(-3)  Có khả năng mất electron tạo số oxy hoá dương (+1 →+5) 6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA 6.1.2 Đơn chất của các nguyên tố phân nhóm VA Một số thông số hoá lý Thông số hoá lý N P As Sb Bi (Trắng) (xám) (xám)Bán kính nguyên tử R(A0) 0,71 1,3 1,48 1,61 1,82Năng lượng ion hóa l1(eV) 14,53 10,49 9,82 8,64 7,29Khối lượng riêng d(g/cm3) 0,8(lỏng) 1,83 5,72 6,68 9,80Nhiệt độ nóng chảy tnc(0C) -209,9 44,1 818 630,5 271,3Nhiệt độ sôi ts(0C) -195,8 275 615(t/h) 1634 1550Hàm lượng trong vỏ trái đất 0,25 0,05 1.5.10-4 5.10-6 17.10-6(%ngtử)6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA Nitơ:  Chất khí, không màu, không mùi, không vị, nhiệt độ nóng chảy thấp, có hai dạng thù hình  Ít tan trong nước và dung môi hữu cơ  Nguyên tố phi kim điển hình, hoạt tính kém O2 và F2  Cấu hình electron 1s22s22p3  Hoá trị cực đại bằng 4  Phân tử có 2 nguyên tử6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA  Điều kiện thường chỉ phản ứng với Li  10000C tác dụng với H2  10000C có xúc tác phản ứng với oxy  Tác dụng với kim loại tạo thành nitrua  Trong tự nhiên tồn tại dưới dạng nguyên chất trong khí quyển và lượng nhỏ hợp chất Photpho  3 dạng thù hình: trắng, đỏ, đen  Photpho trắng dễ nóng chảy, dễ tan trong dung môi không cực, hơi có mùi tỏi, không bền và độc hại6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA  Photpho đỏ: nóng chảy ở 6000C, thăng hoa nhưng khi ngưng tụ tạo thành photpho trắng, photpho đỏ không độc hại  Photpho đen do photpho trắng nung ở 2200 – 3700C trong thời gian dài, áp suất cao hoặc xúc tác Hg. Photpho đen khó nóng chảy không tan trong dung môi, photpho đen không độc  Photpho vừa có tính oxy hoá vừa có tính khử6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA Asen, antimon, bismut  Số oxy hoá đặc trưng X(+3, +5) trạng thái (+5) kém bền  Asen có 3 dạng: xám, vàng, đen  Antimon có 3 dạng: xám, trắng, đen  Đều là những nguyên tố lưỡng tính  Hợp chất của chúng là những chất độc  Trong thiên nhiên, thường gặp ở dạng khoáng sunfua  Ứng dụng chủ yếu tạo hợp kim6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA6.1.3 Hợp chất của các nguyên tố phân nhóm VA Hợp chất nitơ: thể hiện trong hợp chất nitrua với kim loại hoặc phi kim Hợp chất P, As, Sb, Bi: photphua, asenua, antimonua, bismutua Hợp chất với hydro XH3:  Amoniac NH3 chất khí, không màu, mùi khai, tan trong nước  Phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA Các hợp chất có số oxy hoá dương (+3)  Điển hình là N2O3, HNO2, NO2-…  N2O3 (anhydrit nitrơ) là chất khí, tan trong nước, kiềm, tạo axit và muối tương ứng  HNO2 axit yếu, không bền, có cả tính oxy hoá và khử  Với photpho: P2O3, H3PO3, HPO3-2…  Các chất As, Sb, Bi (+3) là X2O3, X(OH)3, X2S3…  Oxit đều là chất rắn từ As →Bi tính axit giảm, tính bazơ tăng  Đi từ As →Bi tính phi kim giảm, độ bền tăng, tính khử tăng 6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA Các hợp chất có số oxy hoá (+5)  Hợp chất (+5) của nitơ thường là N2O5, HNO3, NO3-  N2O5 là tinh thể, không bền, chất oxy hoá mạnh  N2O5 tan trong nước cho axit HNO3, nó có thể khử: 0 5 4 3 2 1 3 HNO3  N O2  HNO2  N O  N2 O  N2  N H3  Hợp chất (+5) của photpho: PHal5, P2O5, P2S5, PO4-3  Hợp chất (+5) của As, Sb, Bi thể hiện X2O5, XO3-, XHal5, [X(OH)6]-… đều có tính oxy hoá tăng từ As →Bi6.2 Các nguyên tố phân nhóm VB6.2.1 Đặc tính của các nguyên tố phân nhóm VB Vanadi (V), Niobi (Nb), Tantan (Ta) Cấu hình electron (n-1)d3-4ns1-2 Kim loại chuyên tiếp Số oxy hoá (+2, +3) đặc trưng (+5) Nb và Ta rất giống nhau nên khó tách6.2 Các nguyên tố phân nhóm VB6.2.2 Đơn chất của các nguyên tố phân nhóm VB Kim loại màu trắng và xám, khó nóng chảy, khó sôi Đều tạo hợp kim với một số kim loại Nhiệt độ thường trơ về mặt hoá học, tạo màng bảo vệ Nhiệt độ cao tác dụng với Cl2, S, N2, C, Si… Trong thiên nhiên trừ V còn Nb và Ta là nguyên tố hiếm 6.2 Các nguyên tố phân nhó ...