Bài giảng Hóa học - Chương 16: Nhóm IIB

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Tìm hiểu nhóm IIB, trạng thái tự nhiên phương pháp điều chế, tính chất lý học, tính chất hóa học, trạng thái tự nhiên,... Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa học - Chương 16: Nhóm IIBCHƯƠNG 16. NHÓM IIB NỘI DUNG1. ĐƠN CHẤT 1. Tính chất lý học 2. Tính chất hóa học 3. Ứng dụng 4. Trạng thái tự nhiên, điều chế2. HỢP CHẤT 1. Hợp chất chứa nguyên tố có số OXH II 2. Hợp chất chứa nguyên tố có số OXH IZn Cd Hg30 48 80[Ar]3d104s2 [Kr]4d105s2 [Xe]4f145d106s2II II I, II419 321 -39 Mp906 767 357 Bp140 112 61 ΔH kJ/mol1.39 1.56 1.60 rA7.13 8.63 13.55 g/cm39.39 8.99 10.43 I1 eV17.96-27.35 16.90-25.89 18.75-29.18 I2 eV39.90 37.47 32.43 I3 eV o1. Cấu hình (n-1)d10 giống IB nhưng bền hơn do I3 rất cao làm năng lượng solvat hóa và năng lượng tạo mạng lưới tinh thể không đủ lớn để làm bền trạng thái +III  IIB chỉ có e hóa trị ở ns (+I, +II).2. (I1+I2) lớn hơn nhiều so với IIA cùng chu kỳ do vỏ 18e chắn các e-ns kém hiệu quả so với vỏ 8e bền của khí trơ  kém hoạt động hóa học so với IIA.3. Từ Zn  Cd, I giảm do rA tăng.4. Từ Cd  Hg, I tăng do e-6s2 xâm nhập vào e-5d10 và e-4f14. Độ bền cao của e-6s2 làm I của Hg cao hơn các nguyên tố d và có nhiều tính chất khác với Zn, Cd.5. IIB không là kim loại chuyển tiếp do nguyên tử và ion không có AO-d hoặc AO-f chưa điền đầy e; kim loại mềm, dễ nóng chảy, hoạt động hóa học mạnh hơn IB; không thể hiện hóa trị biến đổi.6. IIB là kim loại chuyển tiếp do tạo được phức chất với amoniac, amin, ion halogen, ion xianua.7. Hợp chất 3 kim loại đều độc, nhất là Hg. Hơi Hg làm suy nhược hệ thần kinh; hợp chất Hg làm rối loạn ruột, thận, loét miệng, suy tim. TÍNH CHẤT LÝ HỌC1. Là kim loại, có Mp và Bp thấp nhất trong số các kim loại d2. Hg là kim loại duy nhất tồn tại trạng thái lỏng ở nhiệt độ thường3. Các e (n-1)d10 bền không tham gia liên kết kim loại, tính trơ cặp e ns tăng dần từ trên xuống trong nhóm  năng lượng liên kết kim loại là yếu và giảm dần từ trên xuống trong nhóm4. Dễ tạo hợp kim với nhau và với nhiều kim loại khác. Hợp kim của Hg gọi là hỗn hống TÍNH CHẤT HÓA HỌC1. Hoạt động hơn nhóm IB do liên kết kim loại yếu hơn.2. Hoạt tính hóa học giảm dần từ Zn-Cd-Hg do tính trơ cặp e-ns tăng dần: Zn, Cd tương đối hoạt động, Hg khá trơ.3. Với Oxy: không tác dụng ở nhiệt độ thường do màng oxit bảo vệ. Ở nhiệt độ cao: Zn cháy màu lam, sáng chói mãnh liệt; Cd cháy màu sẫm; Hg phản ứng ở 300oC tạo HgO, đến 400oC lại bị phân hủy thành nguyên tố.4. Với X, S, P, Se: đều tác dụng. S, I2 tác dụng Hg ở nhiệt độ thường  thu gom Hg.5. Với H2O: bền với nước ở nhiệt độ thường do màng oxit bảo vệ.; Ở nhiệt độ cao khử hơi nước thành hidro.6. Với axit loãng: do Zn, Cd có ε âm nên tác dụng giải phóng H27. Với axit oxi hóa mạnh: có phản ứng8. Với kiềm: Zn là chất khử mạnh trong môi trường kiềm cao; giống Al do khử NO3- thành NH3, khác Al bởi tan được cả trong NH3. Cd, Hg không có khả năng này, Hg(OH)2 không2 Zn + O2 chay 2ZnO2Cd + O2 chay 2CdO 300o C 400o C2 Hg + O2 2 HgO 2 Hg + O2 ZHg + S RT HgSHg + 2 FeCl3 RT HgCl2 + 2 FeCl2 ~700o CZn + H 2O ZnO + H 2 Z + 2+M + 2 H 3 O + 2 H 2O [ M ( H 2O ) 4 ] + H 2 ZM + 2 H 2 SO4 (dac) MSO4 + SO2 Z +2 H 2O3M + 8 HNO3 (loang ) 3M ( NO3 ) 2 + 2 NO Z +4 H 2OHg + 4 HNO3 (dac) Hg ( NO3 ) 2 + 2 NO2 Z +2 H 2O6 Hg + 8HNO3 (loang ) 3Hg 2 ( NO3 ) 2 + 2 NO Z +4 H 2O4 Zn + 10 HNO3 (loang ) 4Zn( NO3 ) 2 + NH 4 NO3 + 3H 2O Hg + Hg ( NO3 ) 2 Hg 2 ( NO3 ) 2Zn + 2 NaOH + 2 H 2O Na2 [ Zn(OH ) 4 ] + H 2 ZZn + 4 NH 3 + 2 H 2O [ Zn( NH 3 )4 ] (OH )2 + H 2 Z TRẠNG THÁI TỰ NHIÊNPHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ2 ZnS + 3O2 2 ZnO + 2SO2ZnO + C Zn + CO ZZnO + H 2 SO4 ZnSO4 + H 2O dien − phan2 ZnSO4 + 2 H 2O 2Zn + 2 H 2 SO4 + O2 ZZn + CdSO4 ZnSO4 + CdHgS + O2 Hg + SO2Hợp chất chứa nguyên tố có số OXH IIZnO màu trắng, lưỡng tính, bền nhiệt.CdO màu nâu, tính bazo yếu, bền nhiệt.Có thể thăng hoa không phân hủy, hơi rất độc.HgO màu vàng, tính bazo yếu, không bền nhiệtĐều không tan trong nước, dễ tan trong axit. ZnOtan trong kiềm. CdO chỉ tan trong kiềm nóng chảyZnO + 2 NaOH + H 2O Na2 [ Zn(OH ) 4 ]ZnO có nhiều ứng dụng làm sơn trắng, thuốctrong y họcCdO + 2 KOH nongchay K 2CdO2 + H 2O Kali catmiat• Điều chế bằng cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệt phân hidroxit, muối cacbonat, muối nitrat o 100 − 250 CZn(OH ) 2 ZnO + H 2O 170 −300o CCd (OH ) 2 CdO + H 2OHydroxit Zn(OH)2, Cd(OH)2 là kết tủa nhầy trắngxốp, rất ít tan trong nước. + − M + 2OH M (OH ) 2Zn(OH)2 lưỡng tính điển hình 2+ OH − OH − 2+[ Zn( H 2O) 4 ] ﾈﾈ ﾈﾈHﾈﾈO+ﾈﾈ ﾈﾈ Zn (OH ) ﾈ ﾈ ﾈ ﾈﾈ 2 ﾈ ﾈH ﾈO +ﾈﾈ [ Zn (OH ) 4 ] 3 3 HidroxozincatHydroxit Hg(OH)2 không bền: 2+ − Hg + 2OH ...