Bài giảng Hoá vô cơ 2: Chương 3.1 - TS. Lê Tiến Khoa

Bài giảng Hoá vô cơ 2 - Chương 3.1: Hóa học các nguyên tố d, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Khái niệm nguyên tố d; Cấu tạo điện tử; Phân bố năng lượng orbital; Bán kính nguyên tử của nguyên tố d; Số oxi hóa của nguyên tố d;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hoá vô cơ 2: Chương 3.1 - TS. Lê Tiến Khoa CHƯƠNG 3 HÓA HỌC CÁC NGUYÊN TỐ dGV: TS. LÊ Tiến Khoa LỜI MỞ ĐẦUKhái niệm nguyên tố d Là nguyên tố có điện tử hóa trị cuối cùng được sắp xếp vào vân đạo d LỜI MỞ ĐẦU Khái niệm nguyên tố d Cấu hình điện tử: ns2 (n-1)d1-10 2 electron lớp ngoài cùng Đều là kim loại • Fe, Cr, Ni, V, Mo, Ti... Cứng hơn kim loại s, p • Ít bị oxy hóa bởi oxy không khí Đa dạng ứng dụng: công nghiệp xây dựng, xe, máy, trang sức, vật liệu chống ăn mòn... Điện tử và orbital hóa trị: ns2 (n-1)d1-10 np Số lượng vân đạo nhiều Có khả năng tạo phức với ligand vô cơ và hữu cơ Dải rộng số oxy hóa Phong phú về hóa học của kim loại d ĐẶC ĐIỂM TỔNG QUÁT Cấu tạo điện tử Cấu hình điện tử: (n-1)d1→10 ns1→2 ĐẶC ĐIỂM TỔNG QUÁT Cấu tạo điện tử Nguyên tố d sớm: cấu hình điện tử (n-1)d1→5 ns1→2 • Điện tử d chưa ghép đôi • Còn nhiều vân đạo d trống Nguyên tố d muộn: cấu hình điện tử (n-1)d1→5 ns1→2 • Có điện tử d đã ghép đôi • Còn ít vân đạo d trống ĐẶC ĐIỂM TỔNG QUÁT Phân bố năng lượng orbital Khi Z , E của ns và np càng gần Khi Z , E của 3d  và dần thấp hơn 4s nhiều 2 electron 4s có E cao Dễ nhường Là kim loại Các nguyên tố d có orbital hóa trị: 4s, 3d, 4p năng lượng tương đương nhau Dùng e và orbital HT để tạo lk Có số oxh cao và nhiều số oxh Các orbital dễ lai hóa và nhận đôi e từ L Tạo phức chất phối trí caoBÁN KÍNH NGUYÊN TỬ CỦA NGUYÊN TỐ d BIẾN THIÊN BÁN KÍNH Các nguyên tố s, pCK  Trong cùng 1 phân nhóm 2 Bán kính  tương đối đều 3  Số lớp tăng nhanh hơn Z 4 Bán kính  chậm hơn 5  Có hiện tượng co d (Z  10)  Có hiện tượng co f (Z  14) 6 7 BIẾN THIÊN BÁN KÍNH Các nguyên tố s, pCK 2 3  Trong cùng 1 chu kỳ 2, 3: từ trái sang phải Bán kính  nhưng không điều hòa  Z  và số lớp không đổi Tính chất thay đổi nhiều: từ kim loại → phi kim BIẾN THIÊN BÁN KÍNH Các nguyên tố s, pCK  Trong cùng 1 chu kỳ 4, 5, 6: 4 Từ IA qua IIIA: Bán kính  5  Z  và số lớp không đổi 6 Từ IIIA qua VIIIA: Bán kính gần như không  7  Do có 10 electron d ngăn cản lực hút của hạt nhân BIẾN THIÊN BÁN KÍNH Các nguyên tố d  Trong cùng 1 phân nhómCK4 Bán kính  theo quy luật5 Bán kính  chậm, có thể6 không , có thể   Có hiện tượng co f7 BIẾN THIÊN BÁN KÍNHCác nguyên tố d  Trong cùng 1 chu kỳ: từ trái sang phải CK 4 5 6 Bán kính  theo quy luật Bán kính  chậm Bán kính  nhẹ  Nhiều e d  Điện tử điền đủ d10 Tính chất ít thay đổi: hiệu ứng co d không ảnh hưởng nhiềuSỐ OXI HÓA CỦA NGUYÊN TỐ d SỐ OXI HÓACác giá trị số oxh của ngtố d Nguyên tố d: kim loại → hầu như chỉ mất e → số oxh ≥ 0 Các orbital hóa trị có mức năng lượng tương đương → mất dần điện tử s rồi tới d • Mất e ở ns trước, sau đó mất e ở (n-1)d • Ngược với khi điền e: điền vào ns trước rồi đến (n-1)d Ngtố d có nhiều số oxh: từ 0 → max = 8 ở nhóm VIIIB SỐ OXI HÓA Số oxh bền của ngtố d Các nguyên tố p: Số oxh = STT phân nhóm – 2n Các nguyên tố d: Số oxh = 0 → STT của phân nhóm Nhớ số oxh thông qua các hợp chất thông dụngNguyên tố d Số oxh thông dụng Nguyên tố d Số oxh thông dụng Ti 0, +4 (TiO2) Fe 0, +2 (FeO), +3 (Fe2O3) V 0, +4 (VO2), +5 (V2O5) Co 0, +2 (Co2+) Cr 0, +3 (Cr2O3), +6 (CrO42-) Ni 0, +2 (Ni2+) Mn 0, +2 (Mn2+), +4 (MnO2), Cu 0, +1 (CuCl), +2 (CuO) +6 (MnO42-), +7 (MnO4-) Zn 0, +2 (Zn2+) SỐ OXI HÓANgtố d sớm và ngtố d muộn d sớm và Fe: có thể đạt số oxh = STT nhóm d muộn: không đạt được số oxh cao nhất  Ở d muộn: Z đã tăng cao → hạt nhân giữ e chặt → khó dùng toàn bộ e để tham gia liên kết BIẾ ...