Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 4&5

HIĐRO 4.1.1. Cấu tạo nguyên tử và một số đặc điểm - Hyđrô có cấu trúc electron đơn giản nhất: 1s1. Lớp vỏ electron chỉ bao gồm 1 electron và nhân chỉ có 1 proton (H+ hay 11P). Electron hoá trị này tương tác trực tiếp với nhân nên nguyên tử H có 3 khả năng: + Mất e- : H - e = H+ H = 313,5 kcal/mol + Nhận e : H+e=H H = -16,0 kcal/mol Do có hai khả năng này mà nguyên tố H có thể được xếp vào nhóm I hay nhóm VII. + Tạo...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 4&5 Chương4 – Hiđro – NướcCHƯƠNG 4 - HIĐRO - NƯỚC4 .1. HIĐRO4 .1.1. Cấu tạo nguyên tử và một số đặc điểm - Hyđrô có cấu trúc electron đ ơn giản nhất: 1s1. Lớp vỏ electron chỉ baogồm 1 electron và nhân chỉ có 1 proton (H+ hay 11P). Electron hoá trị này tươngtác trực tiếp với nhân nên nguyên tử H có 3 khả năng: + Mất e- : H - e = H+ H = 313,5 kcal/mol - - + N hận e : H = -16,0 kcal/mol H+e=H Do có hai khả năng này mà nguyên tố H có thể được xếp vào nhóm I haynhóm VII. + Tạo cặp electron dùng chung trong liên kết cộng hoá trị, tuỳthuộc vào đ ộ âm điện của nguyên tố liên k ết với nó mà tạo ra liên kết cộng hoátrị phân cực hay không phân cực. N goài ra, hyđrô còn có khả năng tạo liên kết bổ sung với các nguyên tốâm điện lớn đó, gọi là liên kết hyđrô. - Số oxy hóa có thể có: -1,0,+1, nhưng số oxi hoá thường gặp là: 0 và +1.4 .1.2 Tính chất vật lý - Ở điều kiện thường, H2 là chất khí không màu, không mùi vị. Phân tửgồm 2 nguyên tử, năng lượng liên kết lớn ( EH - H = -103 kcal/mol) và độ d ài liênkết H-H là 0,74Å. Phân tử khó phân cực, hyđrô lại nhẹ nhất nên nhiệt độ nóngchảy và nhiệt độ sôi thấp : t0nc = -259,10 C; t0s = -252,6 0 C; - Hyđro có tốc độ khuếch tán lớn nhất, lớn hơn không khí 3,5 lần  H2d ẫn nhiệt rất tốt. Khi dùng H 2 để làm nguội thì nhanh hơn 6 lần so với làm nguộib ằng không khí. - H yđro ít tan trong nước: chỉ tan 21,5 mlH2/1 lít nước ở 00C. - Trạng thái kim loại của hyđrô: Khi nén H2 ở áp suất 3 triệu atm ở nhiệtđộ -2700C thì tạo ra trạng thái H2 rắn, có độ dẫn đ iện cao và một số tính chất nữacủa kim loại.4 .1.3.Tính chất hoá học * Tính bền nhiệt: Hyđrô ở trạng thái tự nhiên tồn tại ở dạng phân tử H2nên có độ bền nhiệt lớn (H2 = 2H với H = 103 kcal/mol), khó bị phân huỷthành nguyên tử. Ở 20000C chỉ phân huỷ được 0,1%H2, ở 4000 0C có 62,5%p hân tử H2 b ị phân huỷ. Do vậy, ở điều kiện thường H 2 chỉ phản ứng được với flo. K hi đun nóng,H 2 mới phản ứng đ ược với Cl2, Br2, O2, N 2, S, kim loại kiềm, kiềm thổ. * Tính oxy hoá: Khi phản ứng với chất khử mạnh như kim loại kiềm, kiềmthổ thì hyđrô thể hiện tính oxy hoá. 0 2Na + H2 300 2NaH C Ví dụ: 0 2Li + H2 150 2 LiH  250 C 0 Ca + H2 500 CaH 2  700 C Các sản phẩm trên còn đ ược gọi là hyđrua kim loại. 37Hoá vô cơ Chương4 – Hiđro – Nước Trong phản ứng thể hiện tính oxy hoá: hyđrô nhận electron H + e-  H-  H = - 16 kcal/mol * Tính khử: Khả năng cho electron của hyđrô giống kim loại kiềm, nhưngnăng lượng ion hoá nguyên tử H lớn hơn kim loại kiềm vài ba lần. Do khả năngnày mà có khi H được x ếp vào nhóm kim lo ại kiềm. Ion H+ có bán kính rất bé (R H = 0 ,3Å), nhỏ hơn bán kính ion kim loại kiềm rất nhiều ( R Li = 0,6Å; R Na = 0,95; R K = 1,83Å), lại không có lớp vỏ   electron che chắn nhân nên ion H+ có khả năng gây nhiễu loạn đám mây electroncủa nguyên tử (phân tử) môi trường, làm chúng phân cực, rồi H+ kết hợp vớip hân tử phân cực. H + + H2O = H3O+ V í dụ : H + + NH 3 = NH  4 - Ở nhiệt độ cao, H2 khử được nhiều đơn chất, hợp chất : + Phản ứng với O2: x ảy ra ở nhiệt độ 550 0C (ở t0 thường không phản ứng) 2H2 + O 2 = 2H 2O  H = -63 kcal/mol K hi trộn 2V H và 1V O và cho tiếp xúc với mồi lửa hay tia lửa điện thì 2 2gây nổ mạnh. + Hyđrô còn khử được nhiều oxyt kim loại hoạt động như đồng, chì,sắt, thuỷ ngân ... 0 0 150  Cu + H2O  250 C CuO + H2 0 1000 3Fe + 4H2O C Fe3O4+ 4H2 V ới những oxyt kim loại hoạt động từ đầu dãy điện hoá đến hết nhôm thìH 2 không khử được chúng. Chú ...