Báo cáo môn hóa vô cơ hidro potx

BÁO CÁO MÔN HỌC HÓA VÔ CƠ
HIDRO
SVTH: Nhóm 14
Võ Thiên Hào 2011296
Lê Minh Trí 2082245
Phạm Hữu Tuấn 2082246
Huỳnh Văn Lem 2041637
Trần Thị Hoàng Mai 2072180
2010
Giáo viên hướng dẫn:
Nguyễn Thị Ánh Hồng
Trường Đại Học Cần Thơ
Khoa Khoa Học Tự Nhiên
Bộ Môn Hóa
Nội Dung
1.Nguồn gốc tên gọi đặc điểm cấu tạo và các
loại đồng vị
2.Đơn chất
3.Hợp chất
4.Trạng thái tự nhiên, điều chế và ứng dụng
Nguồn gốc tên gọi đặc điểm
cấu tạo và các loại đồng vị
Hiđrô (trong tiếng Pháp, hydrogène, hydr-, thân từ
của hydros, tiếng Hy Lạp nghĩa là "nước", và -gène, tiếng
Pháp nghĩa là "sinh", có nghĩa là "sinh ra nước" khi hợp
với ôxy) lần đầu tiên được Henry Cavendish phát hiện như
một chất riêng biệt năm 1766. Cavendish tình cờ tìm ra nó
khi thực hiện các thí nghiệm với thủy ngân và các axít.
Mặc dù ông đã sai lầm khi cho rằng hiđrô là hợp chất của
thủy ngân (và không phải của axít), nhưng ông đã có thể
miêu tả rất nhiều thuộc tính của hiđrô rất cẩn thận.

Antoine Lavoisier đặt tên cho nguyên tố này và chứng tỏ
nước được tạo ra từ hiđrô và ôxy.
CẤU TẠO
Nguyên tử hiđro có kiến trúc đơn
giản (1s
1
), gồm một electron và hạt
nhân mang một đơn vị điện tích
dương gọi là proton
Tỉ lệ của các đồng vị
1
H D T
99,984% 0,016% 10
-4
%
Hiđro có ba đồng vị: proti (
1
H),
đơteri (
2
H hay D) và triti (
3
H hay T)
Do có kiến trúc đặt biệt, nguyên tử hidro có ba khả
năng
Mất electron hóa trị biến thành ion H
+
H – e = H
+
H

o
= 1312KJ/mol
Kết hợp electron biến thành ion H
-

H + e = H
-
H
o
= -67 KJ/mol
Tạo nên cặp electron chung cho liên kết
cộng hóa trị
Các khả năng trên cho thấy H
có một vị trí đặc biệt trong BHTH;
nó vừa giống và vừa khác các kim
loại kiềm và các halogen
Đơn chất
 Tính chất vật lý
 Tính chất hóa học:
Phân tử hidro với lớp vỏ điện tử của He, có độ bền
lớn nên rất khó phân hủy thành nguyên tử. Quá trình
phân hủy thu nhiệt
H
2
= 2H ΔH
0
=436KJ.mol
Thể hiện tính khử khi kết hợp với á kim và nhiều
oxit kim loại
- Tác dụng với oxy

2H
2
(k) + O
2
(k) = 2H
2
O(k) ΔH=-241,82KJ/mol
- Tác dụng với halogen
H
2
+ Cl
2
= 2HCl (t
o
cao)
- Tác dụng với các á kim khác
H
2
+ S = H
2
S
- Tác dụng với oxit kim loại
CuO + H
2
= Cu + H
2
O (t
o
cao)
Al

2
O
3
+ 3H
2
= 2Al + 3H
2
O (t
o
cao)
- Khi có Pt làm xúc tác, hidro có thể khử nhiều hợp
chất hữu cơ tan trong các dung môi hữu cơ, khử
hợp chất không no thành hợp chất no, khử andehit
thành rượu. Ở áp suất cao hidro có thể đẩy một số
kim loại ra khỏi dung dịch muối của chúng
Thể hiện tính oxy hóa:
Khi tác dụng với kim loại kiềm, kiềm thổ cho hidrua
H
2
+ 2Li = 2LiH
H
2
+ Ca = CaH
2
 Đặc điểm
 Hidrua ion khi nóng chảy có nhiệt độ nóng
chảy cao và có tính dẫn điện
 Dạng tinh thể không màu, không có độ
bền cao đối với nhiệt
 Hidrua kim loại kiềm có cấu trúc lập

phương của muối ăn, hidrua kim loại kiềm thổ
có cấu trúc tà phương
Hợp chất
Hợp chất có số oxy hóa (-1)
Hidrua ion
Tính chất hóa học
Hidrua ion có hoạt tính hóa học rất cao, chúng
phản ứng nhanh chóng và hoàn toàn với những chất
nào có thể sinh H
+
(là những axit yếu)
NaH + H
2
O = NaOH + H
2
CaH
2
+ 2H
2
O = Ca(OH)
2
+ 2H
2
Hidrua ion có thể kết hợp với các hidrua khác tạo
thành phức chất: NaBH
4
, LiAlH
4
4LiH + AlCl
3

= LiAlH
4
+ 3LiCl
 Điều chế
Đun nóng kim loại trong khí quyển
2Na + H
2
= 2NaH
Ca + H
2
= CaH
2
Hidrua cộng hóa trị
Là những hidrua của hầu hết các nguyên tố
không kim loại và nửa kim loại: SiH
4
, CH
4
NH
3

AlH
3
…
Là chất dễ bay hơi.
Những hidrua cộng hóa trị không bền bị nước
phân hủy
SiH
4
+ 3H

2
O = H
2
SiO
3
+ 4H
2,
Hidrua cộng hóa trị có tính axit hay lưỡng tính
Các hidrua bazơ và axit trong ête có thể phản
ứng với nhau tạo nên phức chất tương ứng
BH
3
+ LiH = Li[BH
4
]
KH + AlH
3
= K[AlH
4
]
Mang đặc trưng cộng hóa trị, còn phần liên
kết ion rất nhỏ
Điểm khác có khả năng tạo nên những tinh
thể polime rắn: B
10
H
14
, (AlH
3
)n, Si

4
H
10

Hidrua kiểu kim loại

Hidro
Kim loại chuyển tiếp như
Sc Ti Cr Ag Pd
Hidrua kim loại
Dạng bột xám hay dạng
khối dòn, nhưng bền về
phương diện hóa học. Tất cả
chúng bề ngoài có ánh kim,
(giống kim loại) dẫn điện tốt
(liên kết hóa học gần với kim
loại)
Thành phần xác định
PdH
3
UH
3
Thành phần không xác định
TiH
1,7
VH
0,6
ZrH
1,9
Hợp chất có số oxy hóa +1

Hợp chất này rất phổ biến
Khí Lỏng Rắn
(HCl H
2
S NH
3
) (H
2
O HNO
3
) (H
3
PO
4
H
2
SiO
3
)
Liên kết giữa hidro với các nguyên tố là
liên kết cộng hóa trị
Tạo liên kết hiđro
Trạng thái tự nhiên, điều chế
và ứng dụng
Trạng thái tự nhiên
Hidro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ,
chiếm một lượng lớn trong thành phần của các vì sao,
các hành tinh lớn như: mộc tinh, thiên vương tinh, thổ
tinh, hải vương tinh
Hidro tồn tại dưới dạng hợp chất, không ở trạng

thái tụ do (trừ khí núi lửa). Các hợp chất chính của
hydro là nước, đất đá (11% về khối lượng trong đất
sét 1,5% ở dạng hợp chất với C có trong dầu mỏ, than
đá, khí thiên nhiên và mọi sinh vật)
Điều chế
Trong công nghiệp
Hidro được điều chế bằng nhiều cách và đi từ khí
thiên nhiên, gồm nhiều giai đoạn
-Đun nóng hỗn hợp metan, hơi nước, oxy
800-900C có xúc tác là Ni
CH
4
+ H
2
O + O
2
= CO
2
+ 3 H
2
800-900
o
C
-Phản ứng giữa than cốc và hơi nước ở nhiệt
độ cao.
C + H
2
O = CO + H
2
Trong phòng thí nghiệm

-Điện phân nước: H
2
sinh ra ở cực âm, O
2
sinh ra ở
cực dương.
Cực dương
4 OH
-
- 4 e = O
2
+ 2H
2
O
Cực âm
4 H
+
+ 4 e = 2 H
2
Cho Zn tác dụng với HCl hoặc H
2
SO
4
loãng
trong bình kíp
Zn +H
2
SO
4
= ZnSO

4
+H
2
Trong phòng thí nghiệm, có thể dùng hidro có
sẵn trong bình thép dựng hidro nên ở áp suất
150 – 200 atm.
Ứng dụng
 Dùng để hàn kim loại
 Dùng để điều chế một số kim loại: Ni, Fe, W
 Hidro làm pin nhiên liệu
 Dùng làm nhiên liệu cho xe,máy bay
Pin nhiên liệu Hidro
Điện thoại sử dụng pin làm bằng Hidro
Pin làm từ hidro lỏng để sử dụng cho các
thiết bị kĩ thuật số
Máy bay bay bằng nhiên liệu Hidro