Bài giảng hóa học Vô cơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BÀI GIẢNG
BÀI GIẢNG
HÓA HỌC VÔ CƠ
HÓA HỌC VÔ CƠ
Người soạn : ĐẶNG KIM TRIẾT
Tp. Hồ Chí Minh, 9/2008
Chương 1:
MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG HÓA HỌC
1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG HÓA HỌC
1.1.1. Chất
Chất có hai đặc tính quan trọng là đồng nhất và có thành phần xác
định.
Mọi chất đều do nguyên tử tạo nên, nguyên tử cùng loại tạo nên đơn
chất. Nguyên tử khác loại cấu tạo nên hợp chất.
1.1.2. Nguyên tử :
Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ
hơn được nữa về mặt hóa học.
Nguyên tử có khối lượng, kích thước vô cùng bé và khác nhau.
1.1.3. Electron
Là một phần của nguyên tử, luôn quay chung quanh hạt nhân, có
khối lượng rất bé so với khối lượng của nguyên tử và bằng 9,11 . 10
–23
g.
1.1.4. Hạt nhân nguyên tử
Là do các hạt proton (p)và nơtron (n) cấu tạo nên số proton quyết
định điện tích dùng của hạt nhân.
1.1.5. Nguyên tố hóa học
Mỗi loại nguyên tử có hạt nhân mang cùng điện tích dương được gọi
là nguyên tố hóa học.

Nhiều nguyên tố là hỗn hợp của các đồng vị.
1.1.6. Phân tử
Phân tử là hạt nhỏ nhất mà của một chất còn giữ nguyên tính chất
hóa học của nó.
Phân tử có thể do hai đến hàng ngàn nguyên tử liên kết với nhau.
1.1.7. Khối lượng nguyên tử
Khối lượng nguyên tử bằng 1/12 khối lượng của nguyên tử đồng vị
của C, nó bằng 1,6603 . 10
–23
g.
1.1.8. Khối lượng phân tử
Khối lượng phân tử của một chất là khối lượng của một phân tử chất
đó tính bằng đơn vị khối lượng nguyên tử và bằng tổng khối lượng nguyên
tử của các nguyên tố trong phân tử.
1.1.9. Nguyên tử gam
Là lượng của một nguyên tố hóa học được tín bằng gam có giá trị về
số bằng khối lượng nguyên tử của nguyên tố đó.
1.1.11. Phân tử gam
Là lượng chất được tính bằng gam và có giá trị về số bằng khối
lượng phân tử của chất đó.
1.2. NHỮNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA NGUYÊN TỬ
1.2.1. Năng lượng ion hóa
Năng lượng tối thiểu cần để tách một electron ra khỏi nguyên tử khí.
1.2.2. Ái lực ion
Ái lực electron của một nguyên tử là năng lượng của quá trình
nguyên tử đó (ở trạng thái khí) kết hợp thêm một electron biến thành ion
âm.
1.2.3. Độ âm điện
Độ âm điện là khả năng của nguyên tử nguyên tố đó ở trong phân tử
hút electron về phía nó.

1.3. HỆ THỐNG TUẦN HOÀN VÀ NHỮNG TÍNH CHẤT CHUNG
CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
1.3.1. Định luật tuần hoàn của Mendeleep
Năm 1869 Menđêlêep mới sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng của
khối lượng nguyên tử và tìm ra được cách hệ thống hóa các nguyên tố hóa
học một cách biện chứng.
Cho tới nay, qua hơn 100 năm, bảng hệ thống tuần hòan được bổ
sung ngày càng đầy đủ. Cũng năm 1869, Menđêlêep công bố định luật tuần
hòan:
Tính chất các đơn chất, thành phần và tính chất các hợp chất của các
nguyên tố hóa học biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của trọng lượng
nguyên tử.
Sau này dựa vào cấu trúc phân tử người ta phát biểu định luật này
một cách chính xác hơn:
Tính chất các đơn chất, thành phần và tính chất các hợp chất của các
nguyên tố hóa học biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân
nguyên tử.
1.3.2. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố của Mendeleep
+ Ô :
- Mỗi nguyên tố chiếm một ô trong bảng hệ thống tuần hoàn.
- Số thứ tự của ô chính là số thứ tự của nguyên tố và cũng chính là
điện tích hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó.
Độ axít/bazơ (A/B) cho biết tính axít, bazơ lưỡng tính của các hydroxyt cao
nhất. Chú ý : A
3
(B
3
) mạnh hơn A
1
, A

2
(hay B
1
, B
2
).
Cấu trúc tinh thể : fcc : lập phương diện tâm ; hcp : Lục giác xếp
chặt
bcc : lập phương thể tâm
Hình 1 : Cấu tạo 1 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn
+ Nhóm :
- Nhóm là các cột đứng trong bảng hệ thống tuần hoàn.
- Mỗi nhóm bao gồm những nguyên tố có cùng hóa trị dương cao
nhất đối với oxy và bằng số thứ tự của nhóm (tuy nhiên có một số trường
hợp ngoại lệ).
- Trong cùng một nhóm, các nguyên tố có thể có tính chất lý tính
hoặc hóa tính giống nhau nhiều hoặc ít.
22
Ti
Titanium
47,88
A
1
/B
1
4,5
[A
1
]3d
1

4s
2
1670
0
1,54
3289
0
hcp
3,4
6,82
Phân loại theo nhóm
IV B
Ký hiệu
Tên
Độ axit / bazơ
Cấu hình electron
Độ âm điện
Cấu trúc tinh thể
Thể ion hóa thứ nhất
Số hiệu nguyên tử
Trang thái oxy hóa
Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy
Khối lượng riêng (g/cm
2
)
Khối lượng nguyên tử
- Các nguyên tố trong một nhóm lại chia hai phân nhóm. Phân nhóm
chính và phân nhóm phụ.
+ Phân nhóm :

Phân nhóm bao gồm những nguyên tố có cùng hóa trị dương cao
nhất và có tính chất hóa học giống nhau.
Các nguyên tố trong một phân nhóm được sắp xếp thành một cột.
Phân nhóm chính dài hơn, các nguyên tố trong phân nhóm chính có
tính chất giống nhau. Tất cả có 8 phân nhóm chính.
Phân nhóm phụ ngắn hơn, đều nằm trong chu kỳ IV. Các nguyên tố
trong phân nhóm phụ đều là kim loại. Có 10 phân nhóm phụ. Riêng nhóm
VIII có 3 phân nhóm phụ.
II
4 Be
Berylium
12 Mg
Magnesium
20 Ca
Calcium
Zn 30
Zinc
38 Sr
Strontium
Cd 48
Cadmium
56 Ba
Barium
Hg 80
Mercury
88 Ra
Radium
Hình 2: Cấu tạo phân nhóm II trong bảng hệ thống tuần hoàn
Phân nhóm phụ của nhóm III là phân nhóm đặc biệt. Sau hai nguyên
tố Lantan (chu kỳ VI) và Actini (chu kỳ VII) có hai dãy nguyên tố có tính

chất rất giống nhau được gọi là dãy Lantanit và Actinit; cứ mỗi nguyên tố
Lantanit và một nguyên tố Actinit tạo thành một phân nhóm phụ thứ cấp.
+ Chu kỳ :
- Chu kỳ là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số
lớp electron và được xếp theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.
Số thứ tự của chu kỳ bằng số lớp electron.
- Chu kỳ I : có 2 nguyên tố H và He gọi là chu kỳ đặc biệt. Có 1 lớp
electron.
- Chu kỳ II : gồm 8 nguyên tố từ Li đến Ne. Có 2 lớp electron trong
nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng dần từ Li (+3) đến Ne (+10).
- Chu kỳ II, III : Mỗi chu kỳ gồm 8 nguyên tố, gọi là chu kỳ ngắn.
- Chu kỳ IV, V : Mỗi chu kỳ có 81 nguyên tố gọi là chu kỳ dài.
- Chu kỳ VI, VII : Mỗi chu kỳ có 32 nguyên tố riêng chu kỳ VII gọi
là chu kỳ dở dang vì mới được hết 24 nguyên tố.
- Trong 1 chu kỳ từ trái sang phải tính kim loại giảm, tính phi kim
loại tăng lên.
- Sự biến đổi cũng thể hiện ngay cả hợp chất của nó.
1.3.3. Cấu hình electron của các nguyên tố
- Tính chất tuần hoàn của các nguyên tố có được là so sự điền
electron một cách tuần hoàn vào lớp vỏ electron của chúng được gọi là
orbitan nguyên tử. Thế có 4 phân lớp orbitan s, p, d, f. Năng lượng của các
orbitan được sắp xếp theo thứ tự 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s
< 4d < 5p < 6s < 5d < 4f < 6p.
- Hai nguyên tố đầu chu kỳ bao giờ cũng có electron điền vào phân
lớp ns đó là những nguyên tố họ s.
- Sáu nguyên tố cuối chu kỳ bao giờ cũng có electron điền vào phân
lớp np đó là những nguyên tố họ p.
- Các nguyên tố họ s, p có thể là phi kim loại hay kim loại.
- Các chu kỳ IV, V, VI có thêm 10 nguyên tố và chu kỳ VII có 5
nguyên tố có electron điền vào phân lớp d. Đó là nguyên tố chuyển tiếp họ

d. Toàn bộ chúng đều là kim loại.
- Chu kỳ VI và chu kỳ VII, mỗi chu kỳ có một họ 14 nguyên tố có
electron điền vào phân lớp f. Đó là những nguyên tố chuyển tiếp họ f.
- Các nguyên tố thuộc họ s, p đều nằm ở phân nhóm chính.
- Các nguyên tố họ d nằm ở phân nhóm phụ.
+ Nhận xét :
Trong một chu kỳ đi từ đầu đến cuối chu kỳ (từ trái sang phải) tính
oxy hóa tăng, tính khử giảm vì trong cùng 1 chu kỳ : điện tích hạt nhân
tăng, nhưng bán kính nguyên tử giảm khả năng thu electron tăng, khả năng
nhường electron giảm. Trong chu kỳ ngắn sự biến đổi tính chất xảy ra
nhanh hơn chu kỳ dài vì bán kính nguyên tử tăng nhanh hơn.
Trong một phân nhóm chính đi từ trên xuống dưới, điện tích hạt
nhân tăng. Số lớp electron tăng, nhưng electron ở lớp vỏ ngoài là như nhau.
Điện tích hạt nhân tăng làm tăng lực hút đối với electron. Nhưng sự tăng số
lớp electron làm tăng mạnh bán kính nguyên tử, tăng lực đẩy của các lớp
electron làm thay đổi với lớp bên ngoài dẫn đến làm giảm lực hút của hạt
nhân đối với electron. Kết quả khả năng nhường electron tăng, nhận
electron giảm, làm cho tính oxi hóa giảm, tính khử tăng.
Trong phân nhóm phụ, các nguyên tố có tính khử, nhưng tính khử
của nguyên tố trên lớn hơn hai nguyên tố dưới do bán kính của chúng biến
đổi không đều đặn. Từ nguyên tố thứ hai đến nguyên tố thứ 3 có bán kính
gần như không tăng hoặc giảm, nên khả năng nhường electron của nguyên
tố trên lớn hơn hai nguyên tố dưới và tính khử của nguyên tố trên lớn hơn.
Trong họ Lantanit và Actinit, lớp vỏ ngoài cùng chỉ có hai electron.
Do đó chúng có tính khử mạnh.
1.3.4. Phân loại các nguyên tố hóa học
+ Khí trơ :
Khí trơ là là những nguyên tố có cấu tạo lớp vỏ là ns
2
np

6
. Các lớp
orbitan được điền đầy các electron nên nó bền vững, hoạt tính hóa học
kém.
+ Nguyên tố điển hình :
Là những nguyên tố có lớp vỏ ngoài cùng chưa bão hòa có cấu hình
là ns
1-2
npp
1-6
. Có 38 nguyên tố điển hình bao gồm phi kim và kim loại. Đây
là những nguyên tố có xu hướng cho hoặc nhận electron để lớp vỏ bão hòa
nên hoạt tính hóa học cao. Đó là những kim loại điển hình (kim loại kiềm,
kiềm thổ ...) và phi kim loại điển hình (oxi, lưu huỳnh, nhóm halogen ...)
chúng có tính khử hoặc oxi hóa.
+ Nguyên tố chuyển tiếp :
Là những nguyên tố họ d, thuộc chu kỳ IV, V, VI, VII chúng có cấu
trúc (n-1)d
1-10
ns
1-2
.
Những nguyên tố chuyển tiếp trong cùng một dãy có một số tính chất
giống nhau.
Tất cả đều là kim loại và có tính khử.
Những nguyên tố này thường có nhiều số oxi hóa, hợp chất của
chúng thường có màu và dễ tạo phức chất.
+ Nguyên tố họ Lantanít và Actinit :
Người ta gọi nguyên tố nhóm này là những nguyên tố chuyển tiếp họ
f, vì chúng nằm trong phân nhóm phụ nhóm III. Các nguyên tố này có cấu

hình :
ns
1-2
(n – 1)d
0-10
(n-2)f
1-14
Các nguyên tố này có tính chất lý hóa học giống nhau. Tất cả có
cùng tính khử.
Chúng có tính chất giống nhau vì chúng có bán kính nguyên tử gần
bằng nhau, tương tác hạt nhân nguyên tử và electron ngoài cùng gần như
nhau.
Chương 2 :
HYDRO VÀ NHỮNG NGUYÊN TỐ NHÓM I
2.1. HYDRO VÀ HỢP CHẤT CỦA NÓ
2.1.1. Đặc điểm của nguyên tố Hydro
- Hydro là nguyên tố có cấu tạo đơn giản.
- Cấu hình electron nguyên tử của nó cũng đơn giản : 1s
1
- Năng lượng ion hóa nguyên tử của nó cao : 13.6eV
- Ion H
+
có kích thước nhỏ, có tác dụng phân cực lớn với các ion,
hoặc nguyên tử khác.
- Các hợp chất giữa nguyên tử hydro với nguyên tố khác là liên kết
cộng hóa trị.
- Có thể nhận 1 electron để tạo thành ion H
–
.
- Ion H

+
không có vỏ có khả năng tạo liên kết hóa học đặc biệt gọi là
liên kết Hydro.
- Có khả năng hòa tan trong kim loại → liên kết kim loại.
Nhận xét :
Hydro giống kim loại kiềm : là nguyên tố họ s, có khả năng nhường
1 electron → H
+
thể hiện tính khử mạnh.
Hydro giống các halozen : có khả năng nhận 1e → H
–
và tạo phức
chất.
Trong điều kiện thường Hydro là chất khí và được xem là nguyên tố
phi kim loại.
Vì thế Hydro phải được khảo sát như nguyên tố đặc biệt.
2.1.2. Đơn chất
* Tính chất vật lý :
- Hydro là chất khí, không màu, không mùi, không vị, có phân tử
gồm 2 nguyên tử (H
2
).
- Khí Hydro nhẹ, độ linh động lớn, độ phân cực bé, lực liên kết phân
cực nhỏ dẫn đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp.
- Phân tử thuộc loại không cực, khối lượng nhỏ nên ít tan trong nước
và dung môi. Nhưng lại tan trong kim loại Ni, Pd, Pt ...
Một số tính chất hóa lý của Hydro
Ái lực electron (F, eV) : 0,75
Năng lượng ion hóa (I, eV) : 13,6
Độ âm điện tương đối (ĐTA) : 2,1

Bán kính nguyên tử (R
C
, Å) : 0,53
Độ dài liên kết H-H (d
H–H
, Å) : 0,749
Năng lượng phân ly H
2
(E
PL
, KJ/mol) 435
Nhiệt độ nóng chảy (t
nc
,
0
C) –259,1
Nhiệt độ sôi (t
s
,
0
C) : –252,6
Hàm lượng trong vỏ quả đất ()HĐ, %nguyên tử) : 17
+ Tính chất hóa học :
- Ở điều kiện thường phân tử Hydro rất bền.
- Ở điều kiện nhiệt độ cao Hydro hoạt động mạnh.
Tính khử :
H
2
+ X
2

(Cl
2
, Br
2
, I
2
) 2HX
2H
2
(K) + O
2
(K) 2H
2
O
CuO + H
2
H
2
O + Cu
Tính oxi hóa :
2Na + H
2
= 2NaH
Khi đốt nóng phân tử H
2
được phân ly thành nguyên tử H.
H
2
2H ∆
0

298
H
= 435 KJ/mol
Nguyên tử H có hoạt tính lớn phản ứng được với S, N, P, Hg, nhiều
oxyt kim loại và hợp chất khác.
- Các dạng họp chất của Hydro ở dạng tự nhiên là H
2
O, đất sét, than,
dầu ... có trong vỏ quả đất và trong cơ thể động thực vật.
- Trong vũ trụ chiếm 1 nửa khối lượng mặt trời và các vì sao.
- Hydro có 3 đồng vị tự nhiên : proti
1
H, đơteri
2
H, triti
3
H và 2 đồng
vị nhân tạo
4
H,
5
H.
2.13. Hợp chất của hydro
+ Hợp chất H(–1)
- Giống hợp chất Halozen gọi là Hydrua.
- Phản ứng thu nhiệt mạnh (hoạt tính oxi hóa kém).
- Bản chất nguyên tố kết hợp với Hydro có thể là ion, cộng hóa trị
hay kim loại.
- Hydrua cộng hóa trị là các Hydrua của các phi kim loại BH
3

, SiH
3
hayc ác kim loại phân nhóm chính nhóm III, IV, V như AlH
3
, ; A
s
H
3
...
những Hydrua này không bền và bị nước phân hủy :
SiH
4
+ 3H
2
O = H
2
SiO
3
+ 4H
2
- Các Hydrua cùng có tính axít, bazơ hoặc lưỡng tính. Khi tác dụng
với nhau tạo thành phức chất.
BH
3
+ LiH = Li[BH
4
]
- Các Hydrua cộng hóa trị có khả năng tạo ra những tinh tểh Polime
rắn được liên kết với nhau bằng cầu Hydro. Ví dụ : B
4

H
10
- Các Hydrua kim loại chuyển tiếp có thể có thành phần xác định
(PaH
2
, UH
3
, ...) hay không xác định (TiH
1,7
; VH
06
...) thường là bền, có ánh
kim, dẫn điện rất khó xác định dạng liên kết này.
- Các Hydrua đều là chất khử mạnh và ion H
–
không thể tồn tại trong
dung dịch nước.
+ Hợp chất H(+)
- Hợp chất tương đối phổ biến. Ví dụ : Chất khí (HCl) lỏng (H
2
O)
rắn (H
2
SiO
3
).
- Liên kết trong hợp chất là liên kết cộng hóa trị.
- Ngòai ra còn có trạng thái liên kết Hydro trong các liên kết F-H, O-
H, N-H dẫn đến các hợp chất HF, H
2

O, NH
3
có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt
B
H
H
H
H
B H
B
H
H
B H
H
H
độ sôi cao bất thường so với những hợp chất cùng loại của các nguyên tố
trong phân nhóm.
- Các liên kết Hydro là những dung môi ion hóa tốt.
2.2. CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM I
A

2.2.1. Đặc điểm các nguyên tố nhóm I
A

- Gồm các nguyên tố Liti (Li), Natri (Na), Kali (K), Rubidi (Rb),
xedi (Cs), Franxi (Fr).
- Cấu hình electron ns
1
có tên chung là kim loại kiềm.
- Có tính khử mạnh.

- Khi bị chiếu sáng cũng bật electron ra được.
- Là những kim loại điển hình, phân hủy nước và rượu.
- Tác dụng với Hydro tạo thành Hydrua dạng muối rắn.
- Oxyt và Hydroxt là bazơ mạnh điển hình tăng từ li đến Fr.
- Muối đều không màu và dễ tan trong nước (trừ Li).
- Tính kim loại tăng dần từ đầu đến cuối phân nhóm.
2.2.2. Các đơn chất của nguyên tố nhóm I
A

Một số thông số hóa lý
Thông số hóa lý Li Na K Rb Cs Fr
Bán kính nguyên tử (Å) 1,55 1,89 2,36 2,48 2,68 2,8
Bán kính ion R
xt
(Å) 0,68 0,98 1,33 1,49 1,65 1,75
Năng lượng ion hóa 
1
(eV)
5,39 5,14 4,34 7,18 3,89 3,98
Khối lượng riêng d(g/cm
3
) 0,53 0,97 0,85 4,5 1,9
Nhiệt độ nóng chảy t
nc
(
0
C) 180 98 63 39 29
Nhiệt độ sôi t
s
(

0
C) 1330 900 766 700 685
Hàm lượng trong vỏ quả
đất (% ng.tử)
0,02 2,4 1,4 7.10
–3
9,5.10
–9
+ Tính chất vật lý :
- Khi Tăng điện tích hạt nhân các thông số hóa lý đều tăng.
- Bán kính nguyên tử lớn và tăng nhanh từ đầu đến cuối phân nhóm
→ năng lực ion hóa nhỏ và giảm theo chiều trên.
- Là những kim loại rất nhẹ và mềm.
- Các kim loại kiềm đều có độ dẫn điện lớn.
- Khi đốt có màu đặc trưgn Li : đỏ tía, Na : vàng rực, K : tím hồng,
Rb : đỏ huyết, Cs : xanh da trời ñöôïc ứng dụng để phân tích định tính.
+ Tính chất hóa học :
- Kim loại hoạt động mạnh tác dụng với hầu hết các nguyên tố trừ
khí trơ.
- Đun nóng nhẹ tác dụng với Hydro tạo thành Hydrua.
- Phản ứng mạnh với Halogen, Oxy, Lưu hùynh, Nitơ, Cabon.
- Bị oxy hóa ngay ở nhiệt độ thường : Li nhanh, Na rất nhanh, K
ngay lập tức, Rb, CS bốc cháy. Li cho oxýt thường Li
2
O.
- Còn các kim loại khác tạo thành Oepxyt X
2
Na
2
hoặc XO

2
(K, RB,
Cs).
- Chỉ có Li tác dụng trự tiếp dd với C, N
2

tạo thành Nitrua, Li
3
N,
Li
2
C
2
. Các nguyên tố khác do nitrua và cacbua gián tiếp.
- Ở nhiệt độ thường, các kim lọai kềm tác dụng mãnh liệt với nước
và axít giải phóng Hydro.
+ Trạng thái tự nhiên và điều chế :
- Natri chiếm 2,4% trọng lượng vỏ quả đất, K : 1,4 còn các chất khác
rất ít.
- K, Na thường tồn tại trong nước biển, muối mỏ dưới dạng kép.
- Điều chế Na bằng cách điện phân NaCl, NaOH nóng chảy.
- Điều chế K bằng cách dùng Fe khử KOH ở nhiệt độ cao.
2.2.2. Hợp chất các nguyên tố khác nhau
- Tạo muối hay kiểu muối tương ứng với trạng thái hợp chất X
+1
.
- X
+1
có điện tích nhỏ, bán kính lớn nên phân cực bé nên tạo phía
kém, muối ít tạo hydrat tinh thể.

- Hợp chất kim lọai kiềm dễ tan, bền nhiệt.
- Các hợp chất điển hình là oxyt, peoxyt và hydroxyt. Các muối
halozenua, muối cacbonat.
2.3. CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM I
B

2.3.1. Đặc tính của các nguyên tố phân nhóm I
B

- Phân nhóm phụ I
B
gồm : đồng (Cu), bạc (Ag), vàng (Au).
- Đều có 1 electron ở lớp vỏ ngoài cùng, có cấu hình electron : (n-
1)s
2
(n-1)p
6
(n-1)d
10
ns
1
.
- 18 electron ở lớp thứ 2 từ ngòai vào chưa hoàn toàn bền nên dễ
nhường các electron. Vì thế mà phân nhóm phụ IB không những có trạng
thái +1, còn có +2 và +3. Đặc trưng nhất là Cu
+2
, Ag
+1
, Au
+3

.
- Bán kính nguyên tử nhỏ nên electron khó mất nên là những kim
loại kém hoạt động. Không phân hủy nước, Hydroxyt là các bazơ yếu.
- Theo chiều Cu → Au tính kim loại giảm, khả năng tạo phức tăng.
2.3.2. Các đơn chất
Một số thông số hóa lý
Thông số hóa lý Cu Ag Au
Bán kính nguyên tử R
K
(Å) 1,28 1,44 1,44
Năng lượng ion hóa 
1
(eV)
7,72 7,57 9,22
Khối lượng riêng d(g/cm
3
) 8,96 10,50 19,3
Nhiệt độ nóng chảy t
nc
(
0
C) 1083 964 1063
Nhiệt độ sôi t
s
(
0
C) 2543 2167 2880
Hàm lượng trong vỏ quả đất (% ng.tử) 3,6.10
–3
1,6.10

–6
5.10
–8
- Trạng thái tự nhiên Cu : đỏ, Ag : trắng, Au : vàng
- Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.
- Dễ tạo hợp kim với nhau và hợp kim với kimloại khác nhất là đồng.
- Dễ tạo hợp kim với Hg (Au, Ag, Cu).
- Kém hoạt động hóa học, giảm dần từ Cu → Au.
- Trong điều kiện thường : Au, Ag bền Cu tạo thành lớp CuO. Trong
không khí ẩm có CO
2
tạo thành Cu(OH)
2
.CuCO
3
(màu xanh).
- Đốt nóng với Oxy Cu → CO và Cu
2
O còn Ag, Au hấp thụ Oxy.
- Cu kết hợp dễ dàng với Halogen, Ag chậm còn Au chỉ phản ứng
khi ở nhiệt độ cao.
- Ag, Cu phản ứng trực tiếp với Lưu huỳnh (S) cả nhóm không tác
dụng với H
2
, N
2
, C.
- Cả 3 nguyên tố chỉ tan trong axit HCl và H
2
SO

4
loãng khi có mặt
chất oxi hóa.
- Ag, Cu dễ tan trong các axít có tính Oxy hóa (HNO
3
, H
2
SO
4
đặc
nóng), Au tan trong HCl đặc bão hòa Cl
2
hoặc nước cường tan (1HNO
3
+
3HCl) dotác dụng của Clo nguyên tử.
- Cả 3 nguyên tố đều tan trong dung dịch Hyanue bazơ khi có mặt
Oxy.
- Tất cả các hợp chất tan của Cu, Ag, Au đều độc hại.
2.3.3. Các hợp chất
+ Các hợp chất X(+1)
- Đặc trưng là Ag
+1
, đối với Cu
+1
, Au
+
kém bền.
- Các Oxyt X
2

O đều là chất rắn, Cu
2
O : đỏ, Ag
2
O : nâu xẫm, Au
2
O :
tím màu, ít tan trong nước.
- Các Hydroxýt XOy, không bền, bị phân hủy ngay, do tác động
phân cực mạnh của ion X
+
.
- X
2
O thể hiện tính bazơ trung bình.
- Các muối X
+1
(Ag
+
, Cu
+
) không tan trong nước, ở trạng thái ẩm
chúng không bền nên phân hủy.
- Các muối Cu
+
, Au
+
dễ bị oxi hóa → Cu
+2
, Au

+3

- Các muối Ag
+
dễ bị phân hủy khi có ánh sáng tác dụng.
+ Các hợp chất X(+2)
- Hợp chất X
+2
chỉ đặc trưng đối với Cu
+2
.
- Thường gặp là CuO, Cu(OH)
2
và các muối của nó.
- CuO không tan trong nước, dễ tan trong axit, nung nóng đến 800
0
C
nó phân hủy thành Cu
2
O và Oxy.
- Ở 250
0
C có mặt Hydro CuO bị khử đến Cu.
- Cu(OH)
2
là hydroxyt lưỡng tính nhưng cả hai tính đều yếu. Trong
axít nó tạo muối Cu
+2
. Trong kiềm mạnh, đặc, dư nó cho muối cuprit màu
xanh.

- Các muối Cu
+2
rất dễ tạo phức.
+ Hợp chất X(+3) :
- Trạng thái X(+3) đặc trưng là Au
+3
.
- Các hợp chất thường gặp Au
2
O
3
, Au(OH)
3
, AuHal
3
.
- Au
2
O
3
điều chế bằng cách đun nóng (100
0
C), Au(O)
3
.
- Au(OH)
3
điều chế bằng cách cho kiềm tác dụng lên dung dịch
A
4

Cl
3
đặc.
- Oxýt và Hydroxyt Au
+3
có tính chất lưỡng tính, chức axit mạnh hơn
(gọi là axít Auric) tạo muối Aurat.
- Tất cả các muối Au
+3
dễ bị nhiệt phân hủy, cho ra Au kim loại.
Chương 3 :
NHÓM II TRONG BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
3.1. CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM II
A

3.1.1. Đặc tính của các nguyên tố nhóm II
A

- Gồm các nguyên tố : Berili (Be), Magie (Mg), Canxi (Ca), Stronti
(Sr), Bari (Ba), Rađi (Ra), nó có trong tự nhiên. Ra là nguyên tố hiếm,
phóng xạ.
- Nguyên tố họ s, cấu hình electron, lớp ngòai cùng ns
2
.
- Có tính khử và tạo ion X
+2
.
- Bán kính nguyên tử R
K
(Å) tăng từ trên xuống dưới.

- Từ Ca có thêm các orbitan lớp d hoặc f có thể tham gia tạo liên kết
hóa học.
- Tính kim loại tăng từ Be → Ra.
- Hình thành 3 nhóm : Be lưỡng tính giống Al, còn Mangan là kim
loại hoạt động mạnh, nhưng tính chất không giống kim loại kế tiếp, các kim
loại Ca, Sa, Ba hoạt động mạnh được goi là kim loại kiềm thổ.
- Chỉ có Be, Mg có khả năng tạo phức, còn lại tạo ionX
+2
.
- Các hợp chất XO, X(OH)
2
đều có tính bazơ mạnh tăng từ Be - Ra.
3.1.2. Đơn chất :
Một số thông số hóa lý
Thông số hóa lý Be Mg Ca Sr Ba Ra
Bán kính nguyên tử R
K
(Å) 1,13 1,6 1,97 2,15 2,21 2,35
Năng lượng ion hóa 
1
(eV)
9,32 7,65 6,11 5,69 5,21 5,28
Nhiệt độ nóng chảy t
nc
(
0
C) 1283 650 850 770 721 960
Nhiệt độ sôi t
s
(

0
C) 2970 1117 1490 1370 1370 1530
Khối lượng riêng d(g/cm
3
) 1,85 1,74 1,54 2,63 3,76 6,0
Hàm lượng trong vỏ quả
đất (% ng.tử)
1,2.10
–3
2,0 2,0 1.10
–2
5,7.10
–3
1.10
–10
+ Berili :
- Kim loài màu trắng, nhẹ, rất cứng n0 dòn.
- Be gần giống Al, có ái lực lớn với Oxi, nhưng bền nhờ màng BeO.
- Be phản ứng với nhóm Halogen, Oxi, Lưu huỳnh, Nitơ. Trong điều
kiện thường không tác dụng với Hydro.
- Tan trong axít và kiềm (kim loại lưỡng tính), thụ động trong HNO
3
,
H
2
SO
4
đặc nguội.
- Tác dụng với nhiều kim loại tạo thành Berilua.
- Dễ tạo hợp kim, 1 lượng nhỏ trong hợp kim làm cho hợp kim cứng,

bền.
- Cho tia Rơngen X đi qua nên làm cửa sổ cho ống Rogen.
- Dùng làm chất hãm, chất phản xạ nơtron trong các lò nguyên tử.
- Là nguyên tố hiếm. Trong thiên nhiên dưới dạng quặng Beryl.
- Điều chế bằng điện phân BeCl
2
nóng chảy hay nhiệt phân BeF
2
.
+ Magie :
- Kim loại màu trắng bạc, nhẹ, t
nc
và t
s
thấp, dẫn nhiệt, dẫn điện tốt,
mềm và dẻo hơn Be.
- Ứng dụng quan trọng nhất là điều chế hợp kim nhẹ, nhưng ít bền
hóa, kém chịu nhiệt.
- Nguyên tố họ s song có orbian nguyên tử họ d.
- Magie dễ dàng phản ứng hdo, tạo được MgH
2
(Hydnua Magie).
- Magie dễ dàng phản ứng với nhóm Halogen, Oxi, Lưu huỳnh, Nitơ,
Na ...
- Đốt Magie cháy tạo ngọn lửa sáng và phát nhiệt.
- Là chất khử mạnh, khử được những hợp chất bền : H
2
O, CO
2
, SiO

2
,
P
2
O
5
, B
2
O
3
.
- Magie tan nhanh trong axit, nhưng không tác dụng với bazơ.
- Magie tác dụng với hợp chất hữu cơ Alkyl Halogen và trong dung
dịch este tạo hợp chất cơ Magie.
- Là nguyên tố phổ biến trong tự nhiên.
- Tồn tại ở dạng hợp chất.
- Điều chế bằng điện phân Cacnalit KCl.MgCl
2
.6H
2
O hoặc MgCl
2
nóng chảy hoặc bằng nhiệt kim loại hay khử C.
+ Canxi, Stronti, Bari :
- Đều là kim loại trắng, bạc, mềm, nhẹ, dẫn nhiệt, điện tốt, dễ dát
mỏng, dễ kéo sợi.
- Khá mềm và hoạt động mạnh nên không thể dùng ở trạng thái đơn
chất hoặc hợp kim như nhẵng kim loại khác.
- Khi đốt có màu đặc trưng Ca : đỏ da cam, Sv : đ3o rực, Ba : lục hơi
vàng.

- Kim loại rất hoạt động, hoạt tính tăng, kết hợp hầu hết phi kim ở
điều kiện thường. Khi đun nóng tác dụng được với các nguyên tố khi hoạt
động như cacbon, silic, hydro ...
- Trong không khí dễ dàng tạo thành MO.
- Khi đun nóng chúng tác dụng với Hydro tạo thành Hydrua rắn được
dùng làm chất khử mạnh.
- Ở nhiệt độ cao tạo thành các peoxyt nhưng kém bền tính bền tăng
từ Ca → Ba.
- Trong điều kiện thường ba nguyên tố đều tác dụng với H
2
O tạo
thành Hydroxyt và thoát H
2
.
- Chúng đều tan trong axít tạo thành muối và giải phóng H
2
.
- Trong thiên nhiên canxi là nguyên tố phổ biến, Be khá phổ biến,
còn Strenti khá hiếm và thường gặp ở dạng hợp chất.
- Điều chế bằng điện phân muối clorua khan nóng chảy.

3.2.3. Các hợp chất của phân nhóm IIA
+ Hợp chất Be (+2)
- Các hợp chất ở dạng đơn giản (BeO, BeS ...) hay phức
([Be(H
2
O)
4
]
+2

, [Be(OH)
4
]
–2
...) là tinh thể màu trắng, dễ tan trong nước.
- Hợp chất Be
+2
có tính lưỡng tính.
- BeO có cấu trúc đặc, khít, chịu lửa, dẫn nhiệt, nung nóng không
hoạt động hóa học.
- Là hợp chất lưỡng tính, BeO tan trong axit, kiềm. Khi đốt nóng hay
nấu chảy với các oxyt axit, oxyt bazơ.
- Hydro beri Be(OH)
2
là hợp chất Polime, không tan trong nứơc có
tính lưỡng tính.
- Be
+
có tác dụng phân cực cao nên muối bị thủy phân.
+ Hợp chất Mg(+2) :
- Thường gặp ở dạng muối, phức cation.
- Muối Mg
+2
khan hút ẩm đặc biệt Mg(ClO
4
)
2
dùng làm chất sấy khô.
- Muối Mg
2+

có đặc trưng đa dạng là muối kép.
- Oxýt MgO màu trắng, xốp, khó nóng chảy (t
nc
= 2.800
0
C) có tính
bazơ dễ tan trong axit, nung nóng mất hoạt tính.
- Mg(OH)
2
có cấu trúc lớp, ít tan trong nước lạnh, bazơ mạnh trung
bình.
- Khi đun nóng dung dịch MgCl
2
hay muối MgCl
2
.6H
2
O → thủy
phân tạo thành Oxoclorua và bị polime hóa.
Cl–Mg–O–Mg . . . O–Mg–Cl
Trên cơ sở đó tạo ra xi măng Magie.
- MgSO
4
được dùng làm thuốc tẩy nhẹ.
+ Hợp chất Ca(+2), Sr(+2), Ba(+2)
- Các hợp chất X(+2) đều bền.
- Kích thước nguyên tử lớn có sự tham gia của orbitan nguyên tử
nhóm f.
- Các hợp chất X(+2) tan trong nước. Các muối cacbonat, sunfat khó
tan.

- Các oxyt và hydroxyt có tính bazơ mạnh.
- Các oxyt là chất bột màu trắng có t
nc
cao, phản ứngmãnh liệt với
nước tạo X(OH)
2
và tỏa nhiệt.
- X(OH)
2
bị nhiệt phân lại trở về XO và H
2
O.
- Các hydroxyt có tính tán, tính bazơ, tính bền nhiệt tăng từ Ca →
Ba.
- Ca, Sr, Ba còn có khả năng tạo peoxyt XO
2
màu trắng và peoxyt
bậc cao XO
4
màu vàng.
- Peoxyt tác dụng axít cho H
2
O
2
, peoxyt bậc cao cho H
2
O
2
và O
2

độ
bền peoxyt tăng từ Ca → Ba.
- Deoxyt đều khó tan trong n7ớc.
- XO
2
được điều chế bằng cách trung hòa bazơ bằng axit.
Ca(OH)
2
+ H
2
O
2
= CaO
2
+ 2H
2
O
- BaO
2
là peroxyt phổ biến nhất, ngòai cách điều chế như trên còn
cách nung nóng BaO trong không khí ở 500
0
C.
- BaO
2
dùng để tẩy trắng lụa, sợi thực vật, tẩy màu thủy tinh, điều
chế H
2
O
2

, Pecabonat Bari, dùng tẩy uế.
- Muối halogenua dễ tan trong nước (trừ XF
2
) đặc biệt CaCl
2
được
dùng hút ẩm, sấy khô, tải lạnh ...
- Muối XCO
3
, XSO
4
khó tan trong nước giảm dần từ Be → Ba.
- Các muối XCO
3
bị nhiệt phân cho XO và CO
2
khả năng nhiệt phân
giảm từ Ca → Ba.
- Muối XSO
4
không bị nhiệt phân.
- Thông dụng nhất là CaCO
3

và CaSO
4
.
- CaCO
3
nguyên liệu để điều chế Ca(OH)

2
và CaO.
- CaSO
4
dùng làm thạch cao, tượng, vách ngăn.
- X(OH)
3
kết tủa vô định hình. Không tan trong nước.
- Các muối X(+3) tan được trong nước là : Clorua, nitrat, Sufat, muối
khó tan : Sunfua, Florua, Photphat, Cacbonat ...
- Ứn dụng trong kỹ thuật chân không và tạo hợp kim, làm xúc tác
trong các phản ứng hóa học, chế tạo gốm, thủy tinh, vật liệu kỹ thuật điện,
điện tử.
+ Các hợp chất X(+4), X(+2)
- Đặc trưng là CeO
2
, CeF
4
, Ce(OH)
4
...
- CeO
2
màu vàng sáng, khó nóng chảy sau khi nung, trơ về mặt hóa học.
- Muối Ce
+4
không bền, thủy phân mạnh.
- Trong axit thể hiện chất oxi hóa mạnh.
- Trạng thái +2 đặc trưng là : Eu(+2), Sn (+2), Yb (+2) dưới dạng
oxyt, hydroxýt giống nhóm Ca.

- Hợp chất X(+2) có tính khử.
3.2. CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM II
B

3.2.1. Đặc tính nguyên tố nhóm II
B

- Gồm kẽm (Zn), cadini (Cd), Thủy ngân (Hg)
- Cấu hình electron (n-1)s
2
(n-1)p
6
(n-1)d
10
ns
2.
- Có hai electron ở lớp ngoài cùng ns
2
và số oxi hóa +2.
- Tính kim loại kém hơn kim loại kiềm thổ.
- Tính tạo phức tăng dần từ Zn đến Hg.
3.2.2. Đơn chất của phân nhóm II
B

Một số thông số hóa lý
Thông số hóa lý Zn Cd Hg
Bán kính nguyên tử R
K
(Å) 1,13 1,49 1,50
Năng lượng ion hóa 

1
(eV)
9,391 8,991 10,43
Khối lượng riêng d(g/cm
3
) 7,1 8,7 13,55
Nhiệt độ nóng chảy t
nc
(
0
C) 419 321 -39
Nhiệt độ sôi t
s
(
0
C) 907 767 357
Hàm lượng trong vỏ quả đất (%) 1,5.10
–3
7,6.10
–6
7.10
–7
- Zn : trắng, hơi xanh ; Cd, Hg : màu trắng bạc, dễ nóng chảy, dễ bay hơi.
- Đều có khả năng tạo hợp kim. Hợp kim của Hg gọi là hỗn hợp.
- Bền với không khí khô, tác dụng với CO
2
trong không khí ẩm.
- Zd, Cd phản ứng với S nóng, Hg torng điều kiện thường tạo HgS.
- Zn dễ tan trong axít HCl, H
2

SO
4
loãng, Hg thì không.
- Cả ba đều tan trong HNO
3
loãng.
- Zn có tính lưỡng tính tan cả trong axít và kiềm.
- Trong thiên nhiên tồn tại dưới dạng quặng, riêng Hg tồnt ại dạng
mỏ Hg nguyên chất.
- Điều chế quặng XS : đốt sunfua thành oxyt rồi khử oxyt ở nhiệt độ
cao.
- Muốn điều chế Hg : nung quặng HgS ở nhiệt độ = 500
0
C.
3.2.3. Các hợp chất của phân nhóm II
B

+ Các hợp chất X(+2)
- Là chất rắn ZnO : trắng ; CdO : nâu ; HgO : đỏ.
- Độ bền oxýt XO giảm theo chiều Zn - CD - Hg.
- Không tan trong nước nhưng tan trong axit.
- Các cation X
+2
không màu.
- Muối có màu HgI
2
: đỏ ; CDs : vàng ; HgS : đỏ, đen
- Các Halogenua, Sunfat, Nitrat tan trong nước.
- Khi tan các hợp chất X
+2

tạo phức.
+ Các hợp chất Hg(+1)
- Không có ion H
+
mà chỉ có ion
2
2
Hg
+
cấu trúc [–Hg–Hg–]
+2
.
- Nhóm
2
2
Hg
+
không phân ly.
- Hg(+1) không màu, khó tan trong nứơc.
- Tùy theo điều kiện mà
2
2
Hg
+
có tính khử hoặc oxy hóa.
- Hợp chất
2
2
Hg
+

dị phân cho Hg và hợp chất Hg(+2).
- Một số hợp chất bền : Hg
2
Cl
2
, Hg
2
SO
4
.


Chương 4 :
NHÓM III TRONG BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
4.1. NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM III
A
4.1.1. Đặc tính của các nguyên tố nhóm III
A

- Gồm các nguyên tố : Bo (B), Nhôm (Al), Gali (Ga), Indi (In), Tali
(Tl), Bo và Nhôm phổ biến.
- Cấu hình electrn ns
2
np
1
.
- Thể hiện tính khử chuyển sang trạng thái X
+3
.
- Chỉ có B là phi kim, từ Al trở đi là kim loại.

- Ngòai ra còn số oxy hóa X
+
độ bền tăng từ Ga → Tl.
4.1.2. Các đơn chất của nguyên tố phân nhóm III
A

Một số thông số hóa lý
Thông số hóa lý Bo Al Ga In Tl
Bán kính nguyên tử R
K
(Å) 0,9 1,43 1,39 1,66 1,71
Năng lượng ion hóa 
1
(eV)
8,298 5,986 5,998 5,798 6,106
Khối lượng riêng d(g/cm
3
) 2,34 2,7 5,97 7,36 11,85
Nhiệt độ nóng chảy t
nc
(
0
C) 2300 660 29,8 156 304
Nhiệt độ sôi t
s
(
0
C) 2550 2270 2250 2040 1470
Hàm lượng trong vỏ quả đất
HĐ (%)

6.10
–4
6,6 4.10
–4
1,5.10
–6
3.10
–5
+ Nguyên tố Bo
- Nguyên tố phi kim loại có vài dạng thù hình, bền là dạng tứ
phương.
- Bo là chất bán dẫn, có màu đen, khó nóng chảy.
- Có cấu hình electron hóa trị 2s
2
2p
1
.
- Hoạt tính hóa học giống Silic (theo đường chéo).
- Điều kiện thường chỉ tác dụng với flo ở 400 ÷ 500
0
C, phản ứng với
O
2
, S, Cl
2
. Ở 1200
0
C tác dụng với Nitơ.
- Ở nhiệt độ cao Bo có tính khử.
- Tác dụng với Axít mạnh → axít Boric, tan trong dung dịch kiềm.

- Tác dụng với Hydro tạo thành Boran.
- Kimlọaitác dụng với Bo thành Borua.
- Bo ít phổ biến trong thiên nhiên. Tồn tại dưới dạng muối và axit.
- Điều chế bằng phân hủy cracking các boran.
- Bo dùng để chế tạo vật liệu bền nhiệt, bền hóa và kềm hãm quá
trình phản ứng hạt nhân.
+ Nguyên tố Nhôm :
- Nhôm màu trắng bạc, dẫn nhiệt, dân điện tốt, bền, dai và nhẹ.
- Cấu hình electron 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
1
.
- Là nguyên tố lưỡng tính điển hình, tạo thành cả cation và anion.
- Phản ứng mãnh liệt với Halogen, Oxy, Lưu huỳnh ... là chất khử
mạnh.
- Tan trong axít và dung dịch kiềm.
- Không tác dụng với HNO
3
và H
2
SO
4
đặc vì bị thụ động.

- Bền trong không khí vì có lớp Al
2
O
3
bảo vệ.
- Al phổ biến trong tự nhiên gặp Al ở dạng hợp chất.
- Phương pháp điều chế nhôm là điện phân Al
2
O
3
khan sạch.
- Nhân được sửdụng làm đồ gia dụng và hợp kim để dùng trong công
nghiệp.
+ Các nguyên tố Gali, Indi, Tali :
- Ga có trạng thái đặc trưng là Ga
+3
, cònTali là Te
+1
.
- Cả ba đều là kim loại trắng, dễ nóng chảy.
- Đều bền trong không khí vì có lớp màng oxyt bảo vệ.
- Tác dụng với Cl
2
, Br
2
ở nhiệt độ thường. Khi đốt óng phản ứng với
O
2
, S, I
2

.
- Hòa tan trong axít loãng tạo muối Ga
+3
, In
+3
, Tl
+1
(riêng Tl bị thụ
động trong HCl).