Hóa vô cơ Chương 10: Nguyên tố nhóm VIIIB

CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

NỘI DUNG

TÀI LIỆU

NHẬN XÉT CHUNG

[1] – Tập 3, Chương 7: trang
153 – 204

I. ĐƠN CHẤT Fe, Co, Ni

II. HỢP CHẤT CỦA Fe,
Co, Ni

Chương X

[2] – Chương 11: trang 233 – 246
[3] – Phần III, Chương 8: trang
538 – 572



1


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

NHẬN XÉT CHUNG
Nguyên tố

Cấu hình e hóa trị
RK (Å)
Số oxi hóa
Nguyên tố
Cấu hình e hóa trị
RK (Å)
Số oxi hóa
Nguyên tố
Cấu hình e hóa trị
RK (Å)
Số oxi hóa
Chương X

Fe
3d64s2
1,26
(+6), +3, +2
Ru
4d75s1
1,35
(+8), +4
Os
5d66s2
1,35
(+8), +6


Co
3d74s2
1,25

(+4), +3, +2
Rh
4d85s1
1,34
(+6), +3
Ir
5d76s2
1,35
(+6), +4

Ni
3d84s2
1,24
(+3), +2
Pd
4d105s0
1,37
(+4), +2
Pt
5d96s1
1,35
(+6), +4, +2
2


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

Cấu hình e hóa trị: (n-1)d6,7,8 ns2
- Quy luật biến đổi trạng thái oxi hóa dương cực
đại:

theo hàng ngang:  ;
theo cột dọc: 
- Dễ tạo hợp kim với nhau, với nguyên tố khác.
- Các oxit, hydroxit có tính bazo yếu, axit yếu,
lưỡng tính.
- Dễ tạo phức với CO, NO, CN-.
- Dễ hấp phụ H2 và hoạt hóa H2  hoạt tính xúc
tác.
Chương X



3


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

I
1
-

ĐƠN CHẤT Fe, Co, Ni
Tính chất vật lý
Màu trắng xám hoặc trắng bạc (Ni)
Dễ rèn, dát móng (trừ Co)
Có tính sắt từ:
+ Bị nam châm hút
+ dưới tác dụng của dòng điện  nam châm
- Hợp kim của Fe với C:
Sắt mềm (<0,2%C); thép (0,2-1,7%C); gang

(1,7-5%C)
Chương X



4


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

2 Tính chất hóa học
- Hoạt tính hóa học trung bình: tính khử  từ Fe 
Ni
- Trạng thái khô, t0 thấp, dạng cục bền với KK
- Khi đốt nóng, hoặc bột mịn:
0C
150
3Fe + 2O2  Fe3O4
0C
300
2Co + O2  2CoO
0C
500
2Ni + O2  2NiO
- Trạng thái ẩm, t0 cao bị ăn mòn
2Fe + 3/2O2 + H2O  Fe2O3.nH2O (gỉ sắt)
Chương X

5


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

Fe2+ + 2OH-  Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)4  {Fe2O3.xH2O}

Chương X



6


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

- Phản ứng với axit HCl, H2SO4 loãng  muối X2+
- Fe, Co, Ni bị thụ động với HNO3, H2SO4 đặc nguội

2Fe + 6H2SO4 đặc, nóng  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
- Fe, Co, Ni không tác dụng với dung dịch kiềm.
- Fe, Co, Ni tác dụng với CO  tạo phức cacbonyl
kim loại  ứng dụng để tinh chế kim loại.
Fe(tc) + 5CO
Chương X

150-200oC
100-200atm

Fe(CO)5

230-330oC



Fe(tk) + 5CO
7


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

II HỢP CHẤT Fe, Co, Ni
1 Hợp chất (+2)
1.1 Fe (+2): Dạng đơn giản: FeO, Fe(OH)2, Fe2+.
Dạng phức chất: [Fe(H2O)6]2+, [Fe(CN)6]4-, [Fe(NO)]2+

- FeO, Fe(OH)2 có tính bazơ > axit  tan trong
axit, không tan trong kiềm.
- Fe (+2) có tính khử mạnh  Fe (+3)
FeO + O2  Fe2O3
2Fe(OH)2 + O2 + H2O  2Fe(OH)3
5Fe2+ + MnO4̅ + 8H3O+  5Fe3+ + Mn2+ + 12H2O
Chương X



8

CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

- Muối Mohr: (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O
- K4[Fe(CN)6].3H2O (muối vàng máu): thuốc thử của
ion Fe3+:
FeCl3 + K4[Fe(CN)6]  KFe[Fe(CN)6] + 3KCl

xanh beclin
Chương X



9


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

1.2 Co (+2): Dạng đơn giản: CoO, Co(OH)2, Co2+.
Dạng phức chất: [Co(H2O)6]2+ , [Co(NH3)6]2+ , [CoCl4]2-…

- CoO, Co(OH)2 có tính bazơ > axit  tan trong
axit, không tan trong kiềm, nước
CoO + 2HCl  CoCl2 + H2O

CoO + 2HCl + 2 H2O  [Co(H2O)6]Cl2
- Điều chế:

Co2+ + 2OH-  Co(OH)2
t0

Co(OH)2  CoO + H2O
Chương X



10


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

- CoO, Co(OH)2 có tính khử trung bình
500 oC
CoO + O2  Co3O4
4Co(OH)2 + O2  4CoO(OH) + 2H2O (chậm)
- Tinh thể hydrat muối Co(+2) thay đổi màu sắc khi
đốt nóng:
CoCl2.6H2O CoCl2.4H2O
hồng
hồng

[Co(H2O)4Cl2]

CoCl2.2H2O
tím xanh

CoCl2.H2O
xanh da trời

CoCl2
xanh da trời





[Co(H2O)2Cl4]

[CoCl6]

to

⇌

H2O
Chương X



11


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

1.3 Ni (+2): Dạng đơn giản: NiO, Ni(OH)2, Ni2+.

Dạng phức chất: [Ni(H2O)6]2+, [Ni(NH3)6]2+, [NiCl4]2-…

- NiO, Ni(OH)2 có tính bazơ > axit  tan trong
axit, không tan trong kiềm, nước:
NiO + 2HCl  NiCl2 + H2O

- Tính khử yếu:
Ni(OH)2 + ½Br2 + KOH  Ni(OH)3 + KBr
- Ni (+2) dễ tạo thành phức amicat:
NiCl2 + 6NH3(k)  [Ni(NH3)6]Cl2
 Ni(OH)2 dễ tan khi có mặt NH3 hoặc muối NH4+:
Ni(OH)2(r) + 6NH3(dd)  [Ni(NH3)6](OH)2(dd)
Chương X



12


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

2 Hợp chất (+3)
2.1 Fe (+3): Dạng đơn giản: Fe2O3, Fe(OH)3, Fe3+.
Dạng phức chất: [Fe(H2O)6]3+, [Fe(CN)6]3-, [FeCl4]- …

- Fe2O3, Fe(OH)3: lưỡng tính (bazơ > axit)
Fe2O3 + 6HCl + 6H2O  2[Fe(H2O)6]Cl3
tnc

Fe2O3 + 2KOHrắn  2KFeO2 + H2O

Fe(OH)3 + 3HCl + 3H2O  [Fe(H2O)6]Cl3
to

Fe(OH)3 + 3NaOHđđ  Na3[Fe(OH)6]
Chương X

13


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

- Fe3+ bền, có tính oxi hóa yếu
FeCl3 + 2KI  2FeCl2 + I2 + 2KCl
- Muối Fe(+3) bị thủy phân:
[Fe(H2O)6]3+ + H2O  [Fe(H2O)5(OH)]2+ + H3O+
[Fe(H2O)5(OH)]2+ + H2O  [Fe(H2O)4(OH)2]+ + H3O+

- K3[Fe(CN)6] (muối đỏ máu): thuốc thử cho ion Fe2+:

FeCl2 + K3[Fe(CN)6]  KFe[Fe(CN)6] + 2KCl
Xanh tuabin
Chương X



14


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

2.2 Co (+3):
- Hợp chất đơn giản Co(+3) không bền  Tính oxi
hóa mạnh

Cho Co2O3, Co(OH)3 tác dụng với axit  không
tạo muối Co3+ mà tạo thành Co2+
2Co2O3 + 4H2SO4  4CoSO4 + O2 + 4H2O
2Co(OH)3 + 6HCl  2CoCl2 + Cl2 + 6H2O

Chương X



15


CHƯƠNG X: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB

2.3 Ni (+3):
- Hợp chất Ni (+3) không đặc trưng, không bền 
Tính oxi hóa mạnh
2Ni(OH)3 + 6HCl  2NiCl2 + Cl2 + 6H2O

QUY LUẬT BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT:
Fe - Co – Ni: tính khử 

Fe(+2) – Co(+2) – Ni(+2): độ bền ; tính khử 
Fe(+3) – Co(+3) – Ni(+3): độ bền ; tính oxihóa 
Chương X



16