MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài:

  Chỳng ta đang sống trong một xó hội ngày càng hiện đại và văn minh, đú là xó hội chủ nghĩa một xó hội luụn lấy tri thức làm nền tảng cho mọi hoạt động để tồn tại và phỏt triển, xõy dựng và bảo vệ Tổ quốc, theo kịp với những thành tựu mới của khoa học kỹ thuật trờn thế giới.

  Đất nước ta đang trong tời kỳ CNH – HĐH đất nước, đó và đang cú nhiều bước nhảy vọt trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Cụng cuộc đổi mới này đề ra những yờu cầu mới đối với hệ thống giỏo dục nước ta. Một cụng cuộc đổi mới đũi hỏi những con người phải cú bản lĩnh, tự chủ, năng động, sỏng tạo, dỏm nghĩ dỏm làm, cú năng lực tự giải quyết những vấn đề do thực tiễn của cuộc sống đề ra. Giỏo dục đang trở thành một bộ phận đặc biệt của cấu trỳc hạ tầng xó hội là tiền đề quan trọng cho sự phỏt triển của tất cả cỏc lĩnh vực kinh tế, chớnh trị, văn hoỏ, quốc phũng an ninh, bởi lẽ con người được giỏo dục tốt và giỏo dục thường xuyờn mới cú khả năng giải quyết một cỏch sỏng tạo và cú hiệu quả những vấn đề do sự phỏt triển của xó hội đặt ra. Chớnh vỡ vậy giỏo dục là một bộ phận hữu cơ rất quan trọng trong chiến lược hay kế hoạch phỏt triển kinh tế xó hội, trong đú mục tiờu giỏo dục phải được coi là một trong những mục tiờu quan trọng nhất của sự phỏt triển đất nước.

  Hiện nay ở nước ta, giỏo dục đó cú sự chuyển biến rừ rệt, đặc biệt là việc đổi mới phương phỏp dạy học, nõng cao trỡnh độ của đội ngũ giỏo viờn, giảng viờn, đặc biệt cú rất nhiều giảng viờn đạt trỡnh độ tiến sĩ và cú nhiều đúng ghúp trong việc nghiờn cứu khoa học nhờ đú mà chất lượng giỏo dục nước ta ngày một đi lờn.

 Mặc dự đó đạt được những thành tựu bước đầu song ngành giỏo dục nước ta vẫn cũn một số hạn chế. Đặc biệt là trang thiết bị dạy học, số lượng và chất lượng sỏch giỏo trỡnh, sỏch tham khảo chưa đỏp ứng đầy đủ nhu cầu của người học. Mặt khỏc trong quỏ trỡnh học tập đụi lỳc lý thuyết chưa gắn liền với thực tế, chưa làm cho người học cú tớnh năng động, sỏng tạo.

  Với những lý do trờn chỳng tụi quết định chọn đề tài:

 “ Hệ thống hoỏ và đề xuất mới cỏc kiểu bài tập kim loại nhúm A trong giỏo trỡnh hoỏ học vụ cơ thuộc chương trỡnh CĐSP”. Hy vọng gúp một phần nhỏ bộ của mỡnh vào việc xõy dựng hệ thống cỏc bài tập phự hợp với nhu cầu của sinh viờn nhằm nõng cao chất lượng học tập.

  2.Mục đớch nghiờn cứu:

  Xõy dựng hệ thống bài tập vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh CĐSP giỳp sinh viờn vận dụng kiến thức hoỏ học đại cương để làm rừ vấn đề hoỏ học vụ cơ. Bài tập cú mở rộng nõng cao nhưng khụng làm mất đi tớnh cơ bản, tớnh hệ thống của chương trỡnh.

  3.Nhiệm vụ nghiờn cứu:

 1.Nghiờn cứu tổng quan về bài tập hoỏ học

 2.Nghiờn cứu nội dung chương trỡnh hoỏ học vụ cơ thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.

 3.Xõy dựng hệ thống bài tập hoỏ vụ cơ phần kim loại nhúm A.

 4.Lời giải cho hệ thống bài tập hoỏ vụ cơ phần kim loại nhúm A

  4.Giả thuyết khoa học:

  Việc xõy dựng hệ thống bài tập hoỏ vụ cơ phần kim loại nhúm A giỳp cho sinh viờn Cao đẳng sư phạm nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản và nõng cao về tớnh chất vật lý, hoỏ học, phương phỏp điều chế và ứng dụng dựa trờn những tớnh chất vật lý và hoỏ học đú. Tạo điều kiện cho việc học tập cũng như cụng tỏc giảng dạy sau khi họ ra trường.

  5.Phương phỏp nghiờn cứu:

 1.Nghiờn cứu lý luận về bài tập hoỏ học làm cơ sở cho việc xõy dựng hệ thống bài tập.

 2.Nghiờn cứu thực tiễn.

     Tỡm hiểu thực tiễn về hệ thống bài tập hoỏ vụ cơ phần kim loại nhúm A đó dựng cho sinh viờn CĐSP.

    Trao đổi kinh nghiệm về việc ra bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A cho sinh viờn CĐSP.

  6.Điểm mới của đề tài:

  Lựa chọn những bài tập nhằm vào cỏc lĩnh vực tri thức trọng tõm để tạo điều kiện cho học viờn cú thể phõn loại, sắp xếp và làm sỏng tỏ cỏc vấn đề chủ chốt trong giỏo trỡnh hoỏ học vụ cơ phần kim loại.

 Thụng qua bài tập, học viờn biết cỏch vận dụng tri thức và năng lực vào thực tiễn, đồng thời làm quen với cỏc tỡnh huống ứng dụng.

 Đưa ra những bài tập nõng cao và hiện đại phỏt huy tớnh sỏng tạo tớch cực của học viờn.

 NỘI DUNG

CHƯƠNG I

Tổng quan về bài tập hoỏ học

 I.1.Bài tập hoỏ học:

  Bài tập húa học là phương tiện cơ bản để dạy học sinh học tập, vận dụng kiến thức đó học vào thực tế đời sống, sản xuất và tập nghiờn cứu khoa học. Nú cung cấp cho học sinh kiến thức và con đường giành lấy kiến thức. Bài tập hoỏ học giữ vai trũ rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiờu đào tạo nú vừa là mục đớch, vừa là nội dung lại vừa là phương phỏp dạy học thực nghiệm.

I.2.Tỏc dụng của bài tập hoỏ học:

  Bài tập hoỏ học cú những tỏc dụng to lớn về đức dục và trớ dục sau đõy:

Rốn luyện cho học sinh vận dụng cỏc kiến thức đó học, biến chỳng thành những kiến thức tiếp thu được qua cỏc bài giảng của giỏo viờn thành kiến thức của mỡnh. Khi vận dụng được một kiến thức nào đú, kiến thức sẽ được nhớ lõu.

Đào sõu mở rộng kiến thức đó học một cỏch sinh động phong phỳ, hấp dẫn. Chỉ cú vận dụng kiến thức vào giải bài tập, học sinh mới nắm vững kiến thức một cỏch sõu sắc.

Rốn luyện kỹ năng cho học sinh, như kỹ năng viết và cõn bằng phương trỡnh, kỹ năng tớnh toỏn theo cụng thức. Phỏt triển năng lực nhận thức, rốn luyện tri thức thụng minh cho học sinh, phỏt huy tớnh tớch cực, tự lực của học sinh và hỡnh thành phương phỏp học tập hợp lý.

Bài tập hoỏ học là phương tiện kiểm tra đỏnh giỏ kiến thức, kỹ năng của học sinh một cỏch chớnh xỏc.

Giỏo dục đạo đức tỏc phong rốn luyện tớnh kiờn nhẫn trung thực, chớnh xỏc, khoa học( Cú tổ chức, kế hoạch….) nõng cao hứng thỳ học tập bộ mụn, điều này thể hiện rừ khi giải bài tập thực nghiệm.

I.3.Cơ sở phõn loại bài tập hoỏ học:

Cú nhiều cỏch phõn loại bài tập hoỏ học dựa vào cỏc cơ sở sau:

 - Khối lượng kiến thức

 - Tớnh chất bài tập

 - Hỡnh thỏi hoạt động của học sinh

 - Mục đớch dạy học

 - Cỏch tiến hành giải

 - Phương phỏp hỡnh thành kỹ năng giải bài tập hoỏ học

 - Hoạt động nhận thức của học sinh

 - Tớnh đặc thự của nội dung

 - Đặc điểm bài tập

Tuy nhiờn cỏc cỏch phõn loại bài tập khụng cú ranh giới rừ rệt vỡ cú những bài tập vừa mang nội dung phong phỳ vừa cú tớnh chất đặc trưng nổi bật vừa cú thuật toỏn riờng.

I.4.Cơ sở phõn loại bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.

Dựa trờn những tiờu chớ chung về việc phõn loại bài tập hoỏ học ở mục I.3. Theo chỳng tụi việc phõn loại bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm dựa vào ba đặc tớnh sau:

Dựa vào nội dung chương trỡnh hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.

Dựa vào tớnh đặc thự của nội dung chương trỡnh hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.

Dựa vào mục tiờu dạy học hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.

I.5.Cụ thể hoỏ cơ sở phõn loại bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh Cao đẳng sư phạm.

I.5.1.Nội dung chương trỡnh hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A

ChươngI: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI

-      Cấu trỳc electron của nguyờn tử kim loại

-      Cấu trỳc tinh thể phổ biến của kim loại

-      Liờn kết kim loại và tớnh chất lý học của kim loại

-      Tớnh chất hoỏ học của kim loại

-      Trạng thỏi thiờn nhiờn

-      Phương phỏp điều chế

ChươngII: CÁC NGUYấN TỐ KIM LOẠI KIỀM

-      Vị trớ trong bảng tuần hoàn, cấu trỳc electron, bỏn kớnh nguyờn tử, bỏn kớnh ion, năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron, độ õm điện, thế điện cực chuẩn của cỏc kim loại kiềm.

-      Trạng thỏi thiờn nhiờn

-      Điều chế cỏc kim loại kiềm

-      Tớnh chất lý học

-      Tớnh chất hoỏ học

-      ứng dụng của cỏc kim loại kiềm

-      Cỏc oxit của kim loại kiềm: Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của oxit, peoxit và supeoxit.

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của cỏc hiđroxit của kim loại kiềm. Natrihiđrụxit.

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng cỏc muối halogen, cacbonat, sunfat của kim loại kiềm.

ChươngIII: KIM LOẠI KIỀM THỔ

-      Vị trớ trong bảng tuần hoàn, cấu trỳc electron, bỏn kớnh nguyờn tử, năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron, độ õm điện, thế điện cực chuẩn của cỏc kim loại kiềm thổ.

-      Trạng thỏi thiờn nhiờn, cỏc phương phỏp điều chế

-      Tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng cỏc hợp chất hiđrua của cỏc kim loại kiềm thổ.

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng cỏc oxit, peoxit và supeoxit của kim loại kiềm thổ. Canxioxit.

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của cỏc hiđroxit kim loại kiềm thổ Canxihiđroxit.

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của cỏc muối halogen,nitrat, cacbonat, sunfat của kim loại kiềm thổ.

-      Nước cứng và phương phỏp làm mềm nước cứng.

Chương IV: CÁC NGUYấN TỐ KIM LOẠI NHểM IIIA

                          ( Al, Ga, In, Tl )

-      Vị trớ trong bảng tuần hoàn, cấu trỳc electron, bỏn kớnh nguyờn tử, bỏn kớnh ion, năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron, độ õm điện, trạng thỏi oxi hoỏ, thế điện cực chuẩn của Al, Ga, In và Tl.

* Nhụm

-      Trạng thỏi thiờn nhiờn. Phương phỏp luyện nhụm

-      Tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của nhụm

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của cỏc hợp chất hiđrua, oxit và hiđroxit của nhụm.

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng cỏc muối halogen, sunfat, nitrat, phốn nhụm.

*Gali, Indi, Tali

-    Trạng thỏi thiờn nhiờn. Phương phỏp điều chế

-      Tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của Ga, In, Tl

-      Điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của oxit M₂O₃, Hiđroxit M(OH)₃ và cỏc muối M(III)

Chương V: CÁC NGUYấN TỐ KIM LOẠI NHểM IVA

                        ( Ge, Sn, Pb )

-      Vị trớ trong bảng tuần hoàn, cấu trỳc electron, bỏn kớnh nguyờn tử, năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron, độ õm điện, trạng thỏi oxi hoỏ, thế điện cực chuẩn của Ge, Sn, Pb.

-      Trạng thỏi thiờn nhiờn, cỏc phương phỏp điều chế

-      Tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của Ge, Sn, Pb.

-      Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của cỏc oxit ( MO, MO₂)

-       Phương phỏp điều chế, tớnh chất lý- hoỏ học và ứng dụng của hiđroxit dạng M(OH)₂, M(OH)₄ và cỏc muối halogen, sunfua.

I.5.2.Tớnh đặc thự của nội dung chương trỡnh hoỏ vụ cơ Cao đẳng sư phạm.

Là phần húa học nguyờn tố nghiờn cứu cỏc vấn đề chớnh sau:

-      Cấu tạo nguyờn tử và liờn kết kim loại

-      Tớnh chất vật lý.

-      Tớnh chất hoỏ học.

-      Điều chế và ứng dụng.

-      Khả năng tạo phức.

I.5.3.Mục tiờu dạy học phần hoỏ học vụ cơ thuộc chương trỡnh CĐSP.

- Xõy dựng hệ thống kiến thức cơ bản về những tớnh chất vật lý, hoỏ học, cấu trỳc phương phỏp điều chế cỏc đơn chất và hợp chất vụ cơ.

- Vận dụng kiến thức cơ sở về hoỏ học đại cương để giải thớch tớnh chất của đơn chất và hợp chất mang tớnh chất định lượng hơn về cấu hỡnh khụng gian, chiều hướng phản ứng, cỏc đặc điểm liờn kết cú liờn quan đến khả năng phản ứng.

I.6.Cỏc bài tập hoỏ học vụ cơ chương trỡnh Cao đẳng sư phạm

I.6.1.Bài tập về cấu tạo nguyờn tử và liờn kết kim loại

Kiến thức cơ bản cần nắm được

-      Vị trớ của cỏc kim loại trong bảng HTTH.

-      Kim loại kết tinh theo mấy loại, đặc điểm của từng loại. Biết được kim loại kết tinh theo loại nào cú thể tớnh cỏc giỏ trị liờn quan.

-      Cấu trỳc tinh thể ion.

Kiến thức cần nõng cao

-      Sự biến đổi tớnh chất cú liờn quan đến vị trớ của kim loại.

-      Dựa vào liờn kết trong kim loại giải thớch tớnh chất vật lý của nú

-      Giải thớch tớnh chất lý học của hợp chất ion.

I.6.2.Bài tập về tớnh chất vật lý.

Kiến thức cơ bản cần nắm được

-      Trạng thỏi tồn tại ở điều kiện thường, màu sắc, tớnh bền trong khụng khớ.

-      T⁰ núng chảy, T⁰ sụi, dẫn điện, dẫn nhiệt…..

Kiến thức cơ bản nõng cao

-      Vận dụng kiến thức hoỏ  học cơ sở để giải thớch cỏc hiện tượng quy luật về cỏc tớnh chất đú.

I.6.3.Bài tập về tớnh chất hoỏ học.

- Từ đặc điểm cấu tạo nguyờn tử( cấu hỡnh e, năng lượng ion hoỏ(I), ỏi lực electron, bỏn kớnh nguyờn tử, độ õm điện).

- Khả năng oxi hoỏ khử, tớnh kim loại, tớnh phi kim, quy luật biến đổi axit - bazơ……

- Dựa vào kiến thức cơ sở về sự biến thiờn cỏc giỏ trị nhiệt động, biến thiờn thế đẳng ỏp (G), biến thiờn entanpi (H) , biến thiờn entropi (S), biến thiờn thế điện cực chuẩn (E⁰), để xột chiều diễn biến của quỏ trỡnh, xột khả năng phản ứng phụ thuộc vào pH một cỏch định lượng hơn, tớnh oxi hoỏ - khử, khả năng phản ứng với cỏc đơn chất và hợp chất…..

I.6.4.Bài tập về điều chế cỏc đơn chất, hợp chất vụ cơ và ứng dụng

Khai thỏc cỏc bài tập về điều chế, ứng dụng dựa trờn tớnh chất vật lý và hoỏ học của cỏc đơn chất, hợp chất vụ cơ.

 

   Hệ thống bài tập hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúmA

II.1. Đại cương về kim loại   

Bài1:

Dựa vào cấu trỳc electron của nguyờn tử, hóy cho biết cỏc nguyờn tố kim loại được chia làm mấy họ? Hóy nờu đặc điểm chung của cỏc họ đú.

Bài2:

 1.Trỡnh bày bản chất liờn kết trong kim loại?

 2.Hóy nờu sự giống nhau và khỏc nhau giữa liờn kết kim loại với liờn kết trong hợp chất ion?

Bài3:

 1.Trỡnh bày cỏch sắp xếp cỏc nguyờn tử lim loại để hỡnh thành cỏc mạng lưới lục phương? lập phương tõm diện, lập phương tõm khối?

 2.Vỡ sao kim loại kết tinh chủ yếu theo 3 loại mạng tinh thể đú?

 3.Trong 3 loại mạng tinh thể của kim loại, mạng nào sắp xếp kộm đặc khớt hơn cả?

Bài4:

 1.Số phối trớ là gỡ?

 2.Trong 3 loại mạng tinh thể của kim loại thỡ số phối trớ của nguyờn tử kim loại là bao nhiờu trong mỗi mạng?

Bài5:

 1.Dựa vào quy tắc Engel và Brewer hóy cho biết Na, Al, Mg cú cấu trỳc tinh thể kiểu nào? Vỡ sao?

 2.Vẽ ụ cơ sở của cỏc kiểu cấu trỳc đú. Cho biết số phối trớ của Na, Mg, Al?

Bài6:

 1.Kim loại ở thể lỏng và thể hơi cú dẫn điện khụng? Vỡ sao?

 2.Vỡ sao cỏc phi kim khụng tạo thành liờn kết kim loại?

 3.Nờu sự phụ thuộc theo nhiệt độ đối với tớnh dẫn điện cỏc kim loại và cỏc chất bỏn dẫn?

Bài7:

 1.Dóy hoạt động hoỏ học cho biết những gỡ? Dựa vào đõu mà thiết lập lờn dóy đú ?

 2.Năng lượng ion hoỏ của cỏc kim loại thay đổi như thế nào theo vị trớ của chỳng trong dóy hoạt động hoỏ học?

 3.Trong dóy thế điện cực chuẩn, Li sắp xếp trước cỏc kim loại kiềm khỏc điều đú cú mõu thuẫn gỡ với cỏch sắp xếp trong nhúm IA khụng?

Bài8:

Cho cỏc nửa phản ứng sau? Thế khử chuẩn E⁰(V)

                Al³⁺      +   3e                  Al                        E⁰ = - 1,66

         Ni²⁺     +   2e                  Ni                        E⁰  = - 0,25

        Hg₂²⁺    +  2e                  2Hg                      E⁰  = 0,79

        Sn²⁺      +   2e                   Sn                       E⁰  = - 0,14

        Ag⁺       +    1e                  Ag                      E⁰  = 0,3

        Ce⁴⁺      +    1e                  Ce³⁺                     E⁰   = 1,61 

1.                    Trong cỏc chất nờu trờn chất nào là chất oxi hoỏ yếu nhất? Chất oxi hoỏ mạnh nhất?

2.                    Chất nào là chất khử mạnh nhất? Chất khử yếu nhất?

3.                    Sn kim loại cú khử được Ag⁺ thành Ag khụng? Vỡ sao?

4.                    Thiếc cú thể khử được những ion nào?

5.                    Ion Ag⁺ cú thể oxi hoỏ được những kim loại nào?

Bài9:  

 1.Dựa vào vị trớ của cỏc kim loại trong dóy hoạt động hoỏ học hóy nờu phương phỏp chung điều chế cỏc kim loại đú?

 2.Cần dựng cỏc phương phỏp nào để điều chế  cỏc kim loại từ cỏc hợp chất tương ứng sau:

            Cr₂(SO₄)₃ ; KCl ; Fe₂O₃ ; Ag₂S ; MgSO₄

Bài 10:

 Cho biết  G^o tạo thành của

  Al₂O₃               Fe₂O₃               HgS

- 1582Kj/mol      - 742Kj/mol    - 51Kj/mol

 1.Tớnh `G⁰₂₉₈ đối với cỏc phản ứng sau:

  Al₂O₃              2Al_(r)    +    O₂

  Fe₂O₃               2Fe_(r)    + O₂

  HgS_(r)                 Hg_(l)      + S_(r)

 2.Cú phản ứng nào tự diễn biến khụng?

  Cú thể dựa vào  G⁰ để dự đoỏn phương phỏp khai thỏc lim loại từ cỏc quặng trờn khụng?

 3.Sự tăng nhiệt độ cú lợi cho phản ứng trờn khụng? Vỡ sao?

II.2.Kim loại kiềm

Bài1:

 1.Nờu vị trớ của kim loại kiềm trong bảng HTTH? Vỡ sao kim loại này cú tớnh khử mạnh?

 2.Tại sao kim loại kiềm mềm và dễ bay hơi?

 3.So sỏnh khả năng phản ứng của kim loại kiềm và hiđrụ. Cú thể giải thớch như thế nào khi biết rằng hiđrụ củng cú phản ứng khỏc hẳn kim loại kiềm mặc dự lớp vỏ ngoài cựng cú cấu trỳc như nhau?

Bài2:

Liti là kim loại kiềm kộm hoạt động hơn kim loại kiềm khỏc nhưng thế điện cực õm nhất là do yếu tố:

a.        Năng lượng ion hoỏ

b.       Năng lượng hiđrat hoỏ

c.        Năng lượng phỏ vỡ mạng lưới tinh thể

d.       Cấu trỳc electron

 

 

 

Bài3:

1.        Cỏc kim loại kiềm đều cú độ dẫn điện cao nhưng cũn kộm hơn so với Ag. Au, Cu. Điều đú cú mõu thuẫn gỡ khụng khi so sỏnh hoạt tớnh hoỏ học của kim loại kiềm với cỏc kim loại Ag, Au, Cu. Giải thớch nguyờn nhõn?

2.        Tại sao độ dẫn điện của Na lớn hơn cỏc lim loại kiềm khỏc?

Bài4:

 1.Những ion nào cú tớnh chất gần giống với tớnh chất của ion kim loại kiềm:

 a. NH₄⁺, Te⁺, Ag⁺, (C₅H₅)₂CO⁺

 b. NH₄⁺, Cu⁺, Ag⁺

 c.NH₄⁺, Te⁺

 2.Sự tạo phức của ion kim loại kiềm khụng đặc trưng do:

 a.Điện tớch nhỏ

 b.Bỏn kớnh lớn

 c.Do cú 1e ở lớp ngoài cựng

 d.Cả a và b

Bài5:

 1.Nờu vai trũ của NaCl và KCl khi điện phõn núng chảy NaCl để điều chế kim loại Na.

 2.Viết phương trỡnh phản ứng xóy ra trờn bề mặt điện cực khi điện phõn NaCl núng chảy hoặc NaOH núng chảy.

Bài6:

 1.Điều chế LiH như thế nào? Tại sao bền hơn NaH

 2.Về tớnh chất NaH giống với chất nào hơn NaCl hay HCl.

Bài7:

 Viết phương trỡnh của cỏc phản ứng:

1.                                         LiH  +  N₂  

2.                                         NaH  +  Cl₂

3.                                         NaH   +  O₂

4.                                         LiH    +   H₂O

Bài8:

 1.Bằng phương phỏp nào điều chế được cỏc oxit: Li₂O, Na₂O, K₂O?

 2.Tại sao cỏc kim loại kiềm dễ tạo ra cỏc peoxit? Tại sao Li khụng cú khả năng đú?

Bài9:

 1.Tại sao Na₂O₂ là tỏc nhõn oxi hoỏ tốt trong dung dịch nước.

 2.Tại sao Na₂O₂ và hỗn hợp Na₂O₂ + KO₂ được dựng trong cỏc bỡnh lặn để làm nguồn cung cấp oxi. ứng dụng đú dựa trờn cơ sở lý luận nào?

Bài10:

 Hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng sau:

1.        Na₂O₂  +  KI  +  H₂SO₄

2.        Na₂O₂    +  KMnO₄  + H₂SO₄

3.        Na₂O₂  +  Fe(OH)₂  + H₂O

4.        Na₂O₂  +  FeS₂

Bài11:

 Hóy vẽ cấu trỳc tinh thể NaCl và CsCl chỳng cú gỡ khỏc nhau?

Bài12:

 1.Trong hai hiđrụxit KOH và CsOH, Hiđrụxit nào cú tớnh bazơ mạnh hơn? Giải thớch?

 2.Tại sao trong cỏc hiđrụxit của kim loại kiềm chỉ cú LiOH là cú khả năng tạo ra Li₂O?

Bài13:

 Để điều chế NaCl tinh khiết người ta thường cho HCl qua dung dịch bóo hoà muối ăn. Giải thớch cơ sở lý luận của phương phỏp đú?

II.3. Kim loại phõn nhúm IIA

Bài1:

 Nờu nhận xột sự biến thiờn cỏc đặc tớnh trong dóy từ Be đến Ra, so sỏnh với kim loại kiềm. Nguyờn nhõn của sự biến đổi đú?

Bài2:

1.        Tại sao cỏc kim loại kiềm thổ cú I₂ lớn hơn I₁ nhưng lại tạo ra ion M²⁺  dễ dàng hơn M⁺

Thế ion hoỏ của kim loại kiềm thổ lớn hơn thế ion hoỏ của kim loại kiềm nhưng tại sao thế điện cực lại tuơng đương?

Bài3:

1.        Giải thớch tại sao kim loại kiềm dễ tạo ra dạng phõn tử M₂ ở trạng thỏi hơi, nhưng kim loại kiềm thổ lại khụng cú khả năng đú?

2.        Tại sao kim loại kiềm thổ cú độ cứng hơn kim loại kiềm?

Bài4:

1.                 Tại sao kim loại kiềm thổ cú độ dẫn điện cao mặc dự vựng hoỏ trị trong tinh thể đó lấp đầy e.?

2.                  Thế điện cực của Be cao hơn ( dương hơn) so với kim loại kiềm thổ khỏc nhưng thế điện cực của Li thấp hơn ( õm hơn) so với kim loại kiềm khỏc. Thực tế cú mõu thuẩn gỡ với nhau khụng?

Bài5:

1.                 Tại sao Be cú khuynh hướng tạo hợp chất cộng hoỏ trị?

2.                 Tại sao phõn tử X - Be - X chỉ tồn tại trong pha khớ?

Bài6:

1.        Khi Mg chỏy phỏt ra ỏnh sỏng chúi giàu tia tử ngoại, nhưng khi đốt chỏy kim loại kiềm hoặc kiềm thổ khỏc khụng cú hiện tượng đú. Giải thớch, ứng dụng hiện tượng này là gỡ?

2.        Cú dựng nước để dập tắt đỏm chỏy Mg được khụng? Vỡ sao?

Bài7:

Viết phương trỡnh của cỏc phản ứng:

a.        CaH₂  +  H₂O

b.       Ca   +   NH₃

c.        BaO₂  +  HCl

d.       BaO₂   +   KI  +  HCl

e.        BaO₂   +   AgNO₃

Bài8:

 1.Tớnh chất hiđrụxit M(OH)₂ biến đổi như thế nào? Đưa ra cỏc số liệu chứng minh.

 2.Tại sao hiđroxit của cỏc kim loại kim loại kiềm thổ bị nhiệt phõn để tạo ra oxit tương ứng, nhưng hiđroxit của kim loại kiềm khụng cú khả năng này.

 3.Tại sao trong thực tế người ta khụng điều chế hidroxit kim loại kiềm thổ theo phương phỏp điều chế kim loại kiềm và ngược lại.

Bài9:

1.        Tại sao cỏc muối sunfat kim loại kiềm thổ lại cú độ tan giảm từ Ca²⁺ đến Ba²⁺ nhưng florua của cỏc kim loại đú lại cú độ tan tăng.

2.        Tại sao độ tan của florua kim loại kiềm thổ biến đổi khụng đều.

Bài10:

1.        Độ cứng của nước là gỡ? Phõn loại độ cứng của nước. Tỏc hại của nước cứng đối với cụng nghiệp và sinh hoạt.

2.        Trong một cốc nước cứng chứa 0,01 mol Na⁺, 0,02 mol Ca²⁺, 0,01 mol Mg²⁺ , 0,05 mol HCO₃^- và 0,02 mol Cl^-

a.           Hỏi nước trong cốc thuộc loại độ cứng gỡ?

b.          Nếu đun sụi nước thỡ nước cũn cứng khụng?

c.          Cú thể dựng hoỏ chất nào trong cỏc chất sau để làm mềm dung dịch nước trờn: Ca(OH)₂, dd HCl, dd Na₂CO₃, Na₃PO₄ viết phương trỡnh phản ứng.

d.          Ngày nay người ta sử dụng phương phỏp nào để làm mềm nước cứng.

Bài11:

Cation của kim loại kiềm thổ cú tạo thành nhiều phức chất khụng? Những nguyờn tố nào cú khả năng đú nhất? Tỏc nhõn nào tạo phức tốt nhất?

II.4. Kim loại phõn nhúm chớnh IIIA

Bài1:

1.        Nhận xột sự thay đổi bỏn kớnh nguyờn tử, thế ion hoỏ của cỏc nguyờn tố nhúm IIIA ? Giải thớch sự thay đổi bất thường đú.

2.        T⁰núng chảy và T⁰sụi của nguyờn tố nhúm IIIA cú giỏ trị sau:

                           B          Al          Ga           In              Tl

T⁰n/c(⁰C)         2030        660       30            156            303

T⁰sụi (⁰C)        3930       2520       2230       2000           1460

Nhiệt độ sụi giảm liờn tục, Tn/c thay đổi bất thường. Tại sao nhiệt độ núng chảy rất cao ở B nhưng lại thấp ở Ga.

Bài2:

 Hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng:

a. Al(OH)₃   +   Na­₂CO₃   +  HF

b. Al  + NaNO₃   +  NaOH 

c. Al  + Cr₂O₃

d. Ga   +  H₂SO₄ 

e. Tl  +   HNO_3đặc

f. Tl  +  HNO_{3loóng, nguội}

g. Tl  +  HCl

h. Ga, In, Tl tỏc dụng với dung dịch kiềm

Bài3:

1.        Sự biến thiờn tớnh bazơ trong dóy Al(OH)₃ đến Tl(OH)₃. Giải thớch nguyờn nhõn?

2.        So sỏnh tớnh axit của cỏc oxit M₂O₃

Bài4:

Nhụm được sản xuất với quy mụ cụng nghiệp bằng phương phỏp điện phõn núng chảy của Al₂O₃ và Na₃AlF₆.

1.        Viết phương trỡnh phản ứng xóy ra ở mỗi điện cực trong quỏ trỡnh điện phõn. Nờu vai trũ của criolit.

2.        Tại sao khụng thể điều chế phõn tử dung dịch muối nhụm tan trong nước bằng cỏch điện phõn.

Bài5:

Phốn cú cụng thức chung X₂(SO₄).Y₂(SO­₄)₃.24H₂O hoặc XY(SO₄)₂.12H₂O.

1.        Xỏc định điện tớch của X và Y. Xột xem X, Y thuộc nhúm nào trong bảng HTTH.

2.        Ngoài phốn nhụm hóy viết cụng thức cấu tạo và gọi tờn một số phốn khỏc

3.        Viết phương trỡnh phản ứng điờự chế phốn chua khi cú dung dịch KOH, Al₂O₃ rắn và dung dịch H₂SO_4..

Bài6:

1.        LiAlH₄ được điều chế như thế nào? Tại sao nú nổ khi tiếp xỳc với nước, cũn LiBH₄ hoà tan trong nước.

2.        Tại sao ion Tl⁺ cú khả năng tạo phốn như cỏc ion kim loại kiềm? Về một số phương diện ion Tl⁺ lại giống Ag⁺. Lõý VD minh hoạ

II.5. Kim loại phõn nhúm chớnh IVA

Bài1:

1.Vỡ sao cú thể tạo ra dung dịch rắn giữa Si và Ge mà khụng tạo ra dung dịch rắn giữa Si và Pb.

2. Tại sao Sn tạo thành hợp chất hoỏ trị (II) dễ hơn Si?

Bài2:

1.        Tại sao từ Ge đến Sn nhiệt độ núng chảy lại giảm đột ngột.

2.        Tại sao Sn, Pb mềm nhưng Ge lại cứng

Bài3:

Xột xem cỏc phương trỡnh phản ứng sau cú xảy ra khụng? Nếu cú hóy viết phương trỡnh phản ứng.

a.      Ge  +  HCl

b.     Sn  +  HCl

c.     Pb   +  HCl_đ

d.     Ge   +  HNO_3đ,n

e.      Sn  +  HNO_3loóng

f.       Pb  +  HNO_3loóng

g.     Sn  +  NaOH_đ,n  +  H₂O

Bài4:

 1. Viết phương trỡnh phản ứng điều chế PbO và PbO₂

 2. PbO₂ là một chất oxi hoỏ mạnh lấy VD minh hoạ

Bài5:

1.        Nờu quy luật biến đổi tớnh bazơ từ Ga(OH)₂ đến Pb(OH)₂

2.        Cỏc hiđroxit X(OH)₂ đều lưỡng tớnh. Viết phương trỡnh minh hoạ.

3.        Nờu phương phỏp điều chế Ge(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂

Bài6:

Tại sao điều chế SnCl₂ bằng cỏch cho Sn tỏc dụng với HCl phải cho đủ axit?

a.        Tại sao quỏ trỡnh đú lại tạo ra SnCl₂ chứ khụng phải là SnCl₄

b.       Sản phẩm gỡ được tạo thành khi cho SnCl₂ tỏc dụng với HgCl₂, FeCl₃?

 

Bài7:

1.        GeX₂ và SnX₂ là chất khử mạnh. Lấy vớ dụ minh họa.

2.        Tại sao đihalogennua của kim loại nhúm IVA cú khả năng tan được trong axit halogẹnhiđric và trong muối halogen của kim loại kiềm.

Bài8:

1.        Bằng phản ứng nào cú thể tỏch SnS ra khỏi PbS

2.        Viết phương trỡnh phản ứng khi cho “vàng giả” tỏc dụng với dd kiềm và dd HNO₃

3.        PbS, SnS tan được trong axit nào?

 

                                CH­ƯƠNG III

          Hệ thống lời giải bài tập hoỏ vụ cơ phần kim loại nhúm A

III.1. Đại cư­ơng kim loại:

Bài1:

 Dựa vào cấu trỳc e của nguyờn tử cỏc nguyờn tố chia làm cỏc nguyờn tố họ s họ p, họ d,họ f.

·       Cỏc nguyờn tố họ s bao gồm cỏc nguyờn tố nhúm IA, IIA cú số e ở lớp ngoài cựng là ns¹ hoặc ns² .

·       Cỏc nguyờn tố họ p gồm cỏc nguyờn tố nhúm IIIA đến VIIA cấu hỡnh e ngoài cựng là ns²np^{1 - 5} .

·       Cỏc nguyờn tố họ d: ở chu kỳ 4 sau khi xõy dựng xong lớp 4s cỏc nguyờn tố từ ụ thứ 21 ở nhúm IIIB (Sc) đến ụ thứ 30(Zn) ở nhúm IIB hợp thành dóy kim loại chuyển tiếp thứ nhất cú cấu hỡnh

     3d^{1 - 10}4s^{1- 2}.

 Trong dóy cú sự sai lệch: Cr cấu hỡnh là 3d⁵4s¹ chứ khụng phải là 3d⁴4s², Cu cú cấu hỡnh là 3d¹⁰4s¹ chứ khụng phảI là 3d⁹4s².

 Trong chu kỳ 5 cú 10 kim loại chuyển tiếp họ d từ ụ thứ 39(Y) đến ụ 48(Cd) ở nhúm IIB, lớp ngoài cựng cú cấu hỡnh là 4d^1-10 5s^1-2

·       Cỏc nguyờn tố họ f: Trong chu kỳ 6 ngoài 10 nguyờn tố họ d cú cấu hỡnh nh­ trờn cũn cú 14 nguyờn tố họ f bắt đầu từ ụ thứ 57(La) đến ụ thứ 71(Lu). Dóy nguyờn tố này khụng ứng với dóy nguyờn tố nào đ­ược gọi là ng­yờn tố kim loại đất hiếm hay cũn gọi là cỏc nguyờn tố họ lantannoit. Lớp vỏ ngoài cựng là 4f^{1 -14}6s².

 Trong dóy cú sự sai lệch:

   Ce(58): 4f¹5d¹6s²

   Gd(64): 4f⁷5d¹6s²

   Lu(71): 4f¹⁴5d¹6s²

Những sai lệch trong dóy là do cú sự khỏc nhau rất ớt về năng lượng của cỏc phõn mức (n -1)d, (n- 2)f gõy ra.

Sang đến chu kỳ VII ta cú 14 nguyờn tố họ f bắt đầu từ ụ thứ 90(Th) đến ụ 103(Lr) củng cú lớp vỏ tư­ơng tự nh­ư trờn 5f^{1- 14}7s². Sự sai lệch về cấu hỡnh e trong chu kỳ này củng cú một nguồn gốc như­ trờn.

Bài2:

1.           Bản chất liờn kết trong kim loại liờn quan đến hai tớnh chất cơ bản là tớnh dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và ở điều kiện thường là chất kết tinh cú số phối trớ cao.

2.           Liờn kết ion củng nh­ư liờn kết kim loại đều đư­ợc phỏt sinh do tương tỏc tĩnh điện của cỏc phần tử mang điện ngư­ợc dấu trong mạng tinh thể. Tuy nhiờn liờn kết ion là do tư­ơng tỏc tĩnh điện của cỏc ion dư­ơng và õm cố định trong tinh thể cũn liờn kết kim loại là do t­ương tỏc tĩnh điện giữa cỏc ion d­ương và cỏc e hoỏ trị chuyển động tự do trong toàn mạng tinh thể. Liờn kết cộng hoỏ trị cũng như­ liờn kết kim loại đều đ­ược phỏt sinh do sự dựng chung cỏc e hoỏ trị. Tuy nhiờn liờn kết cụng hoỏ trị đư­ợc thực hiện bởi từng cặp e liờn kết với từng đụi nguyờn tử. Cũn trong liờn kết kim loại tất cả cỏc e hoỏ trị tự do trong kim loại đều đ­ược dựng chung cho tất cả cỏc nguyờn tử kim loại trong tinh thể.

Bài3:

1.     Trong cỏc kiểu mạng tinh thể, cỏc nguyờn tử của cựng một kim loại đ­ược xem là những hạt cầu cú kớch th­ước như­ nhau và xếp đặc khớt vào nhau thành từng lớp, mỗi hạt cầu đ­ược bao quanh bởi 6 hạt khỏc, và nếu nối tõm của cỏc hạt cầu đú bằng cỏc đoạn thẳng sẽ đư­ợc hỡnh tam giỏc đều hỡnh này sỏt với hỡnh kia.

                                                                           Chỗ lừm thứ nhất

 

 

 

 

 

 

                   Hỡnh I.1: Cỏch sắp xếp hạt cầu lớp thứ nhất

     Nếu sắp xếp một lớp hạt cầu thứ hai lờn lớp thứ nhất,để cho cỏch sắp xếp đắc khớch nhất cỏc hạt cầu lớp thứ hai phải xếp vào chổ lỏm của lớp thứ nhất,lỳc đo một phần chổ lỏm này được che khuất (1),số chổ lỏm cũn lại khụng bị che khuất (2) bởi lớp thứ hai

                                                             (3)

                                                             

 

        Lớp thứ hai                                    (2)

 

           Hỡnh I.2: Cỏch sắp xếp hạt cầu lớp thứ hai lờn lớp thứ nhất

                                  (2) Lừm chưa bị che khuất bởi lớp thứ hai

                                  (3) Lừm của lớp thứ ba

Khi xếp lớp thứ ba lờn lớp thứ hai xảy ra theo hai cỏch khỏc nhau:

·       Cỏch thứ nhất:Xếp cỏc hạt cầu vào lừm(3) của lớp thứ hai, lỳc đú cỏc hạt cầu lớp thứ ba đứng trờn hạt cầu lớp thứ nhất và hạt cầu lớp thứ tư đứng trờn hạt cầu lớp thứ hai… và được dóy ABABAB. Cỏch sắp xếp này tạo ra mạng tinh thể lục phương

·       Cỏch thứ hai: Cỏc hạt cầu lớp thứ ba xếp vào lỏm của lớp thứ hai, che khuất lừm (2), lỳc đú lớp này khụng tương ứng với hai lớp trước và cỏch sắp xếp được kớ hiệu ABC, nghĩa là cỏc hạt cầu lớp thứ ba khụng đứng trờn lớp thứ nhất.Cỏch sắp xếp này tạo mạng lập phương tõm diện.

·                 Cũng cỏch sắơ xếp như trờn nhưng mỗi nguyờn tử kim loại chỉ cú tỏm nguyờn tử nằm gần nhất(thay cho mười hai) nguyờn tử, mặc dự ở đõy cũn nguyờn tử tiếp theo nhưng khoảng cỏch lớn hơn 15%. Cỏch sắp xếp này chỉ bằng 95% mật độ cú thể cú của cỏch sắp xếp lập phương và lập phương tõm diện.Cỏch sắp xếp này tạo ra mạng lập phương tõm khối.

2.                 Kim loại kết tinh chủ yếu theo ba loại tinh thể đú vỡ ba cấu trỳc đú chặt khớt nhất.

3.                 Trong mạng lập phương và lập phương tõm diện cỏc hạt cầu chiếm 74% thể tớch của kim loại tạo ra mạng , trong mạng lập phương tõm khối thể tớch của kim loại chiếm 68% thể tớch kim loại tạo ra mạng lập phương tõm khối.

Bài 4:

1.Số phối trớ là số hạt (ion, nguyờn tử ,phõn tử) trực tiếp bao quanh ion, nguyờn tử hay phõn tử đang xột trong một ụ mạng cơ sở xỏc định.

2.Lập phương tõm khối:Cú số phối trớ bằng 8(nguyờn tử ở tõm bị bao quanh bởi 8 nguyờn tử ở gúc).

Lập phương chặt khớt số phối trớ bằng 12(mỗi nguyờn tử được bao bởi 6 nguyờn tử cung lớp,3 nguyờn tử lớp trờn, 3 nguyờn tử lớp dưới).

Lập phương tõm diện: Cũng như mạng lập phương chặt khớt, trong mạng này mỗi nguyờn tử kim loại được bao quanh bởi 12 nguyờn tử khỏc nờn số phối trớ bằng 12.

Bài 5:

Quy tắc Angel và Brewer:

 Cấu trỳc tinh thể của kim loại( hoặc hợp kim) phụ thuộc vào số electron s và p khụng cặp đụI trung bỡnh trờn một nguyờn tử kim loại ở trạng thỏI kớch thớch. Theo quy tắc này khi số e s và p “sẵn sàng liờn kết’’ trờn một nguyờn tử nhỏ hơn 1,5 => cấu trỳc lập phương tõm khối

  Nằm giữa từ 1,7 đến 2,1 => cấu trỳc lập phương chặt khớt

  Nằm giữa từ 2,5 đến 3,2 => cấu trỳc lập phương tõm mặt

  Gần tới 4 cú cấu trỳc kim cương.

Như vậy theo quy tắc trờn thỡ:

     Na cú cấu trỳc lập phương tõm khối vỡ cú số e “ sẵn sàng liờn kết” là 1 <1,5

    Mg cú cấu trỳc lập phương chặt khớt vỡ cú số e “ sẵn sàng liờn kết” là 1,7<2<2,1

    Al cú cấu trỳc lập phương tõm mặt vỡ cú số e “ sẵn sàng liờn kết” 

là 2,5<3<3,2

 

 

 

      

 

 

                                                      

                             ễ mạng cơ sở của Na           ễ mạng cơ sở của Mg

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    ễ mạng cơ sở của Al

Số phối trớ của Na là 8

Số phối trớ của Mg và Al đều là 12.

Bài 6:

1. Khi núng chảy, cỏc kim loại ở thể lỏng vẫn cũn e tự do, liờn kết kim loại vẫn tồn tại nờn kim loại lỏng vẫn dẫn điện.

ở thể hơi, kim loại tồn tại ở dạng đơn nguyờn tử, khụng cú e tự do khụng cú liờn kết kim loại nờn khụng dẫn điện.

2. Cỏc phi kim  cú năng lượng ion hoỏ lớn, trong khi cỏc kim loại cú năng lượng ion hoỏ nhỏ, hạt nhõn nguyờn tử kim loại hỳt e kộm chặt chẽ hơn hạt nhõn của cỏc phi kim.

 Electron hoỏ trị của cỏc phi kim hầu hết là lớn: 5,6,7.Trong khi đú số e hoỏ trị của kim loại là:1,2,3 nhỏ hơn số obitan hoỏ trị.

Vỡ vậy cỏc e hoỏ trị chỉ chiếm một phần vựng năng lượng và một phần cũn trống( vựng dẫn điện).

3.Khi nhiệt độ tăng, độ dẫn điện của cỏc kim loại giảm. Đú là do khi nhiệt độ tăng, sự dao động của cỏc ion kim loại trong mạng tinh thể tăng làm cản trở sự chuyển động của dũng e tự do.

  Khi nhiệt độ tăng, độ dẫn điện của cỏc chất bỏn dẫn tăng.Đú là do vựng năng lượng của cỏc e hoỏ trị đó được điền đầy cũn vựng tự do tiếp theo cỏch nú bằng một vựng cấm tương đối hẹp.

ở nhiệt độ thấp, chỳng là vật cỏch điện. Khi tăng nhiệt độ, một số e từ vựng hoỏ trị cú thể vượt qua vựng cấm để chuyển lờn vựng tự do, trở thành e dẫn điện.

Bài 7:

 1. Dóy hoạt động hoỏ học cho biết một cỏch định tớnh và định lượng khả năng oxihoa khử của cỏc kim loại trong dung dịch. Trước đõy người ta dựa vào phản ứng kim loại chuyển chổ cho nhau để sắp xếp dóy hoạt động hoỏ học của kim loại.

Vỡ phương phỏp trờn khụng tổng quỏt và khụng chớnh xỏc nờn sau đú người ta dựa vào thế oxihoa khử của chỳng.

2.Núi chung cỏc kim loại hoạt động xếp ở đầu dóy cú năng lượng ion hoỏ nhỏ hơn cỏc kim loại kộm hoạt động xếp ở cuối dóy.

 Tuy nhiờn, vỡ năng lượng ion hoỏ của một kim loại là năng lượng cần thiết để tỏch e ra khỏi nguyờn tử tự do ở trạng thỏi khớ, cũn dóy hoạt động hoỏ học sắp xếp cỏc kim loại(ở trạng thỏi rắn) theo khả năng oxihoa khử của chỳng trong dung dịch. Vỡ vậy khụng phảI kim loại đứng trước bao giờ cũng cú năng lượng ion hoỏ nhỏ hơn kim loại đứng sau. Vớ dụ:

Thứ tự trong dóy hoạt động hoỏ học:    Al      Zn     Fe….

Năng lượng ion hoỏ thứ nhất(Kj/mol): 578   906    759

3.Thế điện cực tiờu chuẩn của kim loại phụ thuộc vào ba yờỳ tố:

- Năng lượng ion hoỏ càng bộ,thế điện cực càng thấp.

- Năng lượng hiđrrat hoỏ càng lớn, thế điện cực càng thấp.

- Năng lượng mạng lưới càng nhỏ, quỏ trỡnh oxihoa kim loại xảy ra càng dể.

Kim loại Li cú năng lượng hiđrat hoỏ lớn nờn cú thế điện cực thấp. Sự biến thiờn tớnh chất của cỏc nguyờn tố theo bảng hệ thống tuần hoàn phụ thuộc vào cấu trỳc nguyờn tử.

Bài 8:

    1. Giỏ trị E⁰ càng dương tớnh oxi hoỏ càng mạnh.

   - Như vậy chất oxi hoỏ yếu nhất là Al³⁺

 - Chất oxi hoỏ mạnh nhất là Ce⁴⁺

2. Giỏ trị E⁰ càng õm, tớnh khử càng mạnh.

 - Ở đõy chất khử mạnh nhất là Al

 - Ở đõy chất khử yếu nhất là Ce³⁺

3. Kim loại cú thế điện cực bộ đẩy được kim loại cú thế điện cực lớn hơn ra khỏi dung dịch của nú. Như vậy:

   Sn   +   2Ag^-           2Ag   +   Sn²⁺

   Sn²⁺  +   Hg             khụng xóy ra

4.                 Sn cú thể khử được: Hg₂²⁺, Ag⁺ ,Ce⁴⁺

5.                 Ion Ag⁺ cú thể oxihoa được cỏc kim loại

 Al,  Ni,  Hg,  Sn

Bài 9:

1. *  Cỏc kim loại đầu dóy:  K   Na   Ca   Mg   Al  điện phõn cỏc hợp chất núng chảy.

    *    Cỏc kim loại ở giữa dóy:   Zn    Fe   Sn   Pb

a. Khử qụăng bằng than cốc(CO)

Vớ dụ:                         t⁰

              PbO   +   C              Pb  +    CO

             Fe₂O₃  +3CO           2Fe    +CO₂

b. Đối với quặng dễ tạo thành cỏc bua( kim loại VIB,VIIB) thỡ khử quặng bằng hiđrụ. Vớ dụ:

         WO₃   +   3H₂           W     +     3H₂O

c.                 Đối với quặng sunfua thỡ nung quặng thành oxớt rồi khử bằng than cốc CO hay H₂

Vớ dụ:      ZnS     +     O₂            ZnO    +     SO₂

d.Phương phỏp nhiệt kim loại( nhiệt nhụm)

                 2Al     +     Fe₂O₃             Al₂O₃     +      2Fe

*   Cỏc kim loại ở cuối dóy:

-  Đốt quặng sunfua:

Cu₂S      +    O₂               Cu      +       SO₂

HgS        +   O₂               Hg      +       SO₂

-            Phương phỏp thuỷ luyện:

Zn     +    CuSO₄             Cu  +ZnSO₄

2.- Điện phõn dung dịch muối Cr₂(SO₄)₃

-  Điện phõn KCl núng chảy.

-  Khử Fe₂O₃ bằng than cốc.

-  Điện phõn Al₂O₃ núng chảy.

-  Dựng phương phỏp thuỷ luyện:

          

Ag₂S              Ag(CN)₂^-(aq)     +    S^2-

 2Ag(CN)₂^-   +  Zn               [Zn(CN)₄]^2-  +  2Ag

Bài 10:

1. Al₂O_3(r)              2Al_(r)   +   O₂     G⁰_pư = 1582kj

  G⁰_pư = 2G⁰ _tt(Al) + G⁰  _tt(O₂) - G⁰_tt(Al₂O₃) = 0 + 0 - ( - 1582) kj/mol

Đối với phản ứng:

 Fe₂O_3(r)              2Fe_(r)  +  3/2 O_2(k)       cú G⁰_pư = 742 kj

 HgS_(r)                 Hg_(l)  +  S_(r)                cú G⁰_pư = 51 kj

2.Vỡ G⁰ của cỏc phản ứng trờn đều cú giỏ trị dương nờn khụng cú phản ứng nào cú khả năng tự diễn biến theo chiều thuận( điều kiện tiờu chuẩn) mà cú khả năng tự diễn biến theo chiều nghịch.

3. Vỡ G⁰_tt của Al₂O₃ cú giỏ trị dương rất lớn nờn khụng dựng phương phỏp nhiệt kim loại để đẩy Al ra khỏi axớt như cỏc phương phỏp cũ khụng cú lợi mà ngày nay dựng phương phỏp điện phõn núng chảy.

AG⁰ của Fe₂O₃ cú giỏ trị dương khụng quỏ lớn.Người ta dựng phương phỏp khử hoỏ học(nhiệt kim loại) hay CO.

AG⁰ của HgS cú giỏ trị dương tương đối nhỏ, HgS tương đối khụng bền chỉ cầnđốt quặng Hg Strong khụng khớ.

4.        Sự tăng nhiệt độ cú lợi cho phản ứng trờn vỡ:

G=H - TS.   H  của phản ứng thay đổi theo nhiệt độ, phản ứng từ chất rắn tạo ra chất khớ( ở 2 pư đầu) và chất lỏng( ở pư 3) nờn S của cả ba phản ứng đều cú giỏ trị dương, -TS cú giỏ trị õm.

Vỡ vậy khi tăng nhệt độ thỡ - TS càng cú giỏ trị õm do đú G càng õm, phản ứng càng thuận lợi.  

III.2 Kim loại kiềm :

Bài 1:

   1.Cỏc kim loại kiềm nằm ở phõn nhúm chớnh nhúm I, ở đầu mỗi chu kỡ và từ chu kỡ II trở đi. Sở dĩ kim loại kiềm cú tớnh khử mạnh vỡ chỳng cú một e ở lớp ngoài cựng.

  2. Năng lượng ion hoỏ của hiđro lớn gấp vài ba lần năng lượng ion hoỏ của kim loại kiềm.

Khả năng nhường e của kim loại kiềm dể hơn hiđrụ.

Nguyờn tử hiđro cũng giống như kim loại kiềm cú một e hoỏ trị nờn dễ dàng nhường đi 1e tạo thành ion H⁺ ,K⁺, nhưng ion H⁺ khụng tồn tại trong dung dịch nước do H⁺ cú một AO 1s trống duy nhất nờn dễ dàng nhận cặp e tự do của nước tạo ra H₃O⁺.

Cũn cỏc ion kim loại kiềm khụng cú khả năng này mà cỏc ion kim loại kiềm tồn tại độc lập do cỏc ion này cú cấu hỡnh khớ trơ rất bền vững.

 3.Cỏc kim loại kiềm kết tinh theo mạng lập phương tõm khối,năng lượng kim loại trong mạng xếp khớt khụng lớn và chỉ cú một e hoỏ trị ở mỗi nguyờn tử kim loại. Vỡ vậy kim loại kiềm mềm và cú nhiệt độ núng chảy thấp.

 

Bài 2:

Đỏp ỏn b (do yếu tố năng lượng hiđrat hoỏ )

Bài 3:

   1.Khả năng hoạt động của cỏc nguyờn tố phụ thuộc vào cấu trỳc e cỏc kim loại kiềm cú khả năng hoạt động mạnh là do cú 1e ở lớp ngoài lớp vỏ khớ trơ nờn kim loại này dễ nhường đi một điện tử. Cũn độ dẫn điện của kim loại phụ thuộc vào khối lượng riờng của kim loại tức phụ thuộc vào số nguyờn tử kim loại trong 1cm³ kim loại ở trạng thỏi rắn.

          Vớ dụ : Theo tớnh toỏn số nguyờn tử Na trong 1cm³: 0,24. 10²³

                Số nguyờn tử Ag trong 1cm³: 5,85. 10²³

                Tương tự số nguyờn tử Cu, Au lớn hơn rất nhiều so với kim loại kiềm trong 1cm³ .

  2.Na cú độ dẫn điện cao hơn cỏc kim loại kiềm khỏc do số nguyờn tử trong Na trong 1cm³ nhiều hơn cỏc kim loại kiềm khỏc.

Bài 4:

    1.Đỏp ỏn 1( NH₄⁺, Ag⁺, Te⁺, (C₂H₅)₂CO⁺)

     2.Đỏp ỏn d ( điện tớch nhỏ và bỏn kớnh lớn)

 Bài 5:

   1.Để làm giảm nhiệt độ núng chảy cho phộp điện phõn ở

610⁰C - 650⁰C

   2.Na được sản xuất chủ yếu bằng phương phỏp điện phõn NaCl núng chảy.

 Ở catốt                    2Na  +  2e   =    2Na_(l)

 Ở anốt                     2Cl^-  =  Cl_2(k)  +   2e

Bài 6:

 1.LiH được điều chế bằng cỏch cho Li tỏc dụng trực tiếp với H₂

 LiH bền hơn NaH vỡ khoảng cỏch giữa hai hạt nhõn của Li và H ngắn hơn khoảng cỏch hạt nhõn giữa Na và H.

 2.Về tớnh chất NaH giống với HCl hơn

Bài 7:

  Phương trỡnh phản ứng:

1.    2LiH  +  3N₂                           2LiN₃   +  H₂

            2.    2NaH  +  Cl₂                       2NaCl    +   H₂

            3.    4NaH   +  O₂                       2 Na₂O    +  2H₂

          4.    LiH    +   H₂O            LiOH   +  H₂

Bài 8:

  1.Trừ oxit của Li₂O cỏc oxit của kim loại kiềm khỏc đều hấp thụ oxi tạo thành peoxit nờn việc điều chế monoụxit rất khú khăn.

 Li₂O tinh khiết cú thể điều chế bằng cỏch nung LiOH, Li₂CO₃, LiNO₃ trong luồng khớ hiđrụ ở 800⁰C :

                        t^o

Pt:  2LiOH                Li₂O  +  H₂O

Cũn cỏc oxit của cỏc kim loại kiềm khỏc điều chế bằng cỏch cho peoxit tỏc dụng với kim loại tương ứng.

           M₂O₂   +   2M             2M₂O

Khả năng tạo peoxit phụ thuộc vào bỏn kớnh nguyờn tử và năng lượng iom hoỏ. ỏi lực của phõn tử oxi rất nhỏ 0,87eV, cũn ỏi lực của phõn tử oxi là 1,46eV. Do đú cỏc nguyờn tử cú năng lượng ion hoỏ càng nhỏ bỏn kớnh càng lớn thỡ khả năng tạo ra peoxit càng lớn.Li khụng cú khả năng tạo ra peoxit vỡ năng lượng ion hoỏ thứ nhất I₁ =5,339,bỏn kớnh r_Li =0,68A⁰ khụng đủ sức để giữ anion O₂^2-.

Bài 9:

1.                 Trong dung dịch nước ta cú phản ứng:

                   Na₂O₂  +2H₂O         2NaOH    +   H₂O

H₂O₂ là một tỏc nhõn oxihúa khụng bền trong mụi trường kiềm.

2.                 H₂O₂,  H₂O₂  +  K₂O được dựng trong cỏc bỡnh lặn để làm nguồn cung cấp oxi.ứng dụng trờn dựa vào phương trỡnh phản ứng sau:

Na₂O₂   +    K₂O    +CO₂              Na₂CO₃   +K₂CO₃   +O₂

     Na₂O₂  +   CO₂            Na₂CO₃   + O₂ 

Như vậy oxi đó được tỏi sinh.

Bài10:

 Hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng sau:

1.Na₂O₂  + +2 KI+  2 H₂SO₄                   I₂  +K₂SO₄  +Na₂SO₄  +2 H₂O

2.5Na₂O₂ + 2KMnO₄  + 4H₂SO₄         K₂SO₄ + 5Na₂SO₄ +  4H₂O                                                           +2MnSO₄ + 7O₂

3. 1/2Na₂O₂  +  Fe(OH)₂  + H₂O                  NaOH   +  Fe(OH)₃

4.  15Na₂O₂  + 2 FeS₂                   Fe₂O₃   + 4Na₂SO₄   +  11Na₂O

Bài 11:

·       Mạng tinh thể NaCl

Cỏc ion Cl^- xếp theo kiểu lập phương tõm mặt cỏc ion Na⁺ bộ nhỏ chiếm hết số hốc bỏt diện( cú thể giao hoỏn vai trũ của ion Cl^- với ion Na⁺). Như vậy mỗi ion được bao quanh bởi 6 ion trỏi dấu. Số phối trớ của mỗi ion là 6.

                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

                              Cấu trỳc mạng NaCl:       Na⁺ ;      Cl^-

Trong mỗi tế bào cơ sở cú 4Cl^- và 4Na⁺. Vậy cụng thức phõn tử là NaCl.

*Tinh thể CsCl: Trong mạng tinh thể này cỏc ion Cl^- tạo thành hệ lập phương, ion Cs⁺ được xếp ở tõm của hỡnh lập phương( cú thể đỏi vai trũ của ion Cs^- và Cl^-) do đú ta thu được ụ cơ sở sau:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           Cấu trỳc mạng tinh thể CsCl

 Mỗi ion được bao quanh bằng 8 ion ngược dấu số phối trớ mỗi ion đều bằng 8.

Trong mỗi tế bào cú một ion Cs^- và 8 x 1/8 = 1 ion Cl^- .Như vậy cụng thức của hợp chất là CsCl.

Bài 12:

      1.Tinh thể KOH cũng như CsOH là tinh thể ion, khi hoà tan trong nước cỏc tinh thể đú chuyển thành ion với độ điện li thực bằng đơn vị. Tuy nhiờn độ điện li của hai chất đú khụng như nhau vỡ ion K⁺ tương tỏc mạnh với ion OH^- hơn Cs⁺.

    2.Cỏc hiđroxit của kim loại kiềm đều bền với nhiệt, chỳng cú thể núng chảy bay hơi mà khụng bị phõn huỷ,riờng LiOH khi bị nung đến sụi thỡ bị phõn huỷ thành Li₂O và nước.

Sở dĩ cú sự khỏc biệt này vỡ ion Li⁺ cú kớch thước đặc biệt nhỏ so với ion kim loại kiềm khỏc, lớp vỏ e của nú quỏ mỏng( chỉ cú 2e) nờn nú hỳt mạnh ion O^2- trong OH^-.

    Pt   2LiOH            Li₂O   +  H₂O

Cũn cỏc kim loại kiềm khỏc khụng cú khả năng này vỡ kớch thước của ion lớn, cú 8 e ở lớp ngoài cựng.

Bài 13:

 NaCl tan trong nước. Độ tan của chỳng giảm xuống khi sục HCl vào vỡ nồng độ Cl^- tăng làm cho cõn bằng chuyển dịch sang trỏI tạo thành NaCl.

III.3. Kim loại phõn nhúm IIA:

Bài 1:

Nhiệt độ núng chảy, nhiệt độ sụi, độ dẫn điện từ Be đến Ra biến đổi khụng đều đặn, đều cao hơn so với kim loại kiềm.

Nguyờn nhõn do cỏc kim loại kiềm thổ cú cấu trỳc mạng lưới tinh thể khỏc nhau.

   Be, Mg cú cấu trỳc lục phương.

   Ca, Ba, Ra cú cấu trỳc lập phương tõm mặt và lập phương tõm khối dẫn đến nhiệt độ núng chảy, nhiệt độ sụi của chỳng biến đổi khụng theo một quy luật nhất định như đối với kim loại kiềm.

Bài 2:

   1.Trong dung dịch ion M^2+­ tạo ra cú năng lượng hiđrat hoỏ lớn nhiệt tạo ra cú thể bự lại cho năng lượng ion hoỏ lớn do đú làm cho kim loại kiềm thổ rất dễ mất 2 e trở thành ion M²⁺.

    2.Thế điện cực phụ thuộc vào năng lượng ion hoỏ và năng lượng hiđrat hoỏ. Đối với kim loại kiềm cú năng lượng ion hoỏ thấp nhưng lại cú năng lượng hiđrat hoỏ kộm kim loại kiềm thổ. Cũn kim loại kiềm thổ mặc dự cú thế ion hoỏ lớn nhưng năng lượng hiđrat hoỏ õm nhiều do đú thế điện cực của kim loại kiềm thổ vẫn tương đương kim loại kiềm.

 

Bài 3:

    1.Ở trạng thỏi hơi cỏc nguyờn tử kim loại kiềm cú thể kết hợp với nhau để tạo thành phõn tử hai nguyờn tử, hai nguyờn tử này liờn kết với nhau bằng liờn kết cộng hoỏ trị. Cỏc nguyờn tử kim loại kiềm cú thể hỡnh thành phõn tử hai nguyờn tử là do kim loại kiềm cú một e độc thõn ở lớp ngoài cựng, dễ dàng kết hợp với nguyờn tử khỏc để lớp ngoài cựng bảo hoà e. Cũn cỏc kim loại kiềm thổ muốn hỡnh thành phõn tử hai nguyờn tử ở trạng thỏi khớ phõn tử phải cú hai e độc thõn tức kim loại kiềm thổ phải cú trạng thỏi kớch thớch s²       sp, nhưng năng lượng đũi hỏi cho quỏ trỡnh này lớn, năng lượng tạo ra khi hỡnh thành phõn tử M₂ khụng bự lại được năng lượng cần cung cấp cho quỏ trỡnh kớch thớch. Vỡ vậy khụng hỡnh thành phõn tử M₂ .

   2.Vỡ cỏc nguyờn tố kim loại kiềm thổ cú số e liờn kết lớn gấp đụi cỏc kim loại kiềm do đú liờn kết kim loại trong kim loại kiềm thổ bền chặt hơn trong kim loại kiềm.

Bài 4:

  1.Kim loại kiềm thổ cú vựng năng lượng ns đó được lấp đầy số e nờn việc kớch thớch e từ vựng hoỏ trị lờn vựng tự do rất khú. Để giải thớch tớnh dẫn điện cao của kim loại kiềm thổ ta phải giả thiết cỏc vựng ns và np đó xen phủ vào nhau tạo thành vựng năng lượng chưa lấp đầy e do đú khụng thể tạo thành chất cỏch điện mà tạo ra chất cú độ dẫn điện cao.

  2.Khụng mõu thuẫn với Li cú năng lượng hiđrat hoỏ cao cú thể bự lại năng lượng ion hoỏ cao do đú Li cú thế điện cực õm hơn cỏc kim loại kiềm khỏc, cũn Be cú năng lượng hiđrat hoỏ lớn nhưng khụng bự lại cho năng lượng ion hoỏ cao của Be do đú Be cú thế điện cực dương hơn cỏc kim loại kiềm thổ khỏc.

Bài 5:

  1.Be cú bỏn kớnh ion rất nhỏ, năng lượng ion hoỏ và năng lượng thăng hoa lớn, do đú trong trường hợp này năng lượng hiđrat hoỏ lớn khụng để tỏch hoàn toàn điện tớch. Do đú ngay cả BeF₂ và BeO thể hiện như hợp chất cộng hoỏ trị, cũn hợp chất cộng hoỏ trị liờn kết với cacbon rất bền. Để tạo thành 2 liờn kết cộng hoỏ trị cần kớch thớch nguyờn tử từ trạng thỏi 2s² đến trạng thỏi 2s2p. Do đú phõn tử BeX₂ thẳng hàng.

  2.Để tạo thành 2 liờn kết cộng hoỏ trị cần kớch thớch nguyờn tử từ trạng thỏi 2s² đến trạng thỏI 2s2p. Do đú phõn tử BeX₂ phảI thẳng. Nhưng cỏc phõn tử như thế khụng bóo hoà phối trớ. Ở pha ngưng tụ tạo thành hợp chất số phối trớ 4. Chỳng chỉ tồn tại ở pha khớ.

 

                                                   

 

         Be             Be           Be            Be

 

 

 

 Bài 6:

    1.Mg chỏy trong khụnh khớ phỏt ra ỏnh sỏng chúi giàu tia tử ngoại. Cú hiện tượng đú là do ion Mg²⁺ và ion O^2- đều cú bỏn kớnh nhỏ kết hợp với nhau tạo ra mạng tinh thể chặt khớt của MgO và phỏt nhiệt rất mạnh( năng lượng mạng lưới của MgO là 3924 kj/mol) lớn nhất trong cỏc oxit kim loại kiềm thổ. Chớnh lượng nhiệt lớn này đó nung núng mạnh cỏc hạt MgO làm phỏt ra ỏnh sỏng chúi và giàu tia tử ngoại. Lợi dụng hiện tượng này người ta đó trộn Mg với cỏc chất oxihoa như KClO₃ , KMnO₄ , KNO₃ để phỏt ra phỏo sỏng, đạn lữa và trước kia dựng chiờỳ sỏng trong kĩ thuật chụp ảnh.

   2.Khụng dựng nước cũng như CO₂ , SiO₂ để dập tắt đỏm chỏy Mg vỡ khi Mg được đốt núng phản ứng mảnh liệt với nước, cũng như CO₂ ,SiO₂ toả nhiệt lớn.

Bài 7:

 Viết phương trỡnh của cỏc phản ứng:

a.CaH₂  +   2H₂O                   Ca(OH)₂   +   H₂

b.Ca   +   NH₃                   Ca(NH₂)₂  +   H₂

         c.BaO₂  + 4 HCl                   BaCl₂   +  Cl₂   +   2H₂O

         d.BaO₂   +   2KI  +  4HCl                  BaCl₂   +  I₂  +  2KCl  +  2H₂O

         e.BaO₂   +   2AgNO₃             Ba(NO₃)₂  +  2Ag   +   O₂

Bài 8:

  1.M(OH)₂ :      Be(OH)₂   Mg(OH)₂   Ca(OH)₂   Sr(OH)₂   Ba(OH)₂ 

     Tớch số tan:    2.10^-18        6.10^-10        5,5.10^-6     3,2.10^-4    5,0.10^-3

  Khi tan trong nước chỳng là những bazơ mạnh. Tớnh bazơ của chỳng yếu hơn so với cỏc hiđrụxit của kim loại kiềm trong cựng một chu kỡ và cũng biến đổi theo cựng một quy luật là tăng theo số thứ tự.

             Be(OH)₂      Mg(OH)₂              Ca(OH)₂   Sr(OH)₂   Ba(OH)₂ 

 

           Lưỡng tớnh    Trung tớnh                         Bazơ mạnh

Độ bền nhiệt tăng dần từ Be(OH)₂ đến Ba(OH)₂ .

Be(OH)₂ mất nước ở 138^oC.

Mg(OH)₂ mất nước ở 150^oC.

Ca(OH)₂ mất nước ở 580^oC.

Ba(OH)₂ mất nước ở t >1000^oC

  2.Hiđrụxit của kim loại kiềm thổ bị nhiệt phõn tạo ra oxit do độ                               phõn cực hoỏ của cation M²⁺ với nguyờn tử oxi trong nhúm OH^- dễ bị biến dạng. Vỡ vậy hiđrụxit của kim loại kiềm thổ kộm bền vững hơn hiđrụxit của kim loại kiềm.

   3.Một trong những phương phỏp thụng dụng để điều chế hiđrụxit của kim loại kiềm là điệ phõn dung dịch muối cú màng ngăn. Đối với kim loại kiềm thổ ta khụng thể ỏp dụng phương phỏp này vỡ phần lớn kim loại kiềm thổ tồn tại ở dạng hợp chất như muối cỏcbonat, sunfat, khi nhiệt phõn tạo thành oxit. Oxit này dễ dàng tỏc dụng với nước tạo thành hiđrụxit.

Bài 9:

   1.Độ tan của cỏc muối phụ thuộc vào hai yếu tố: năng lượng mạng lưới tinh thể của muối và năng lượng hiđrat hoỏ của cation. Năng lượng mạng lưới giảm, độ hoà tan của muối tăng, năng lượng hiđrat hoỏ của cation giảm, dộ hoà tan giảm.

      Từ CaSO₄ đến BaSO₄: Yếu tố ảnh hưởng chớnh đến độ tan là năng lượng hiđrat hoỏ. Từ Ca²⁺ đến Ba²⁺ năng lượng hiđrat hoỏ giảm(377 kcal/mol ở Ca²⁺ đến 308 kcal/mol ở Ba²⁺) nờn độ tan giảm.

       Từ CaF₂ đến BaF₂ năng lượng mạng lưới giảm( 624 kcal/mol ở CF₂ đến 566 kcal/mol ở BaF₂ ) nờn độ tan tăng.

   2.Độ tan của florua biến đổi khụng liờn tục theo một chiều từ Be đến Ba.Sở dĩ như vậy vỡ độ tan của muối cú liờn quan tới năng lượng mạng lưới và nhiệt hiđrat hoỏ của cỏc ion

Bài 10:

 1.Độ cứng của nước là để chỉ nước cú nhiều ion Ca²⁺ và  Mg²⁺

-Độ cứng của nước bao gồm:

*Độ cứng tạm thời: do cỏc muối  hiđrụcacbonat M(HCO₃)₂ gõy nờn.

*Độ cứng vĩnh cữu: là do muối Ca²⁺ và Mg²⁺.

*Độ cứng toàn phần.

-Tỏc hại của nước cứng:Nước gõy nhiều tỏc hại trong sinh hoạt và trong kĩ thuật. Nước cứng làm kết tủa xà phũng do đú làm mất tỏc dụng giặt rửa của nú và làm bẩn sợi vảI do kết tủa bỏm vào.Vớ dụ:

M²⁺  +  2C₁₇H₃₃COONa               2Na   +   M(C₁₇H₃₃COONa)

                       (xà phũng)

Nước cứng tạo ra một lớp cặn bỏm vào thành cỏc nồi đun nước, cỏc ống dẫn nước núng, và cỏc nồi cấp hơ nước. Lớp cặn này gõy nhiều tỏc hại, chẳng hạn làm giảm hiệu suất truyền nhiệt của nồi hơi, làm nồi hơi mau hừng và dễ bị vỡ.

   2.

* Nếu ta cú:

Ca²⁺   +   2HCO₃^-            Ca(HCO₃)₂

Mg²⁺  +   2HCO₃^-            Mg(HCO₃)₂

   Theo hai phương trỡnh trờn ta they tỉ lệ số mol Ca²⁺ , Mg²⁺ và HCO₃^- là tỉ lệ 1:2. Mà tổng số mol Mg²⁺ và Ca²⁺ là 0,03 mol và số mol HCO₃^- bằng 0,03 mol. Vậy HCO₃^- thiếu nghĩa là khi đun sụi độ cứng của nước chưa mất hẳn. Vậy nước ban đầu vừa cú độ cứng tạm thời vừa cú độ cứng vĩnh cữu.

*Nếu khi đun sụi thỡ:

Ca²⁺   +   2HCO₃^-     t⁰        CaCO₃  +  H₂O  +   CO₂

Mg²⁺  +   2HCO₃^-      t⁰     MgCO₃  +  H₂O  +   CO₂

    Theo hai phương trỡnh trờn: tổng số mol Ca^{2+ ,} Mg²⁺ tạo kết tủa với số mol HCO₃^- =0,025 mol.

   Sau khi đun sụi xong tổng số mol Ca^{2+ ,} Mg²⁺ cũn lại là 0,005 mol. Vậy nước sau khi đun vẫn cũn cứng.

Dựng Na₂CO₃ , Na₃PO₄ làm mềm nước trờn , và cú thể dựngCa(OH)₂ nhưng phải vừa đủ.

*Phương phỏp trao đổi ion(Zeolit, nhựa trao đổi ion)

Bài 11:

      Khả năng tạo phức của kim loại kiềm thổ khụng mạnh thể hiện rừ khuynh hướng tạo thành phức chất trong dung dịch. Giống với ion kim loại kiềm cỏc ion kim loại kiềm thổ tạo được phức bền với ete-crao bền hơn và chọn lọc hơn là với cỏc criptant.Tỏc nhõn tạo phức tốt nhất:ete-crao, criptant.

III.4: Kim loại thuộc nhúm IIIA:

Bài 1:

  1.Bỏn kớnh nguyờn tử của cỏc nguyờn tố IIIA biến đổi khụng theo quy luật, từ Al đến Ga giảm đột ngột cũn từ Ga đến Tl thỡ tăng dần. Cũn năng lượng ion hoỏ tăng từ Al đến Ga, giảm từ Ga đến In, từ In đến Tl lại tăng dẫn đến tớnh kim loại khụng tăng theo một chiều từ Al đến Tl mà thực tế từ Al đến Ga tớnh kim loại hơI giảm, sau đú lại tăng lờn ở In và rồi lại giảm xuống ở Tl. Sỡ dĩ như vậy vỡ: ở Ga và In sau lớp vỏ khớ hiếm cũn cú 10 electron phõn lớp (n – 1)d, ở Tl cũn cú 4 electron (n – 2)f và 10 electron

(n – 1)d nữa. Chớnh sự khỏc nhau này đó làm cho tớnh chất của cỏc kim loại nhúm IIIA khụng giống nhau như kim loại kiềm và kiềm thổ. Mặt khỏc cũng do ảnh hưởng của cỏc electron của phõn lớp 3d¹⁰ đến Ga (sự co d) và của cỏc electron phõn lớp 4f¹⁴ đến Tl (sự co f) tớnh kim loại khụng tăng theo một chiều.

  2.Tinh thể Bo cú cấu tạo đặc khớt. Nú bao gồm những hỡnh hai chục mặt B₁₂ ( cứ 12 nguyờn tử B tạo ra một tế bào tinh thể hai chục mặt). Liờn kết giữa cỏc nguyờn tử B là liờn kết cộng hoỏ trị, do đú Bo rất khú núng chảy. Trỏi lại tinh thể Gali cú mạng lưới phõn tử, tại mắt mạng lưới là phõn tử Ga₂, vỡ vậy Gali cú nhiệt độ núng chảy thấp. Nhưng nhiệt độ bay hơi  cao là do khi sụi phõn tử Ga₂ phải phõn huỷ thành Ga nguyờn tử.

Bài 2:

Hoàn thành cỏc phương trỡnh phản ứng:

a. 2Al(OH)₃   +   3Na­₂CO₃   +  12HF              2Na₃[AlF₆]  +  9H₂O  +  3CO₂

b. 8Al  + 3NaNO₃   +  5NaOH  +  2H₂O                 8NaAlO₂  +  3NH₃

c. 2Al  + Cr₂O₃        t⁰      Al₂O₃   +  2Cr

d. 2Ga   +  3H₂SO₄                   Ga₂(SO­₄)₃  +  3H₂

e. Tl  +   6HNO_3đặc          t⁰        Tl(NO₃)₃  +  3NO₂  +  3H₂O

f. 2Tl  +  2HNO_{3loóng, nguội}                     2Tl(NO­₃)   +   H₂

g. 2Tl  + 2HCl                   2TlCl   +   H₂

h. Ga  +   H₂O  +  3NaOH               Na₃Ga(OH)₆    +   3H₂

     In, Tl thỡ bền trong mụi trường kiềm.

Bài 3:

  1. Al(OH)₃           Ga(OH)₃              In(OH)₃                   Tl(OH)₃

 

     Hiđrụxit lưỡng tớnh         Tớnh bazơ mạnh hơn   Tớnh axit rất yếu

                                                                                               

                         Tớnh baxơ tăng dần

  2.Tớnh axit của cỏc oxit giảm dần từ B đến Tl.

        B₂O > Al₂O₃ > Ga₂O₃  > In₂O₃  > Tl₂O₃ (bazơ mạnh)

                 ( axit yếu) oxit lưỡng tớnh

Bài 4:

  1.Nhụm oxit núng chảy ở nhiệt độ rất cao (2050⁰C ) do đú yếu tố then chốt của việc sản xuất nhụm bằng phương phỏp điện phõn là dựng criolit núng chảy hoà tan nhụm oxit. Khi đú chỉ cần đến gần 1000⁰C là đó cú dung dịch điện giải dạng núng chảy.

   Vỏ thộp ghộp liền với than chỡ làm thành catụt

Al³⁺   +   3e                Al(l)

Ở anụt:

    2O^2-  -  4e           O₂

     Oxi tạo ra phản ứng với C tạo ra CO₂ và CO

   Qua phản ứng với cỏc điện cực thấy: Cần 3 Farađay để tạo thành 1mol Al tức là 27g Al. Vậy mỗi Faraday chỉ sản xuất được 27/3 = 9g Al.

  Khi điện phõn MgCl₂ và CaCl₂ núng chảy.

  Mg²⁺   +   2e            Mg

  Ca²⁺    +   2e            Ca

Mỗi Faraday sản xuất được 1/2 mol Mg tức là 24/2 = 12g Mg

Cũng như vậy, mỗi Faraday sản xuất được 1/2 mol Ca tức là 40/2 = 20g Ca.

 Nếu so sỏnh với việc sản xuất cỏc kim loại nhẹ bằng phương phỏp điện phõn thỡ lượng điện năng tiờu thụ cho mỗi lượng Al lớn hơn rất nhiều so với cỏc kim loại khỏc.

 2.Al³⁺  dễ bị thuỷ phõn.

    Al tan trong nước    E⁰_Al³⁺_/Al << E⁰_2H⁺_/H2 (H₂O).

Bài 5:

 1.Trong cụng thức chung của phốn X₂SO₄, Y₂(SO₄)₃.24H₂O điện tớch của X là 1+ và điện tớch của Y là 3+.

X thuộc nhúm IA trong bảng tuần hoàn: Li⁺, Na⁺, K⁺, Cs⁺ và NH₄⁺

Y thuộc nhúm IIIA như Al ngoài ra cũn cú thờm Fe³⁺, Cr³⁺, Mn³⁺

  2.Phốn sắt: K₂SO₄.Fe₂(SO₄)₃.24H₂O

     Phốn Crom: K₂SO₄.Cr₂(SO₄)₃.24H₂O

     Phốn Mangan: K₂SO₄.Mn₂(SO₄)₃.24H₂O

  3.Cỏc phương trỡnh phản ứng thực hiện quỏ trỡnh điều chế phốn chua

        K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O

        2KOH(aq)  +  H₂SO₄(aq)         K₂SO₄    +   2H₂O(l)

        Al₂O₃   +  3H₂SO₄(aq)            Al₂(SO₄)₃(aq)   +  3H₂O(l)

    Trộn hai dung dịch K₂SO₄ và Al₂(SO₄)₃ theo tỉ lệ 1:1. Cho kết tinh tạo thành muối kộp.

Bài 6:

                                               (C₂H₅)₂O      

1.     4LiH   +  AlCl₃                                          LiAlH₄   +   3LiCl

  Độ bền nhiệt và hoỏ của anion này thay đổi phụ thuộc vào khả năng của nhúm MH₃ tham gia với tớnh cỏch là chất nhận trong phản ứng.

  MH₃  +  H⁺           MH₄⁺

Trờn phương diện này ta quan sỏt thấy thứ tự sau: B > Al > Ga

BH₄^- bền trong nước. Khi đú muối AlH₄^- bị nước thuỷ phõn nhanh và cú tiếng nổ kốm theo.

 2.Bỏn kớnh của ion Tl⁺ = 0,154 nm, gần với bỏn kớnh của ion K⁺, Rb⁺, và Ag⁺ ( 0,144; 0,158 và 0,127 nm tương ứng). Vỡ vậy về một số phương diện ion Tl⁺ giống với ion kim loại kiềm nhưng về một số phương diện khỏc lại giống Ag⁺.

    TlOH: màu vàng là bazơ mạnh nhưng khỏc NaOH và KOH bị mất nước khi nung giống như AgOH.

     Tl₂SO₄, Tl₂CO₃, TlClO₄, TlCH₃COO tan được trong nước nhưng ớt hơn cỏc muối kali tương ứng.

      TiCl, TlBr, TlI khụng tan giống muối bạc halogenua TlCl cũng bị hoỏ đen ngoài ỏnh sỏng giống AgCl.

III.5. Cỏc nguyờn tố nhúm IVA

Bài 1:

  1.Ge và Si cú cấu trỳc tương tự nhau( cấu trỳc tinh thể kim cương)

  r_Ge = 1,39 , r_Si = 1,34 nờn cú thể hoà tan vụ hạn vào nhau.

   Nguyờn tử Si cú thể thay thế Ge trong mạng lưới tinh thể và ngược lại nờn chỳng cú thể tạo ra được chất rắn.

    Cũn Si và Pb hai nguyờn tố này cú cấu trỳc mạng tinh thể khỏc nhau.

   Si cấu trỳc tinh thể kim cương (r_Si = 1,34 )

   Pb cú cấu trỳc mạng lập phưpưng tõm diện (r =1,74).

  2.Vỡ hợp chất hoỏ trị II của Si khụng bền về mặt nhiệt động.

Bài 2:

   Ge cú cấu tạo mạng tinh thể giống với kim cương ( tinh thể nguyờn tử). Vỡ thế Ge cú nhiệt độ núng chảy, độ cứng cao hơn so với cỏc kim loại khỏc trong nhúm…Cũn Sn, Pb cú cấu trỳc tinh thể kim loại (cấu trỳc lập phương tõm diện nờn bền). Pb rất dễ dỏt mỏng thành lớp( độ cứng của Sn và Pb là 1,5)

Bài 3:

a.      Ge  +  HCl                Khụng phản ứng

b.     Sn  + 2HCl                SnCl₂    +   H₂

c.     Pb   + 2HCl_đ                   PbCl₂   +  H₂

        2HCl   +  PbCl₂            H₂PbCl₄

d.    Ge   +  4HNO_3đ,n             GeO₂   +  4NO₂  +  2H₂O

e.     3Sn  +  16HNO_3loóng             3Sn(NO₃)₄  +   4NO   +   8H₂O

f.      3Pb  +  8HNO_3loóng           3Pb(NO₃)₂  +   2NO   +   4H₂O

g.     Sn  +  2NaOH_đ,n  +  2H₂O              Na₂[ Sn(OH)₄]   +  H₂

Bài 4:

1.

*Điều chế PbO:

                 

   Pb(OH)₂    700⁰C    PbO   +  H₂O

   PbCO₃        600^oC     PbO   +  CO₂

   2Pb(NO₃)₂   t^o      2PbO +  4NO₂  +  O₂

*Điều chế PbO_2:  Khụng điều chế trực tiếp từ Pb và O₂

   Pb(CH₃COO)₂  +  CaOCl₂  +  H₂O           PbO₂ + CaCl₂ + 2CH₃COOH

   PbO  +  NaOCl             PbO₂   +   NaCl

   Pb(CH₃COO)₂+Cl₂+2Na₂CO₃         PbO₂ + 2CH₃COONa + 2CO₂ +2NaCl

2.PbO₂ là chất oxihoỏ mạnh:

PbO₂  +  HCl_(đăc)           PbCl₂   +  Cl₂  +  2H₂O

3PbO₂ + 6HNO₃+ 2MnSO₄           2HMnO₄  + 3Pb(NO₃)₂ + 2PbSO_4­ + 2H₂O

-Oxi hoỏ SO₂ hoặc S trong khụng khớ tạo ra PbSO₄

     PbO₂    +    SO₂                     PbSO₄

     PbO₂    +    S   +    O₂            PbSO₄

-Khi đun núng với H₂SO_4đ  giảI phúng O₂

     2PbO₂  +  2H₂SO_4đ            2PbSO₄  +  2H₂O  + O₂

Bài 5:

1.Từ Ge(OH)₂           Sn(OH)₂           Pb(OH)₂    

         

                        Tớnh bazơ tăng dần

2. X(OH)₂   +  2KOH            K₂[ X(OH)₄]

    X(OH)₂   +  2HCl              XCl₂  +  2H₂O

3. M²⁺   +  2OH^-           M(OH)₂

Bài 6:

1.Thiếc (II) clorua bị thuỷ phõn mạnh

    SnCl₂  +  H₂O            SnOHCl   +   HCl

Vỡ vậy muốn điều chế dung dịch SnCl₂ phải cho HCl dư.

2.   E⁰_Sn²⁺_/Sn = - 0,136 ;  E⁰_Sn⁴⁺_/Sn²⁺ = + 0,15

       E⁰_Sn²⁺_/Sn  < E⁰_2H⁺_/H2

       E⁰_Sn⁴⁺_/Sn²⁺ > E⁰_2H⁺_/H2           => Nờn quỏ trỡnh khụng tạo ra SnCl₄

3.   SnCl₂  +  HgCl₂             SnCl₄   +   Hg

      SnCl₂   +  2FeCl₃            SnCl₄    +   2FeCl₂

Bài 7:

  1.SnCl₂  khụng màu tỏc dụng chậm với oxi khụng khớ biến thành thiếc oxiclorua màu vàng.

   2SnCl₂  +  O₂             2SnOCl₂

  Khi đun núng:

   2SnCl₂   +  O₂            SnO₂   +  SnCl₄

  Trong dung dịch SnCl₂ cũng bị oxi hoỏ bởi oxi khụng khớ.

  3SnCl₂  +  1/2O₂   +   H₂O            SnCl₄   +  2Sn(OH)Cl

  GeCl₂ dễ bị oxi hoỏ, nhanh chúng bị clo chuyển thành GeCl₄

 2GeCl₂  +  O₂            GeO₂    +  GeCl₄

  GeCl₂   +  Cl₂              GeCl₄

 2.Cỏc đihalogen của kim loại nhúm IVA cú khả năng tan được trong axit halogenhiđric và trong muối halogen của kim loại kiềm vỡ chỳng cú khuynh hướng tạo thành phức chất [MX₃]^-  và [MX₄]^2-

       PbI₂   +  2KI              K₂[PbI₄]

       SnF₂   +  KF               K[SnF₃]

Bài 8:

 1.Hoà tan hỗn hợp trờn vào amonipolisunfua thỡ SnS dị hoà tan cũn PbS khụng bị hoà tan:

  SnS   +   (NH₄)₂S₂               SnS₂    +  (NH₄)₂S

  SnS₂   +   (NH₄)₂S              (NH₄)₂SnS₃

 2.SnS₂ vàng giả.

       3SnS₂  +  6KOH             2K₂SnS₃   +   K₂[Sn(OH)₆]

      3SnS₂   +   HNO₃             3SnO₂   +  6S   +  4NO  + 2H₂O

 3.Tan trong HNO₃ và HCl đậm đặc.

      3PbS  +  8HNO₃             3PbSO₄  +  8NO   +  4H₂O

      PbS   +   2HCl             PbCl₂   +   H₂S

      SnS  +  2HCl             SnCl₂  +  H₂S

      3SnS   +  8HNO₃             3SnSO₄  +  8NO   +  4H₂O

Sau một thời gian tỡm hiểu nghiờn cứu hoàn thành đề tài , bước đầu chỳng tụi đó thu được một số kết quả sau:

  1.Đó làm quen và nắm được phương phỏp nghiờn cứu một đề tài

  2.Nghiờn cứu cỏc vấn đề lý thuyết về: Tớnh chỏt vật lý, tớnh chất hoỏ học của cỏc đơn chất và hợp chất vụ cơ phần kim loại nhúm A trong chương trỡnh hoỏ học vụ cơ CĐSP.

  3.Vận dụng cỏc vấn đề lý thuyết hoỏ đại cương nhằm làm sỏng tỏ về tớnh chất vật lý, tớnh chất hoỏ học của đơn chất và hợp chất vụ cơ liờn quan đến hoỏ học vụ cơ phần kim loại nhúm A thuộc chương trỡnh CĐSP.

  4.Dựa vào nội dung  chương trỡnh, tớnh đặc thự của chương trỡnh và mục tiờu dạy học của học phần hoỏ học vụ cơ phần kim loại thuộc chương trỡnh CĐSP chỳng tụi đó chọn và xõy dựng được hệ thống bài tập gồm 48 bài.

   Gồm cỏc loại hỡnh bài tập:

 - Bài tập tỏi hiện.

 - Vận dụng kiến thức hoỏ học đại cương.

 - Bài tập chuyển giao.

 - Bài tập phõn tớch.

 - Bài tập tổng hợp và bài tập nõng cao.

  5.Phương ỏn ra bài tập : Mỗi cõu hỏi vừa cú nội dung cơ bản và nõng cao nhưng khụng làm mất đi tớnh hệ thống của chương trỡnh. Hầu hết cỏc cõu hỏi đưa ra cú tớnh logic cao.

  6.Phần đỏp ỏn cho cỏc bài tập đầy đủ , rỏ ràng cú tớnh khoa học, tạo điều kiện tốt cho sinh viờn cú thể tự học, tự nghiờn cứu.