Ch ng I.
CÂU TAO NGUYÊN T – H TH NG TUÂN HOÀN CÁC NGUYÊN T
I. C u t o nguyên t .ấ ạ ử
Nguyên t g m h t nhân tích đi n d ng (Z+) tâm và có Z electron chuy n đ ng xung quanh h t nhân. ử ồ ạ ệ ươ ở ể ộ ạ
1. H t nhân:ạ H t nhân g m: ạ ồ
− Proton: Đi n tích 1+, kh i l ng b ng 1 đ.v.C, ký hi u ệ ố ượ ằ ệ (ch s ghi trên là kh i l ng, ch s ghi d iỉ ố ố ượ ỉ ố ướ
là đi n tích). ệ
− N tronơ : Không mang đi n tích, kh i l ng b ng 1 đ.v.C ký hi u ệ ố ượ ằ ệ
Nh v y, ư ậ đi n tích Z c a h t nhân b ng t ng s protonệ ủ ạ ằ ổ ố .
* Kh i l ng c a h t nhân coi nh b ng kh i l ng c a nguyên tố ượ ủ ạ ư ằ ố ượ ủ ử (vì kh i l ng c a electron nh khôngố ượ ủ ỏ
đáng k ) b ng t ng s proton (ký hi u là Z) và s n tron (ký hi u là N): ể ằ ổ ố ệ ố ơ ệ
Z + N ≈ A.
A đ c g i là ượ ọ s kh iố ố .
* Các d ng đ ng v khác nhauạ ồ ị c a m t nguyên t là nh ng d ng nguyên t khác nhau có ủ ộ ố ữ ạ ử cùng s protonố
nh ng ư khác s n tron trong h t nhânố ơ ạ , do đó có cùng đi n tích h t nhânệ ạ nh ng khác nhau v kh i l ng nguyênư ề ố ượ
t , t c là ử ứ s kh i A khác nhauố ố .
2. Ph n ng h t nhân: Ph n ng h t nhân là quá trình làm bi n đ i nh ng h t nhân c a nguyên t nàyả ứ ạ ế ổ ữ ạ ủ ố
thành h t nhân c a nh ng nguyên t khác. ạ ủ ữ ố
Trong ph n ng h t nhân, ả ứ ạ t ng s proton và t ng s kh i luôn đ c b o toànổ ố ổ ố ố ượ ả .
Ví dụ:
V y X là C. Ph ng trình ph n ng h t nhân. ậ ươ ả ứ ạ
3. C u t o v electron c a nguyên t .
Nguyên t là h trung hoà đi n, nên ử ệ ệ s electron chuy n đ ng xung quanh h t nhân b ng s đi n tích d ngố ể ộ ạ ằ ố ệ ươ
Z c a h t nhânủ ạ .
Các electron trong nguyên t đ c chia thành các l p, phân l p, obitan. ử ượ ớ ớ
a) Các l p electronớ . K t phía h t nhân tr ra đ c ký hi u: ể ừ ạ ở ượ ệ
B ng s th t n = 1 2 3 4 5 6 7 … ằ ố ứ ự
B ng ch t ng ng: K L M N O P Q … ằ ữ ươ ứ
Nh ng electron thu c cùng m t l p có năng l ng g n b ng nhau. L p electron càng g n h t nhân có m cữ ộ ộ ớ ượ ầ ằ ớ ầ ạ ứ
Ví dụ: Vi t c u hình electron c a Fe (Z = 26). ế ấ ủ
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
6
4s
2
N u vi t theo ế ế th t các m c năng l ngứ ự ứ ượ thì c u hình trên có d ng. ấ ạ
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
6
Trên c s c u hình electron c a nguyên t , ta d dàng vi t c u hình electron c a cation ho c anion t o raơ ở ấ ủ ố ễ ế ấ ủ ặ ạ
5
.
Đ i v i ố ớ anion thì thêm vào l p ngoài cùng s electron mà nguyên t đã nh n. ớ ố ố ậ
Ví dụ:
S(Z = 16) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
.
S
2-
: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
C n hi u r ng : ầ ể ằ electron l p ngoài cùng theo c u hình electron ch không theo m c năng l ng. ớ ấ ứ ứ ượ
5. Năng l ng ion hoá, ái l c v i electron, đ âm đi n.
a) Năng l ng ion hoáượ (I). Năng l ng ion hoá là năng l ng c n tiêu th đ tách 1e ra kh i nguyên tượ ượ ầ ụ ể ỏ ử
nguyên t f (h lantan và h actini) đ c x p thành 2 hàng riêng.ố ọ ọ ượ ế
Trong ch ng trình PTTH và trong cu n sách này s d ng d ng b ng ng n.ươ ố ử ụ ạ ả ắ
3. Chu kỳ.
Chu kỳ g m nh ng nguyên t mà nguyên t c a chúng có ồ ữ ố ử ủ cùng s l p electronố ớ .
M i chu kỳ đ u ỗ ề m đ u b ng kim lo i ki m, k t thúc b ng khí hi m.ở ầ ằ ạ ề ế ằ ế
Trong m t chu kỳộ , đi t trái sang ph i theo chi u đi n tích h t nhân tăng d n.ừ ả ề ệ ạ ầ
- S electron l p ngoài cùng tăng d n.ố ở ớ ầ
- L c hút gi a h t nhân và electron hoá tr l p ngoài cùng tăng d n, làm bán kính nguyên t gi m d n. Doự ữ ạ ị ở ớ ầ ử ả ầ
đó:
+ Đ âm đi n ộ ệ ệ c a các nguyên t tăng d n.ủ ố ầ
+ Tính kim lo i gi m d n, tính phi kim tăng d n.ạ ả ầ ầ
+ Tính baz c a các oxit, hiđroxit gi m d n, tính axit c a chúng tăng d n.ơ ủ ả ầ ủ ầ
- Hoá tr cao nh t đ i v i oxi tăng t I đ n VII. Hoá tr đ i v i hiđro gi m t IV (nhóm IV) đ n I (nhómị ấ ố ớ ừ ế ị ố ớ ả ừ ế
VII).
4. Nhóm và phân nhóm.
Trong m t phân nhóm chính (nhóm A) khi đi t trên xu ng d i theo chi u tăng đi n tích h t nhân.ộ ừ ố ướ ề ệ ạ
- Bán kính nguyên t tăng (do s l p e tăng) nên l c hút gi a h t nhân và các electron l p ngoài cùng y uử ố ớ ự ữ ạ ở ớ ế
d n, t c là kh năng nh ng electron c a nguyên t tăng d n. Do đó:ầ ứ ả ườ ủ ử ầ
+ Tính kim lo i tăng d n, tính phi kim gi m d n.ạ ầ ả ầ
+ Tính baz c a các oxit, hiđroxit tăng d n, tính axit c a chúng gi m d n.ơ ủ ầ ủ ả ầ
- Hoá tr cao nh t v i oxi (hoá tr d ng) c a các nguyên t b ng s th t c a nhóm ch a nguyên t đó.ị ấ ớ ị ươ ủ ố ằ ố ứ ự ủ ứ ố
5. Xét đoán tính ch t c a các nguyên t theo v trí trong b ng HTTH.ấ ủ ố ị ả
Khi bi t s th t c a m t nguyên t trong b ng HTTH (hay đi n tích h t nhân Z), ta có th suy ra v trí vàế ố ứ ự ủ ộ ố ả ệ ạ ể ị
nh ng tính ch t c b n c a nó. Có 2 cách xét đoán.:ữ ấ ơ ả ủ
Cách 1: D a vào s nguyên t có trong các chu kỳ.ự ố ố
Chu kỳ 1 có 2 nguyên t và Z có s tr t 1 đ n 2.ố ố ị ừ ế
Chu kỳ 2 có 8 nguyên t và Z có s tr t 3 ố ố ị ừ ừ 10.
Chu kỳ 3 có 8 nguyên t và Z có s tr t 11ố ố ị ừ ừ 18.
Chu kỳ 4 có 18 nguyên t và Z có s tr t 19 ố ố ị ừ ừ 36.
5
4s
2
.
- Có 4 l p e ớ ớ chu kỳ 4.ở
Đang xây d ng e phân l p 3d ự ở ớ ớ thu c phân nhóm ph . Nguyên t này là kim lo i, khi tham gia ph n ngộ ụ ố ạ ả ứ
nó có th cho đi 2e 4s và 5e 3d, có hoá tr cao nh t 7ể ở ở ị ấ
+
. Do đó, nó phân nhóm ph nhóm VII. Đó là Mn.ở ụ
CH NG II.LIÊN KÊT HOA HOC
1. Liên k t ion.
Liên k t ion đ c hình thành gi a các nguyên t có đ âm đi n khác nhau nhi u (ế ượ ữ ử ộ ệ ề ề 1,7). Khi đó nguyên
t có đ âm đi n l n (các phi kim đi n hình) thu e c a nguyên t có đ âm đi n nh (các kim lo i đi n hình)ố ộ ệ ớ ể ủ ử ộ ệ ỏ ạ ể
t o thành các ion ng c d u. Các ion này hút nhau b ng l c hút tĩnh đi n t o thành phân t .ạ ượ ấ ằ ự ệ ạ ử
Ví d :ụ
Liên k t ion có đ c đi m: Không bão hoà, không đ nh h ng, do đó h p ch t ion t o thành nh ng m ngế ặ ể ị ướ ợ ấ ạ ữ ạ
l i ion.ướ
Liên k t ion còn t o thành trong ph n ng trao đ i ion. Ví d , khi tr n dd CaCl2 v i dd Na2CO3 t o ra k t t aế ạ ả ứ ổ ụ ộ ớ ạ ế ủ
CaCO3:
3. Liên k t c ng hoá tr :
3. 1. Đ c đi m.ặ ể
Liên k t c ng hoá tr đ c t o thành do các nguyên t có ế ộ ị ượ ạ ử đ âm đi n b ng nhauộ ệ ằ ho c ặ khác nhau không
nhi uề góp chung v i nhau các e hoá tr t o thành các c p e liên k t chuy n đ ng trong cùng 1 obitan (xungớ ị ạ ặ ế ể ộ
quanh c 2 h t nhân) g i là ả ạ ọ obitan phân tử. D a vào v trí c a các c p e liên k t trong phân t , ng i ta chiaự ị ủ ặ ế ử ườ
thành :
3.2. Liên k t c ng hoá tr không c c.ế ộ ị ự
ự TTo thành t 2 nguyên t c a cùng m t nguyên t . ạừ ử ủ ộ ố Ví dụ : H : H, Cl : Cl.
C p e liên k t không b l ch v phía nguyên t nào.ặ ế ị ệ ề ử
3
:
Đi u ki n đ t o thành liên k t cho - nh n gi a 2 nguyên t A B là: nguyên t A có đ 8e l p ngoài,ề ệ ể ạ ế ậ ữ ố ố ủ ớ
trong đó có c p e t do(ch aặ ự ư tham gia liên k t) và nguyên t B ph i có obitan tr ng.ế ố ả ố
3.5. Liên k t và liên k t .ế ế
V b n ch t chúng là nh ng liên k t c ng hoá tr .ề ả ấ ữ ế ộ ị
a) Liên k t ế . Đ c hình thành do s xen ph 2 obitan (c a 2e tham gia liên k t)d c theo tr c liên k t. Tuỳượ ự ủ ủ ế ọ ụ ế
theo lo i obitan tham gia liên k t là obitan s hay p ta có các lo i liên k t ki u s-s, s-p, p-p:ạ ế ạ ế ể
Obitan liên k t có tính đ i x ng tr c, v i tr c đ i x ng là tr c n i hai h t nhân nguyên t .ế ố ứ ụ ớ ụ ố ứ ụ ố ạ ử
N u gi a 2 nguyên t ế ữ ử ch hình thành m t m i liên k t đ nỉ ộ ố ế ơ thì đó là liên k t . Khi đó, do tính đ i x ng c aế ố ứ ủ
obitan liên k t , hai nguyên t có th quay quanh tr c liên k t.ế ử ể ụ ế
b) Liên k t ế . Đ c hình thành do s xen ph gi a các obitan p hai bên tr c liên k t. Khi gi a 2 nguyên tượ ự ủ ữ ở ụ ế ữ ử
hình thành liên k t b i thì có 1 liên k t , còn l i là liên k t . Ví dd trong liên k t (bbn nh t) và 2 liênế ộ ế ạ ế ụế ềấ
k t (kém b n h n).ế ề ơ
Liên k t không có tính đ i x ng tr c nên 2 nguyên t tham gia liên k t không có kh năng quay t doế ố ứ ụ ử ế ả ự
quanh tr c liên k t. Đó là nguyên nhân gây ra hi n t ng đ ng phân cis-trans c a các h p ch t h u c có n iụ ế ệ ượ ồ ủ ợ ấ ữ ơ ố
đôi.
3.6. S lai hoá các obitan.ự
ự Khi gi i thích kh năng hình thành nhi u lo i hoá tr c a m t nguyên t (nh c a Fe, Cl, C…) ta khôngả ả ề ạ ị ủ ộ ố ư ủ
th căn c vào s e đ c thân ho c s e l p ngoài cùng mà ph i dùng khái ni m m i g i là "ể ứ ố ộ ặ ố ớ ả ệ ớ ọ s lai hoá obitanự ".
L y nguyên t C làm ví d :ấ ử ụ
C u hình e c a C (Z = 6).ấ ủ
N u d a vào s e đ c thân: C có hoá tr II.ế ự ố ộ ị
Trong th c t , C có hoá tr IV trong các h p ch t h u c . Đi u này đ c gi i thích là do s "lai hoá" obitanự ế ị ợ ấ ữ ơ ề ượ ả ự
2s v i 3 obitan 2p t o thành 4 obitan q m i (obitan lai hoá) có năng l ng đ ng nh t. Khi đó 4e (2e c a obitanớ ạ ớ ượ ồ ấ ủ
2s và 2e c a obitan 2p)chuy n đ ng trên 4 obitan lai hoá q và tham gia liên k t làm cho cacbon có hoá tr IV. Sauủ ể ộ ế ị
khi lai hoá, c u hình e c a C có d ng:ấ ủ ạ
4
,…
c) Lai hoá sp. Đó là ki u lai hoá gi a 1 obitan s và 1 obitan p ể ữ t o ra 2 obitan lai hoá qạ đ nh h ng th ng hàngị ướ ẳ
v i nhau. Lai hoá sp đ c g p trong các phân t BClớ ượ ặ ử
2
, C
2
H
2
,…
4. Liên k t hiđro ế
Liên k t hiđro là m i liên k t phế ố ế ụ (hay m i liên k t th 2) ố ế ứ c a nguyên t H v i nguyên t có đ âm đi n l nủ ử ớ ử ộ ệ ớ
(nh F, O, N…). T c là nguyên t hiđro linh đ ng b hút b i c p e ch a liên k t c a nguyên t có đ âm đi nư ứ ử ộ ị ở ặ ư ế ủ ử ộ ệ
l n h n.ớ ơ
Liên k t hiđro đ c ký hi u b ng 3 d u ch m ( … ) ế ượ ệ ằ ấ ấ và không tính hoá tr cũng nh s oxi hoáị ư ố .
Liên k t hiđro đ c hình thành gi a các phân t cùng lo i. Ví d : Gi a các phân t Hế ượ ữ ử ạ ụ ữ ử
2
O, HF, r u, axit…ượ
ho c gi a các phân t khác lo i. Ví d : Gi a các phân t r u hay axit v i Hặ ữ ử ạ ụ ữ ử ượ ớ
2
O:
ho c trong m t phân t (liên k t hiđro n i phân t ). Ví d :ặ ộ ử ế ộ ử ụ
Do có liên k t hiđro to thành trong dd nên:ế ạ
+ Tính axit c a HF gi m đi nhi u (so v i HBr, HCl).ủ ả ề ớ
+ Nhi t đ sôi và đ tan trong n c c a r u và axit h u c tăng lên râ r t so v i các h p ch t có KLPTệ ộ ộ ướ ủ ượ ữ ơ ệ ớ ợ ấ
t ng đ ng.ươ ươ
CH NG III. DUNG DICH - ĐIÊN LI – pH
H p ch t t o thành g i là sonvat (hay hiđrat).ợ ấ ạ ọ
Ví dụ: CuSO
4
.5H
2
O ; Na
2
SO
4
.1OH
2
O.
Các sonvat (hiđrat) khá b n v ng. Khi làm bay h i dd thu đ c chúng d ng tinh th , g i là nh ng ề ữ ơ ượ ở ạ ể ọ ữ tinh thể
ng m Hậ
2
O. N c trong tinh th g i là ướ ể ọ n c k t tinhướ ế .
M t s tinh th ng m n c th ng g p:ộ ố ể ậ ướ ườ ặ
FeSO
4
.7H
2
O, Na
2
SO
4
.1OH
2
O, CaSO
4
.2H
Ion d ng g i là ươ ọ cation, ion âm g i là ọ anion.
. Ch t đi n ly là nh ng ch t tan trong n c t o thành dd d n đi nấ ệ ữ ấ ướ ạ ẫ ệ nh phân ly thành các ion.ờ
Ví d : Các ch t mu i axit, baz .ụ ấ ố ơ
ơ Ch t không đi n li là ch t khi tan trong n c t o thành dd không d n đi nấ ệ ấ ướ ạ ẫ ệ .
Ví d : Dd đ ng, dd r u,…ụ ườ ượ
ợ NNu ch t tan c u t o t các tinh th ion (nh NaCl, KOH,…) thì quá trình đi n ly là quá trình đi n li làếấ ấ ạ ừ ể ư ệ ệ
quá trình tách các ion kh i m ng l i tinh th r i sau đó ion k t h p v i các phân t n c t o thành ỏ ạ ướ ể ồ ế ợ ớ ử ướ ạ ion hiđrat.
NNu ch t tan g m các phân t phân c c (nh HCl, HBr, HNOếấ ồ ử ự ư
3
,…) thì đ u tiên x y ra s ion hoá phân tầ ả ự ử
và sau đó là s hiđrat hoá các ion.ự
ự Phân tt dung môi phân c c càng m nh thì kh năng gây ra hi n t ng đi n li đ i v i ch t tan càngửự ạ ả ệ ượ ệ ố ớ ấ
m nh.ạ
Trong m t s tr ng h p quá trình đi n li liên quan v i kh năng t o liên k t hiđro c a phân t dung môiộ ố ườ ợ ệ ớ ả ạ ế ủ ử
(nh s đi n li c a axit).ư ự ệ ủ
2. S đi n li c a axit, baz , mu i trong dd n c.ự ệ ủ ơ ố ướ
a) S đi n li c a axitự ệ ủ
Axit đi n li ra cation Hệ
+
(đúng h n là Hơ
3
O
+
) và anion g c axitố .
Đ đ n gi n, ng i ta ch vi tể ơ ả ườ ỉ ế
N u axit nhi u l n axit thì s đi n li x y ra theo nhi u n c, n c sau y u h n n c tr c.ế ề ầ ự ệ ả ề ấ ấ ế ơ ấ ướ
Nh ng ch t đi n li m nh là nh ng ch t mà ữ ấ ệ ạ ữ ấ tinh th ionể ho c phân t có ặ ử liên k t phân c c m nhế ự ạ .
Đó là:
: HHu h t các mu i tan.ầế ố
ố Các axit mmnh: HCl, HNOạ
3
, H
2
SO
4
,…
, Các bazz m nh: NaOH, KOH, Ca(OH)ơạ
2
,…
b) Ch t đi n li y uấ ệ ế
ế Chht đi n li y u là nh ng ch t trong dd n c ch có m t ph n nh s phân t đi n li thành ion cònấệ ế ữ ấ ướ ỉ ộ ầ ỏ ố ử ệ
ph n l n t n t i d i d ng phân t , trong ph ng trình đi n li dùng d u thu n ngh ch ầ ớ ồ ạ ướ ạ ử ươ ệ ấ ậ ị
Ví d :ụ
Nh ng ch t đi n li y u th ng g p là:ữ ấ ệ ế ườ ặ
ặ Các axit yyu: CHế
3
COOH, H
2
CO
3
, H
2
S,…
S Các bazz y u: NHơế
4. Đ đi n li .ộ ệ
ệ ĐĐ đi n li c a ch t đi n li là t s gi a s phân t phân li thành ion Nộệ ủ ấ ệ ỷ ố ữ ố ử
p
và t ng s phân t ch t đi nổ ố ử ấ ệ
li tan vào n c Nướ
t
.
Ví dụ: C 100 phân t ch t tan trong n c có 25ứ ử ấ ướ phân t đi n li thì đ đi n li b ng:ử ệ ộ ệ ằ
T s này cũng chính là t s n ng đ mol ch t tan phân liỷ ố ỷ ố ồ ộ ấ (C
p
) và n ng đ mol ch t tan vào trong ddồ ộ ấ (C
t
).
Giá trr c a bi n đ iịủ ế ổ trong kho ng 0 đ n 1ả ế
0 1
Khi = 1: ch t tan phân li hoàn toàn thành ion. Khi = 0: chht tan hoàn toàn không phân li (ch t khôngấ ấấ
đi n li).ệ
ệ Đ đi n li ph thu c các y u tộ ệ ụ ộ ế ố : b n ch t c a ch t tan, dung môi, nhi t đ và n ng đ dd.ả ấ ủ ấ ệ ộ ồ ộ
5. Quan h gi a đ đi n li và h ng s đi n li.ệ ữ ộ ệ ằ ố ệ
Gi s có ch t đi n li y u MA v i n ng đ ban đ u Cả ử ấ ệ ế ớ ồ ộ ầ
o
, đ đi n li c a nó là , ta có:ộ ệ ủ
H ng s đi n li:ằ ố ệ
D a vào bi u th c này, n u bi t ng v i n ng đ dd Cự ể ứ ế ế ứ ớ ồ ộ
o
, ta tính đ c Kượ
+
không tham gia ph n ng nên th ng ch ghi là Hả ứ ườ ỉ
+
+ Đ i v i baz , ngoài nh ng ch t trongố ớ ơ ữ ấ phân t có s n nhóm OHử ẵ
ẵ
(nh NaOH, Ba(OH)ư
2
…) Còn có nh ngữ
baz trong phân t không có nhóm OH (nh NHơ ử ư
3
…) nh ng đã ư nh n proton c a n c ậ ủ ướ đ t o ra OHể ạ
ạDo đó đ nêu lên b n ch t c a axit và baz , vai trò c a n c (dung môi) c n đ nh nghĩa axit - baz nh sau:ể ả ấ ủ ơ ủ ướ ầ ị ơ ư
Axit là nh ng ch t có kh năng cho protonữ ấ ả .
Baz là nh ng ch t có kh năng nh n protonơ ữ ấ ả ậ .
Đây là đ nh nghĩa c a Bronstet v axit - baz .ị ủ ề ơ
b) Ph n ng axit - bazả ứ ơ.
. Tác d ng c a dd axit và dd bazụ ủ ơ.
Cho dd H
2
SO
4
tác d ng v i dd NaOH, ph n ng hoá h c x y ra to nhi t làm dd nóng lên.ụ ớ ả ứ ọ ả ả ệ
Ph ng trình phân t :ươ ử
Ph ng trình ion:ươ
Ho c là: ặ
Đ dd axit HCl vào CuO, đun nóng, ph n ng hoá h c x y ra, CuO tan d n:ổ ả ứ ọ ả ầ
Ph ng trình phân t :ươ ử
Ph ng trình ionươ
Ho c làặ
HCl cho proton, CuO nh n proton, nó đóng vai trò nh m t baz .ậ ư ộ ơ
ơ K t lu nế ậ :
Trong các ph n ng trên đ u có s cho, nh n proton - đó là b n ch t c a ph n ng axit - baz .ả ứ ề ự ậ ả ấ ủ ả ứ ơ
c) Hiđroxit l ng tínhưỡ .
Có m t s hiđroxit không tan (nh Zn(OH)ộ ố ư
2
, Al(OH)
3
) tác d ng đ c c v i dd axit và c v i dd baz đ cụ ượ ả ớ ả ớ ơ ượ
g i là ọ hiđroxit l ng tínhưỡ .
Ví dụ: Zn(OH)
2
tác đ ng đ c v i Hụ ượ ớ
2
SO
4
và NaOH.
Ho c là:ặ
K m hiđroxit nh n proton, nó là m t baz .ẽ ậ ộ ơ
+ < / OH
+
+
H
+
+ < 10
+ 7
mol/l
b) Ch s hiđro c a dd - Đ pHỉ ố ủ ộ
ộ Khi bii u di n n ng đ ion Hểễ ồ ộ
+
(hay H
3
O
+
) c a dd d i d ng h th c sau:ủ ướ ạ ệ ứ
thì h s a đ c g i là pH c a ddệ ố ượ ọ ủ
Ví dụ: h H
+
+ = 10
+ 5
mol/l thì pH = 5, …
V m t toán h c thì pH = lgg Hề ặ ọ
+
+
Nh v yư ậ :
Môi tr ng trung tính: pH = 7ườ
Môi tr ng axit: pH < 7ườ
Môi tr ng baz : pH > 7ườ ơ
a) S thu phân c a mu i t o thành t axit y u -baz m nhự ỷ ủ ố ạ ừ ế ơ ạ . Ví dụ: CH
3
COONa, Na
2
CO
3
, K
2
S,…
Trong dd d ion OHư
ư
, do v y pH > 7 (tính baz ).ậ ơ
V y: ậ mu i c a axit y u - baz m nh khi thu phân cho môi tr ng bazố ủ ế ơ ạ ỷ ườ ơ.
b) S thu phân c a mu i t o thành t axit m nh - baz y u. Ví dự ỷ ủ ố ạ ừ ạ ơ ế ụ: NH
4
Cl, ZnCl
2
, Al
2
(SO
4
)
3
.
Trong dd d ion Hư
3
O
+
b) Ph n ng t o thành ch t bay h iả ứ ạ ấ ơ .
Cho axit HCl tác d ng v i Naụ ớ
2
CO
3
th y có khí bay ra. Đã x y ra ph n ng.ấ ả ả ứ
Ph ng trình phân t :ươ ử
Ph ng trình ionươ
c) Ph n ng t o thành ch t ít đi n liả ứ ạ ấ ệ .
. Cho axit H
2
SO
4
vào mu i axetat. Ph n ng x y ra t o thành axit CHố ả ứ ả ạ
3
COOH ít đi n liệ
Ph ng trình phân t :ươ ử
Ph ng trình ionươ
Hooc cho axit HNOặ
3
tác d ng v i Ba(OH)ụ ớ
2
. Ph n ng trung hoàả ứ x y ra t o thành ch t ít đi n li là n c.ả ạ ấ ệ ướ
Ph ng trình phân t :ươ ử
Ph ng trình ionươ
4
loãng = ZnSO
4
+ H
2
↑
d) Ph n ng trao đ i ả ứ ổ là ph n ng trong đó các h p ch t trao đ i nguyên t hay nhóm nguyên t v i nhau. ả ứ ợ ấ ổ ử ử ớ
Ví d .ụ BaCl
2
+ NaSO
4
= BaSO
4
+ 2NaCl.
e) Ph n ng oxi hoá - kh ả ứ ử
II. PHAN NG OXI HOA KH
1. S oxi hoá.
Đ thu n ti n khi xem xét ph n ng oxi hoá - kh và tính ch t c a các nguyên t , ng i ta đ a ra khái ni mể ậ ệ ả ứ ử ấ ủ ố ườ ư ệ
s oxi hoá (còn g i là m c oxi hoá hay đi n tích hoá tr ).ố ọ ứ ệ ị
S oxi hoá là đi n tích quy c mà nguyên t có đ c n u gi thuy t r ng c p e liên k tố ệ ướ ử ượ ế ả ế ằ ặ ế (do 2 nguyên tử
góp chung) chuy n hoàn toàn v phía nguyên t có đ âm đi n l n h nể ề ử ộ ệ ớ ơ .
S oxi hoá đ c tính theo quy t c sau :ố ượ ắ
ắ T ng đ i s s oxi hoá c a các nguyên t trong phân t trung hoà đi n b ng 0. ổ ạ ố ố ủ ử ử ệ ằ
ằ T ng đ i s s oxi hoá c a các nguyên t trong m t ion ph c t p b ng đi n tích c a ion. Ví d trong ionổ ạ ố ố ủ ử ộ ứ ạ ằ ệ ủ ụ
, s oxi hoá c a H là +1, c a O là ố ủ ủ ủ2 c a S là +6.ủ
+ 1 + 6 + (+ 2. 4) = 2 1.
Trong đ n ch t, s oxi hoá c a các nguyên t b ng 0.ơ ấ ố ủ ử ằ
Ví dụ: Trong Cl
2
, s oxi hoá c a Cl b ng 0.ố ủ ằ
6) Cân b ng ph n không tham gia quá trình oxi hoá - kh .ằ ầ ử
Ví dụ: Cho mi ng Al vào dd axit HNOế
3
loãng th y bay ra ch t khí không màu, không mùi, không cháy, nhấ ấ ẹ
h n không khí, vi t ph ng trình ph n ng và cân b ng.ơ ế ươ ả ứ ằ
Gi i: Theo đ u bài, khí bay ra là Nả ầ
2
.
Ph ng trình ph n ng (b c 1):ươ ả ứ ướ
B c 5:ướ
B c 6: Ngoài 6 HNOướ
3
tham gia quá trình oxi hoá - kh còn 3.10 = 3OHNOử
3
t o thành mu i nitratạ ố
(10Al(NO
3
)
3
).
V y t ng s phân t HNOậ ổ ố ử
3
là 36 và t o thành 18Hạ
2
O.
Ph ng trình cu i cùng:ươ ố
D ng ion:ạ
Chú ý: Đ i v i nh ng ph n ng t o nhi u s n ph m trong đó nguyên t nhi u s oxi hoá khác nhau, ta cóố ớ ữ ả ứ ạ ề ả ẩ ố ở ề ố
th vi t g p ho c vi t riêng t ng ph n ng đ i v i t ng s n ph m, sau đó nhân các ph n ng riêng v i h sể ế ộ ặ ế ừ ả ứ ố ớ ừ ả ẩ ả ứ ớ ệ ố
: môi tr ng trung tínhỞ ườ có th có Hể
2
O tham gia. Ví dụ:
III. S ĐIÊN PHÂN
1. Đ nh nghĩa.ị
Đi n phân là s th c hi n các quá trình oxi hoá - kh trên b m t đi n c c nh dòng đi n m t chi u bênệ ự ự ệ ử ề ặ ệ ự ờ ệ ộ ề
ngoài
Quá trình đi n phân đ c bi u di n b ng s đ đi n phân. ệ ượ ể ễ ằ ơ ồ ệ Ví dụ: S đ đi n phân NaCl nóng ch y.ơ ồ ệ ả
catôtỞ : x y ra quá trình kh .ả ử
anôt: x y ra quá trình oxi hoá.Ở ả
Ph ng trình đi n phân NaCl nóng ch y:ươ ệ ả
2. Đi n phân h p ch t nóng ch y.ệ ợ ấ ả
tr ng thái nóng ch y, các tinh th ch t đi n phân b phá v thành các ion chuy n đ ng h n lo n. Khi cóỞ ạ ả ể ấ ệ ị ỡ ể ộ ỗ ạ
dòng đi n m t chi u ch y qua, ệ ộ ề ạ ion d ng ch y v catôt và b kh đó, ion âm ch y v anôtươ ạ ề ị ử ở ạ ề và b oxi hoá đó.ị ở
Ví dụ: Đi n phân KOH nóng ch y.ệ ả
Ph ng trình đi n phânươ ệ
Đi n phân nóng ch y x y ra nhi t đ cao nên có th x y ra ph n ng ph gi a s n ph m đi n phân (Oệ ả ả ở ệ ộ ể ả ả ứ ụ ữ ả ẩ ệ
2
,
Cl
2
) và đi n c c (anôt) th ng làm b ng than chì. ệ ự ườ ằ Ví dụ: đi n phân Alệ
2
O
x y ra ph thu c vào so sánh tính oxi hoá - kh m nh hay y u c a các ch t trong bình đi n phân.ả ụ ộ ử ạ ế ủ ấ ệ
b) Th t kh catôtứ ự ử ở
Kim lo i càng y u thì cation c a nó có tính oxi hoá càng m nh và càng d b kh catôt (tr tr ng h p ionạ ế ủ ạ ễ ị ử ở ừ ườ ợ
H
+
). Có th áp d ng quy t c sau:ể ụ ắ
ắ D kh nh t là các cation kim lo i đ ng sau Al trong dãy th đi n hoáễ ử ấ ạ ứ ế ệ (tr ion Hừ
+
), trong đó ion kim lo iạ
càng c i dãy càng d b kh .ở ưố ễ ị ử
ử Ti p đ n là ion Hế ế
+
c a ddủ
ủ Khó kh nh t là các ion kim lo i m nh, k t Al, v phía đ u dãy th đi n hoáử ấ ạ ạ ể ừ ề ầ ế ệ .
(Al
3+
, Mg
2+
, Ca
2+
, Na
+
, …). Nh ng ion này th c t không bao gi b kh khi đi n phân trong dd.ữ ự ế ờ ị ử ệ
c) Th t oxi hoá canôtứ ự ở
Nói chung ion ho c phân t nào có tính kh m nh thì càng d b oxi hoá. Có th áp d ng kinh nghi m sau:ặ ử ử ạ ễ ị ể ụ ệ
ệ D b oxi hoá nh t là b n thân các kim lo i dùng làm anôt. Tr tr ng h p anôt tr (không b ăn mòn)ễ ị ấ ả ạ ừ ườ ợ ơ ị
làm b ng Pt, hay than chì (C)ằ .
. Sau đó đ n các ion g c axit không có oxiế ố : I
:
, Br
Ví d 4ụ : Đi n phân dd NaCl v i anôt b ng than chì:ệ ớ ằ
Ph ng trình đi n phân:ươ ệ
Trong quá trình đi n phân, dd khu v c xung quanh catôt, ion Hệ ở ự
+
b m t d n., Hị ấ ầ
2
O ti p t c đi n li, do đó ế ụ ệ ở
khu v c này giàu ion OHự
ự
t o thành (cùng v i Naạ ớ
+
) dd NaOH.
anôt, ion ClỞ
Ở
b oxi hoá thành Clị
2
. M t ph n hoà tan vào dd và m t ph n khu ch tán sang catôt, tác d ngộ ầ ộ ầ ế ụ
v i NaOH t o thành n c Javen:ớ ạ ướ
Vì v y mu n thu đ c NaOH ph i tránh ph n ng t o n c Javen b ng cách dùng màng ngăn bao b c l yậ ố ượ ả ả ứ ạ ướ ằ ọ ấ
khu v c anôt đ ngăn khí Clự ể
2
khu ch tán vào dd. ế
Ví d 5ụ : Đi n phân dd KNOệ
3
v i anôt b ng Cu.ớ ằ
Khi đi n phân, khu v c catôt, ion Hệ ở ự
n là s e trao đ i khi t o thành m t nguyên t hay phân t ch t đó.ố ổ ạ ộ ử ử ấ
Q là đi n l ng phóng qua bình đi n phân (Culông).ệ ượ ệ
F là s Farađây (F = 96500 Culông.molố
-1
)
l là c ng đ dòng đi n (Ampe)ườ ộ ệ
t là th i gian đi n phân (giây)ờ ệ
Ví d : Tính kh i l ng oxi đ c gi i phóng anôt khi cho dòng đi n 5 ampe qua bình đi n phân đ ng ddụ ố ượ ượ ả ở ệ ệ ự
Na
2
SO
4
trong 1 gi 20 phút 25 giây.ờ
Gi i:ả
Áp d ng công th c Farađây:ụ ứ
A = 16, n = 2, t = 4825 giây, I = 5;
IV. HIÊU NG NHIÊT CUA PHAN NG
a) Năng l ng liên k t . Năng l ng liên k t là năng l ng đ c gi i phóng khi hình thành liên k t hoá h cượ ế ượ ượ ả ế ọ
t các nguyên t cô l p.ừ ố ậ
Năng l ng liên k t đ c tính b ng kJ.mol và ký hi u là Eượ ế ượ ằ ệ
1k
. Ví d năng l ng liên k t c a m t s m i liênụ ượ ế ủ ộ ố ố
k t nh sau.ế ư
H - H Cl - Cl H - Cl
E
1k
= 436 242 432
b) Hi u ng nhi t c a ph n ng là nhi t to ra hay h p th trong m t ph n ng hoá h cệ ả ấ ụ ộ ả ứ ọ . Hi u ngệ ứ
nhi t đ c tính b ng kJ.mol và ký hi u là Q.ệ ượ ằ ệ
ch t (t đ n ch t), do đó ấ ừ ơ ấ đ n ch t trong ph n ng không tính đ nơ ấ ả ứ ế ( ph n ng trên, nhi t t o thành HCl làở ả ứ ệ ạ
186.2 = 93 kJ.mol
Ví dụ: Tính kh i l ng h n h p g m Al và Feố ượ ỗ ợ ồ
3
O
4
c n ph i l y đ khi ph n ng theo ph ng trình.ầ ả ấ ể ả ứ ươ
to ra 665,25kJ, bi t nhi t t o thành c a Feả ế ệ ạ ủ
3
O
4
là 1117 kJ.mol, c a Alủ
2
O
3
là 1670 kJ.mol.
Gi i:ả
Tính Q c a ph n ng:ủ ả ứ 3Fe
3
O
4
+ 8Al = 4Al
2
O
3
+ 9Fe (1)
Theo (1), kh i l ng h n h p hai ch t ph n ng v i nhi t l ng Q là :ố ượ ỗ ợ ấ ả ứ ớ ệ ượ
3 . 232 + 8 . 27 = 912g
Đ t a ra l ng nhi t 665,25 kJ thì kh i l ng h n h p c n l y :ể ỏ ượ ệ ố ượ ỗ ợ ầ ấ
Ví dụ:
−
Ph n ng thu n ngh chả ứ ậ ị là ph n ng đ ng th i x y ra theo hai chi u ng c nhau. ả ứ ồ ờ ả ề ượ
Ví dụ: CH
3
COOH + CH
3
OH CH
3
COOCH
3
+ H
2
O
− Trong h thu n ngh ch, khi t c đ ph n ng thu n (vệ ậ ị ố ộ ả ứ ậ
t
) b ng t c đ ph n ng ngh ch (vằ ố ộ ả ứ ị
n
) thì h đ t t iệ ạ ớ
tr ng thái cân b ngạ ằ . Nghĩa là trong h , ph n ng thu n và ph n ng ngh ch v n x y ra nh ng n ng đ cácệ ả ứ ậ ả ứ ị ẫ ả ư ồ ộ
ch t trong h th ng không thay đ i. Ta nói ấ ệ ố ổ h tr ng thái cân b ng đ ngệ ở ạ ằ ộ .
− Tr ng thái cân b ng hoá h c này s b phá v khi thay đ i các đi u ki n bên ngoài nh ạ ằ ọ ẽ ị ỡ ổ ề ệ ư n ng đ , nhi t đ , ápồ ộ ệ ộ
su tấ (đ i v i ph n ng c a ch t khí).ố ớ ả ứ ủ ấ
VI. HIÊU SUÂT PHAN NG
Có ph n ng: A + B = C + Dả ứ
Tính hi u su t ph n ng theo s n ph m C ho c D: ệ ấ ả ứ ả ẩ ặ
Trong đó:
q
t
là l ng th c t t o thành C ho c D. ượ ự ế ạ ặ
+ N u nói "% butan b crackinh thành etilen" t c là ch nói ph n ng (2).ế ị ứ ỉ ả ứ
CH NG VI. OXI L U HUYNH
I. Oxi
1. C u t o nguyên t .ấ ạ ử
ử Oxi (Z = 8) có c u hình electron:ấ
Có 6 e l p ngoài cùng, d dàng thu 2e đ bão hoà l p ngoài cùng. Là ch t oxi hoá m nh:ở ớ ễ ể ớ ấ ạ
đi u ki n bình th ng, oxi t n t i d ng phân t 2 nguyên t : O = OỞề ệ ườ ồ ạ ở ạ ử ử
D ng thù hình khác c a oxi là ozon: Oạ ủ
3
3 Oxi có 3 đđng v t n t i trong t nhiên: ồịồ ạ ự
2. Tính ch t v t lýấ ậ
ậ Oxi là chht khí không màu, không mùi, h i n ng h n không khí, hoá l ng 183ấơ ặ ơ ỏ ở
o
C, hoá r n 219ắ ở
o
C.
C Ozon là chht khí mùi x c, màu xanh da trêi.ấố
3. Tính ch t hoá h cấ ọ
ọ Tác d ng v i kim lo iụ ớ ạ :
Oxi oxi hoá h u h t các kim lo i (tr Au và Pt) đ t o thành oxitầ ế ạ ừ ể ạ
ạ Đ i v i phi kimố ớ (tr halogen) oxi tác d ng tr c ti p khi đ t nóng (riêng P tr ng tác d ng v i Oừ ụ ự ế ố ắ ụ ớ
2
tở
o
th ng)ườ
Ozon có tính oxi hoá m nh h n Oạ ơ
2
, do nó không b n, b phân hu thành oxi t do.ề ị ỷ ự
th hi n tính oxi hoá nh ng y u h n oxi.ể ệ ư ế ơ
ơ tr ng thái r n, m i phân t l u huỳnh g m 8 nguyên t (SỞạ ắ ỗ ử ư ồ ử
8
) khép kín thành vòng:
2. Tính ch t v t lýấ ậ
ậ LLu huỳnh là ch t r n màu vàng nh t, không tan trong Hưấ ắ ạ
2
O, tan trong m t s dung môi h u c nh :ộ ố ữ ơ ư
CCl
4
, C
6
H
6
, r u…d n nhi t, d n đi n r t kém.ượ ẫ ệ ẫ ệ ấ
ấ LLu huỳnh nóng ch y 112,8ưảở
o
C nó tr nên s m và đ c l i, g i là S d o.ở ẫ ặ ạ ọ ẻ
3. Tính ch t hoá h cấ ọ
ọ tỞ
o
th ng, S ho t đ ng kém so v i oxi. tườ ạ ộ ớ Ở
o
cao, S ph n ng đ c v i nhi u phi kim và kim lo i.ả ứ ượ ớ ề ạ
ạ
Hoà tan trong axit oxi hoá:
4. H p ch t ợ ấ
a) Hiđro sunfua (H
26
) dùng mu i chì, k t t a PbS màu đen s xu t hi n.ố ế ủ ẽ ấ ệ
b) SO
2
và axit sunfur ơ
ơ SO
2
là ch t khí không màu, tác d ng v i Hấ ụ ớ
2
O:
Phhn ng v i oxi ảứ ớ
ớ H
2
SO
3
là axit y u, mu i là sunfit (ví d Naế ố ụ
2
SO
3
)
M c oxi hoá +4 là m c trung gian, nên Hứ ứ
2
SO
3
và mu i sunfit v a có tính oxi hoá v a có tính kh .ố ừ ừ ử
c) SO
3
và axit sunfuric (H
là ch t l ng sánh, tan vô h n trong n c, Hấ ỏ ạ ướ
2
SO
4
đ c hút m r t m nh và to nhi u nhi t.ặ ẩ ấ ạ ả ề ệ
ệ Dd H
2
SO
4
loãng là axit th ngườ , ch ph n ng đ c v i các kim lo i đ ng tr c H trong dãy th đi n hoáỉ ả ứ ượ ớ ạ ứ ướ ế ệ
(có mu i sunfat tan) và gi i phóng Hố ả
2
.
Dd H
2
SO
4
đ m đ c là axit oxi hoá, có tính oxi hoá m nh, hoà tan đ c h u h t các kim lo i khi đun nóngậ ặ ạ ượ ầ ế ạ
(tr Au và Pt).ừ
Kim lo i càng m nh kh Sạ ạ ử
+6
c a Hủ
2
SO
4
đ c v h p ch t có s oxi hoá càng th p (SOặ ề ợ ấ ố ấ
2
, S, H
2