Các nguyên tố nhóm IIIA - Bo Nội dung Sự biến đổi tính chất nguyên tố nhóm IIIA Bo Boran So sánh hợp chất Bo với nitơ với hợp chất tương tự Cacbon Oxit boric, Axit boric, Borac Cách nhận biết hợp chất Bo 01 Sự biến đổi tính chất Nguyên tố nhóm IIIA + Số oxi hoá chung ,(trừ B) tính chất chúng không giống nhiều ∗B:có lượng Ion hóa lớn nên B e để tạo ion B 3+ → B phi kim ∗Al: biến đổi đột ngột kích thước nguyên tử với lượng hydrat hóa Al 3+ thấp → Al kim loại hoạt động mạnh ∗ Ga In: sau lớp vỏ khí có 10 e (n-1)d,lại bị ảnh hưởng co d→ khó tách e ∗ Tl: sau lớp vỏ khí có 14 e (n-2)f 10 e (n-1)d, lại bị ảnh hưởng co f → khó tách e nên số oxi hóa +1 bền,trong dãy hc tạo thành tồn muối Tali(III) Tali(I) Kim loại B Al Ga In Tl I1 (eV) 8,3 5,95 5,8 6,01 Tính kim loại nguyên tố nhóm IIIA biến thiên tuyến tính không tăng dần từ xuống KL kiềm thổ ∗Từ Al đến Ga: tính kim loại giảm xuống tổng I tăng (vì ga dứng sau KL chuyển tiếp nên chịu ảnh hưởng co d) ∗Từ Ga đến In tính kim loại tăng I giảm, từ In đến Tl lại giảm I tăng( Tl đứng sau kl nhóm lantanoit nên chịu ảnh hưởng co f) Kim loại Al Ga In Tl E (V) ( Thế điện cực) -1,62 -0,53 -0,34 +0,71 (M3+ + 3e M) ∗Các ion hidrat hóa ion Al3+, Ga3+ In3+ dễ hình thành dung dịch (thế điện cực chuẩn trình M 3+ ∗ Riêng Tl không dễ 3e hóa trị dd nước(Thế điện cực chuẩn + 0,71) * Bo không tạo nên cation dung dịch nên E xác định không + 3e → M âm) 02 BO Tính chất vật lí -Bo có ba dạng tinh thể nghiên cứu dạng mặt thoi ampha, dạng mặt thoi beta dạng tứ phương -Bo tinh thể tinh khiết màu thường có màu sám đen có lẫn tạp chất borua kim loại - Bo có ánh kim cứng gần kim cương - Khó nóng chảy, chất dẫn điện độ dẫn điện tăng theo nhiệt độ Tính chất hóa học •Trong điều kiện thường Bo trơ mặt hóa học • Tương tác trực tiếp với flo: B + 3F = BF3 • • Khi đun nóng tương tác với nhiều nguyên tố: - Cháy không khí 7000 C: 4B +3O2 = 2B2 O3 - Tương tác với nito 2800 2B + N2 = 2BN Bo không tan dd HCl HF mà tan chậm dd đậm đặc HNO3 , H2 SO4 , H2 O2 B + 3HNO3 = H3 BO3 - Tan kiềm đặc nóng: 2B + 2NaOH + 2H2 O - + 3NO2 = 2NaBO2 + 3H2 Trạng thái tự nhiên 10 •Bo tương đối phổ biến tự nhiên -Khoáng chất borac (Na2 B6 O7 MgCl2 ), keenit (Na2 B4 O7 4H2 O ) xaxolin (H3 BO3 ) Ngoài số khoáng chất khác chứa poliborat colemamit, inđecmit, borasit -Bo thấy thép để tặng độ cứng cho thép Oxit boric 26 A, Cấu trúc tính chất vật lý: - Tồn dạng: + Dạng thủy tinh: dạng khối rắn, không màu, dòn, đun nóng mềm tạo khối nhớt + Dạng tinh thể: cấu trúc gồm nhóm tứ diện lệch BO4 nối với - Nóng chảy: 450°C, sôi 2250°C Hơi gồm phân tử B2O3 B, Tính chất hóa học: - Tác dụng với Bo tạo (BO)n 1050°C Ở 1300-1500°C bay tạo B2O2 - Với nước: B2O3 + 3H20 = 2H3B03 - Hòa tan oxit kim loại tt nóng chảy: CaO + B2O3 = CaB2O4 - Tác dụng với P4O10: 2B2O3 + P4O10 = 4PBO4 C, Công dụng điều chế: - Công dụng: điều chế thủy tinh men đồ sắt Điều chế: nhiệt phân axit boric Axit boric (axit orthoboric) A, Cấu tạo tính chất vật lý: - Dạng tinh thể, suốt, màu trắng Tan vừa phải, không bay 28 - Tinh thể: gồm lớp song song, lớp có liên kết hidro B, Tính chất hóa học: - Đun nóng: H3BO3 -> HBO2 -> B2O3 (axit metaboric) + axit metaboric có dạng thù hình, HBO2 dạng tà phương: - Axit nấc yếu: H3BO3 + H2O = [B(OH)4]- + H+ - Khi trung hòa: tùy cation tạo borat khác nhau: Ca(H2BO3)2, AgBO2, Na2B4O7, : 4HBO3 + 2NaOH = Na2B4O7 + H2O + Muối orthoborat tạo ra: 2H3BO3 + 3Na2CO3 = 2Na3BO3 + 3H2O + 3CO2 - Td với rượu tạo este: H3BO3 + 3CH3OH = B(OCH3)3 + 3H2O C, Công dụng điều chế: - Công dụng: điều chế thủy tinh men đồ sắt - Điều chế: + Khai thác trực tiếp từ thiên nhiên: khoáng vật xaxolin,… + Từ borac: Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl Borac 33 A, Cấu tạo tính chất vật lý: Na2B4O7.10H2O B, Tính chất hóa học: - Bị thủy phân: Na2B4O7 + 7H2O = 4H3BO3 + NaOH - Đun nóng: tạo muối khan nóng chảy có khả td với oxit kim loại: Na2B4O7 + CoO = 2NaBO2.Co(BO2)2 (xanh chàm) 3Na2B4O7 + Cr2O3 = 6NaBO2.2Cr(BO2)3 (lục) C, Công dụng điều chế: - Trong hóa phân tích: dùng borac tinh khiết làm chất đầu chuẩn độ axit pha dd đệm - Chế tạo thủy tinh quang học, men đồ sứ đồ sắt - Đánh kim loại trước hàn => gọi hàn the - Chế bột giặt 36 06 Nhận biết hợp chất Bo Bo 37 - Bo tinh thể không màu thường có màu đen xám lẫn tạp chất, có ánh kim - Không td với axit thường, td chậm với axit đặc nóng HNO3 tạo axit boric tan đ kiềm nóng chảy tạo borat Oxit boric 38 - Hút ẩm mạnh, tan nước tạo axit boric Qua trình tỏa nhiệt mạnh 3 Axit Axit boric boric - Dạng tinh thể suốt màu trắng, có hình vảy nhỏ, sờ vào thấy nhớt - Dựa vào tính chất td với rượu (có mặt axit sunfuric): H3BO3 + 3CH3OH = B(OCH3)3 + 3H2O Trimetyl borat chất lỏng không màu dễ bay hơi, đốt cháy cho lửa màu lục đậm nên nhận biết Muối borat 39 - Dựa vào màu sắc đặc trưng muối để nhận biết muối borat cho borac khan nóng chảy td với oxit kim loại: Na2B4O7 + CoO = 2NaBO2.Co(BO2)2 (xanh chàm) 3Na2B4O7 + Cr2O3 = 6NaBO2.2Cr(BO2)3 (lục) - Nhận biết thông qua axit boric nhờ phản ứng với rượu Xin cảm ơn [...]... - Các bo hidrua kết hợp lại với nhau tạo thành các boran Như: B2H6, B4H10, B5H9, B6H10,… - Cấu tạo của đi boran B2H6: - Liên kết B – H – B là liên kết ba tâm Trong B2H6 có 2 liên kết ba tâm Hình thành nhờ sự che phủ của 2 obitan lai hóa ở 2 nguyên tử B với obitan 1s của nguyên tử H cầu nối có 1 electron độc thân • - Các Boran khác: Trong các boran bậc cao có những liên kết nhiều tâm hơn nữa giữa các. .. các nguyên tử B với nhau 2 Tính chất vật lý - 17 Điều kiện thường: B2H6 và B4H10 là chất khí, B5H9,B5H11 và B6H10 là chất lỏng, còn lại là chất rắn - Mùi khó chịu và rất độc Boran Nhiệt độ nóng Nhiệt độ sôi, °C chảy, °C B2H6 -165,6 -92,5 B4H10 -120 18 -46,6 48 -123 63 -65 0 99,7 213 B5H9 B5H11 B6H10 B10H14 3 Tính chất hóa học - 18 Kém bền, hoạt động về mặt hóa học Đun nóng:phân hủy thành các nguyên tố. .. B10H4 và H2 20 04 So sánh hợp chất của bo với nitơ với các h ợp chất tương tự của cacbon 21 1 Borazol và benzen: Borazol Giống nhau Benzen - Khối lượng phân tử và cấu tạo giống nhau: - Borazol cho những dẫn xuất tương tự dẫn suất của benzen - Giải thích: là do kết quả của sự tương đương về tổng số electron giữa 2 nguyên tử B và N với 2 nguyên tử C: Nguyên tử B kém C 1e nhưng nguyên tử N hơn C 1e Khác nhau... xaxolin,… + Từ borac: Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H 3BO3 + 2NaCl 3 Borac 33 A, Cấu tạo và tính chất vật lý: Na2B4O7.10H2O B, Tính chất hóa học: - Bị thủy phân: Na2B4O7 + 7H2O = 4H 3BO3 + 2 NaOH - Đun nóng: tạo muối khan nóng chảy có khả năng td với oxit kim loại: Na2B4O7 + CoO = 2NaBO2.Co (BO2 )2 (xanh chàm) 3Na2B4O7 + Cr2O3 = 6NaBO2.2Cr (BO2 )3 (lục) C, Công dụng và điều chế: - Trong hóa phân tích: dùng borac tinh... P4O10 = 4PBO4 C, Công dụng và điều chế: - Công dụng: điều chế thủy tinh và men đồ sắt Điều chế: nhiệt phân axit boric 2 Axit boric (axit orthoboric) A, Cấu tạo và tính chất vật lý: - Dạng tinh thể, trong suốt, màu trắng Tan vừa phải, không bay hơi 28 - Tinh thể: gồm các lớp song song, mỗi lớp có liên kết hidro B, Tính chất hóa học: - Đun nóng: H 3BO3 -> HBO2 -> B2O3 (axit metaboric) + axit metaboric có... 4HF = NH4 BF4 24 25 05 Oxit boric, Axit boric, Borac 1 Oxit boric 26 A, Cấu trúc và tính chất vật lý: - Tồn tại 2 dạng: + Dạng thủy tinh: dạng khối rắn, không màu, dòn, đun nóng sẽ mềm và tạo khối nhớt + Dạng tinh thể: cấu trúc gồm những nhóm tứ diện lệch BO4 nối với nhau - Nóng chảy: 450°C, sôi ở 2250°C Hơi gồm những phân tử B2O3 B, Tính chất hóa học: - Tác dụng với Bo tạo (BO) n ở 1050°C Ở 1300-1500°C... (axit metaboric) + axit metaboric có 3 dạng thù hình, HBO2 là dạng tà phương: - Axit một nấc và rất yếu: H 3BO3 + H2O = [B(OH)4]- + H+ - Khi trung hòa: tùy cation tạo các borat khác nhau: Ca(H 2BO3 )2, AgBO2, Na2B4O7, : 4HBO3 + 2NaOH = Na2B4O7 + 7 H2O + Muối orthoborat được tạo ra: 2H 3BO3 + 3Na2CO3 = 2Na 3BO3 + 3H2O + 3CO2 - Td với rượu tạo este: H 3BO3 + 3CH3OH = B(OCH3)3 + 3H2O C, Công dụng và điều chế:... 22 2 Các hợp chất khác: - H3N–BN3 giống với H3C–CH3 - H2N=BH2 giống với H2C=CH2 - HN≡BH giống với HC≡CH 23 3 Bonitrua và cacbon •Bonitrua dạng kim cương có cấu trúc tinh thể giống với kim cương -Trong mỗi tinh thể, nguyên tử B và nuyên tử N đều ở dạng lai hóa sp3 giống với kim cương - Với mạng lưới tinh thể kiểu nguyên tử bonitrua có độ cứng không kém kim cương do mỗi nguyên tử B liên kết cộn hóa trị... bốn nguyên tử N chung quanh hình thành tứ diện đều Kim cương cũng vậy các nguyên tử cacbon được xếp thành tinh thể đều đặn, mỗi nguyên tử cacbon nối chặt chẽ với 4 nguyên tử chung quanh, tạo nên một tinh thể có cấu trúc rất bền chắc nên có độ cứng rất cao -Bo nitrua bền với nhiệt hơn Khi đun nóng ở tron chân không đến 27000C, 0 nó không hề bị biến đổi và ở trong không khí đến 2000 C chỉ bị oxi hóa. .. khoảng 800 °C, nếu có đủ ôxy Bo nitrua dạng than chì có kiến trúc lớp giống như than chì: - Trong mỗi lớp, nguyên tử B cũng như nguyên tử N đều ở dạng lai hóa sp 2 khoảng cách liên kết 0 B – N là 1,446 A * Giống nhau: - Mềm như than chì - Khó nóng chảy và bền nhiệt như than chì * Khác nhau: -Bo nitrua dạng than chì có màu trắng còn than chì có màu đen -Bo nitrua kém bền hóa học hơn than chì: Bị nước