Lý thuyết Hóa học 12 Bài 20: Sơ lược về kim lại chuyển tiếp dãy thứ nhất - Cánh diều
Haylamdo biên soạn tóm tắt lý thuyết Hóa 12 Bài 20: Sơ lược về kim lại chuyển tiếp dãy thứ nhất sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 12 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 12.
Lý thuyết Hóa 12 Bài 20: Sơ lược về kim lại chuyển tiếp dãy thứ nhất - Cánh diều
I. KHÁI QUÁT VỀ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT
1. Đặc điểm cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
- Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 21 (Sc) đến 29 (Cu), thuộc chu kì 4.
Bảng: Một số đặc điểm nguyên tử của nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
|
Nguyên tử |
Cấu hình electron nguyên tử |
Độ âm điện (theo Pauling) |
|
Scandium (Sc) |
ls22s22p63s23p63d14s2 |
1,36 |
|
Titanium (Ti) |
ls22s22p63s23p63d24s2 |
1,54 |
|
Vanadium (V) |
ls22s22p63s23p63d34s2 |
1,63 |
|
Chromium (Cr) |
ls22s22p63s23p63d54s1 |
1,66 |
|
Manganese (Mn) |
ls22s22p63s23p63d54s2 |
1,55 |
|
Sắt (Fe) |
ls22s22p63s23p63d64s2 |
1,83 |
|
Cobalt (Co) |
ls22s22p63s23p63d74s2 |
1,88 |
|
Nickel (Ni) |
ls22s22p63s23p63d84s2 |
1,91 |
|
Đồng (Cu) |
ls22s22p63s23p63d104s1 |
1,90 |
- Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố trong dãy từ Sc đến Cu có xu hướng xếp đầy electron ở phân lớp 4s và tăng dần số electron ở phân lớp 3d. Cấu hình electron của nguyên tử Cr và nguyên tử Cu là ngoại lệ.
- Nguyên tử của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có electron hoá trị ở phân lớp 4s và phân lớp 3d.
2. Số oxi hoá và màu sắc của các ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
- Do có nhiều electron hoá trị, đồng thời có độ âm điện nhỏ nên nguyên tử của nguyên tố kim loại chuyển tiếp thể hiện nhiều số oxi hoá dương khác nhau.
Bảng: Các số oxi hoá phổ biến của một số nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
|
Nguyên tố |
Số oxi hoá phổ biến |
|
Chromium (Cr) |
+3, +6 |
|
Manganese (Mn) |
+2, +4, +7 |
|
Sắt (Fe) |
+2, +3 |
|
Đồng (Cu) |
+2 |
- Các nguyên tử của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất tạo nhiều ion khác nhau.
Bảng: Cấu hình electron của một số cation kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
|
Cation |
Cấu hình electron |
|
Fe2+ |
ls22s22p63s23p63d6 |
|
Fe3+ |
ls22s22p63s23p63d5 |
|
Cr3+ |
ls22s22p63s23p63d3 |
|
Cu2+ |
ls22s22p63s23p63d9 |
- Cation kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất và hợp chất của chúng thường có màu sắc đặc trưng. Dựa trên sự khác biệt về màu sắc này, có thể nhận biết được sự có mặt của cation kim loại chuyển tiếp trong dung dịch.
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP
1. Tính chất vật lý
- Các kim loại chuyển tiếp thường có khối lượng riêng lớn, cứng và khó nóng chảy.
- Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất và kim loại họ s thuộc cùng chu kì thường có sự khác biệt đáng kể về một số tính chất vật lí. Chẳng hạn so với calcium:
+ Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có khối lượng riêng, độ cứng và nhiệt độ nóng chảy cao hơn.
+ Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (trừ đồng) có khả năng dẫn điện thấp hơn.
2. Một số ứng dụng từ tính chất vật lý
- Do có độ cứng vừa phải nên đồng dễ gia công tạo các sản phẩm. Vì độ cứng vừa phải và dẫn điện tốt nên đồng được sử dụng làm dây dẫn trong các thiết bị và mạng lưới diện gia dụng.
- Nhờ có độ cứng cao đồng thời bền trước tác động của các tác nhân ăn mòn nên chromium được dùng làm lớp bảo vệ chống ăn mòn cho các dụng cụ, máy móc, thiết bị, xe cộ, đồ gia dụng,...
- Ứng dụng phổ biến của kim loại chuyển tiếp là tạo các hợp kim có các tính chất đáp ứng nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Ví dụ: Hợp kim Fe-Ti không bị gỉ và chịu được nhiệt độ cao; hợp kim Fe-Cr không bị gỉ và rất cứng.