Lý thuyết Hóa học 12 Bài 27: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất - Kết nối tri thức
Haylamdo biên soạn tóm tắt lý thuyết Hóa 12 Bài 27: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất sách Kết nối tri thức 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 27: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất - Kết nối tri thức
I. ĐƠN CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT
1. Đặc điểm cấu tạo nguyên tử
- Các nguyên tố từ Sc (Z = 21) đến Cu (Z = 29) được gọi là nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất.
- Cấu hình electron của nguyên tử các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất được cho trong bảng sau:
- Đặc điểm cấu hình electron trong nguyên tử của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đều có lớp vỏ bên trong của khí hiếm Ar. Số electron trên phân lớp 3d tăng dần từ 1 (ở Sc) đến 10 (ở Cu). Trong khi đó trên phân lớp 4s, số electron thường bằng 2 (trừ Cr và Cu).
- Nguyên tử của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nhiều electron hoá trị thuộc phân lớp 3d và 4s nên kim loại chuyển tiếp dây thứ nhất thường tạo thành các hợp chất với nhiều số oxi hoá khác nhau.
Chú ý:
+ Kim loại chuyển tiếp gồm toàn bộ các nguyên tố họ d và họ f, đều thuộc nhóm B trong bảng tuần hoàn
+ Nguyên tố họ d gồm 4 dãy: dãy 3d (chu kì 4), dãy 4d (chu kì 5), dãy 5d (chu kì 6) và dãy 6d (chu kì 7). Nguyên tố họ f gồm 2 dãy: dãy 4f (họ lanthanides, chu kì 6) và dãy 5f (họ actinides, chu kì 7).
2. Tính chất vật lí và ứng dụng của kim loại chuyển tiếp
|
Tính chất |
Đặc điểm |
Ứng dụng |
|
Nhiệt độ nóng chảy |
Khó nóng chảy, đặc biệt là vanadium, chromium và cobalt. |
Chế tạo dụng cụ, máy móc, thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao. |
|
Độ cứng |
Khá cao, chromium là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại. |
Chế tạo hợp kim không gỉ hoặc siêu cứng để sản xuất dụng cụ y tế, nhà bếp, vòng bi, mũi khoan,... |
|
Khối lượng riêng |
Scandium và titanium tương đối nhẹ. Các kim loại khác đều là kim loại nặng. |
Chế tạo vật liệu hàng không, gọng kính. Sản xuất phương tiện giao thông, máy móc, bệ máy,... |
|
Độ dẫn điện |
Tương đối tốt, đồng là kim loại dẫn điện tốt (chỉ sau bạc). |
Chế tạo dây dẫn, thiết bị điện,... |
|
Độ dẫn nhiệt |
Tương đối tốt, điển hình là đồng. |
Chế tạo thiết bị nồi hơi thiết bị trao đổi nhiệt, đồ gia dụng,.. |
II. HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT
1. Số oxi hoá của nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất trong hợp chất
- Do có nhiều electron hoá trị (ở phân lớp 4s và 3d) nên các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất có khả năng tạo ra các hợp chất với nhiều trạng thái oxi hoá khác nhau.
- Khi tham gia phản ứng hoá học, nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất ưu tiên nhường electron ở phân lớp 4s trước rồi đến electron ở phân lớp 3d, tạo thành các cation tương ứng.
Ví dụ:
2. Màu sắc của các ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
Các ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có màu sắc phong phú.
3. Chuẩn độ iron(II) sulfate bằng thuốc tím
Trong phòng thí nghiệm, nồng độ iron(II) sulfate có thể được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch thuốc tím trong môi trường sulfuric acid theo phương trình hoá học:
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
4. Nhận biết một số ion kim loại chuyền tiếp
Trong hoá học, các ion kim loại chuyển tiếp thường được nhận biết dựa vào màu sắc đặc trưng của ion, của hợp chất ít tan hoặc của phức chất tương ứng.
