So Tay Hoa Hoc Pho Thong

Nguyên tử là hạt nhỏ nhất không th ể phân chia về mặt hoá học

Page 1 of 166

Nguyên tử

Nguyên t ử ử là hạt nhỏ nhất không thể phân chia v ề mặt hoá học, tham gia t ạo thành phân t ử. Nguyên tử là m ột hệ trung hoà điện gồm:

ng ở tâm nguyên tử.  Hạt nhân tích điện dươ ng ng âm chuy ển động xung quanh h ạt nhân.  Các electron mang điện tích dươ ng Nguyên tố hoá học Nguyên t ố ố hoá học là t ập hợ p các nguyên t ử có điện tích h ạt nhân bằng nhau. Các d ạng nguyên

tử của một nguyên tố có kh ối lượ ng ng khác nhau g ọi là các đồng vị của nguyên t ố đ ố đó. Ví d ụ: Nguyên t ố cacbon có 2 đồng v ị là số dướ i là điện tích hạt nhân).

và

(chỉ số trên là kh ối lượ ng ng nguyên t ử, chỉ

Phân tử

Phân t ử ử là h ạt nh ỏ nhất c ủa m ột ch ất có kh ả năng t ồn tại độc l ập và còn mang nh ững tính ch ất hoá học cơ bản của chất đó.

Đơ n chất Đơ n chấ t t là ch ất tạo thành từ một nguyên t ố hoá học. Ví d ụ: O2, H2, Cl2, ... Một nguyên t ố hoá h ọc có thể tạo thành m ột s ố dạng đơ n chất khác nhau g ọi là các d ạng thù hình c ủa nguyên t ố đ ó. Ví d ụ:

- Cacbon tồn tại ở 3 dạng thù hình là cacbon vô định hình, than chì và kim c ươ ng. ng. - Oxi t ồn tại ở 2 dạng thù hình là oxi (O 2) và ozon (O 3). Hợ p chất

H ợ ợ p chấ t t là chất cấu tạo t ừ hai hay nhi ều nguyên t ử hoá h ọc. Ví d ụ: H 2O, NaOH, H 2SO4,... Nguyên tử khối

ng của một nguyên t ử biểu diễn bằng đơ n vị cacbon (đ.v.C). Nguyên t ử ử khố i (NTK) là kh ối lượ ng Chú ý : Khác vớ v ớ i nguyên tử t ử khố khối, khố khối lượ lượ ng ng nguyên tử t ử (KLNT) cũ cũng là khố kh ối lượ lượ ng ng củ của mộ một nguyên tử tử như nhưng biể bi ểu diễ diễn bằ bằng kg. Ví d ụ: KLNT c ủa hiđ ro ro bằ ng ng 1.67.10 -27 kg, của cacbon b ằ ng ng 1,99.10 -26 .


Page 2 of 166

Phân tử khối

ng của một phân tử biểu diễn bằng đơ n vị cacbon (đ.v.C). Phân t ử ử khố i (PTK) là khối lượ ng Ví d ụ: PTK của H2O = 2 + 16 = 18 đ.v.C, của NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 đ.v.C. ử , khố i lượ ng ử cũng đượ c biể u di ễ n bằ ng Chú ý: Gi ố ng ng như khố i lượ ng ng nguyên t ử ng phân t ử ng kg và b ằ ng ng ổ ng ử t ạo thành phân t ử ử . t ổ ng khố i lượ ng ng các nguyên t ử Mol

Mol là lượ ng ng ch ất chứa 6,02.1023 hạt đơ n vị (nguyên tử, phân tử, ion, electron, ...)

- Số 6,02.1023 đượ c gọi là số Avôgađrô và ký hi ệu là N (N = 6,02.1023). Nh ư vậy: 1 mol nguyên t ử Na ch ứa N nguyên t ử Na. 1 mol phân t ử H2SO 4 chứa N phân t ử H2SO4 1 mol ion OH - chứa N ion OH -. - Khố i lượ ng ng c ủa 1 mol chấ t tính ra gam đượ c g ọi là khố i lượ ng ng mol của chấ t t đ ó và ký hi ệu là M.

Khi nói về mol và khối lượ ng ng mol cần chỉ rõ của loại hạt nào, nguyên t ử, phân t ử, ion, electron... Ví dụ: - Khối lượ ng ng mol nguyên t ử oxi (O) b ằng 16g, nhưng khối lượ ng ng mol phân tử oxi (O2) bằng 32g. - Khối lượ ng ng mol phân t ử H2SO4 bằng 98g, nhưng khối lượ ng ng mol ion

bằng 96g.

Như vậy khái niệm nguyên t ử gam, phân t ử gam chỉ là những trườ ng ng h ợ p cụ thể của khái ni ệm khối lượ ng ng mol. - Cách tính số mol chấ t.t. Số mol n của chất liên h ệ vớ i khối lượ ng ng a (tính ra gam) và kh ối lượ ng ng mol M c ủa chất đó bằng công thức:

ng hỗn h ợ p và + Đố i v ớ i hỗn h ợ p các chất, lúc đó n là t ổng s ố mol các ch ất, a là tổng kh ối lượ ng M tr ở thành khối lượ ng ng mol trung bình M, (vi ết tắt là khối lượ ng ng mol trung bình).


Page 3 of 166

+ Đố i vớ i chất khí, n đượ c tính bằng công th ức:

Trong đó, V 0 là thể tích của chất khí hay hỗn hợ p khí đo ở đ ktc (00C, 1 atm). Phản ứ ng ng hoá h ọc: Quá trình biến đổi các ch ất này thành các ch ất khác đượ c gọi là phản ứ ng ng hoá học. Trong phản ng kh ố i lượ ng ng các ch ấ t tham gia ph ản ứ ng ng bằ ng ng t ổ ng kh ố i lượ ng ng các ch ấ t t ạo ứng hoá học t ổ ổ ng ổ ng thành sau phản ứ ng. ng. Các dạng ph ản ứng hoá h ọc cơ bản: a) Phản ứ ng ng phân tích là phản ứng trong đó một chất bị phân tích thành nhi ều chất mớ i.i. Ví d ụ: CaCO3 = CaO + CO2 ↑ b) Phản ứ ng ng k ế ế t hợ p là phản ứng trong đó hai hay nhi ều ch ất kết hợ p v ớ i nhau tạo thành m ột chất mớ i.i. Ví d ụ.

BaO + H 2O = Ba(OH)2. c) Phản ứ ng ng thế là phản ứng trong đó nguyên t ử của ngyên tố này ở dạng đơ n chất thay th ế nguyên tử của nguyên t ố khác trong hợ p chất. Ví d ụ. Zn + H 2SO4 loãng = ZnSO 4 + H 2 ↑ d) Phản ứ ng ng trao đổ i là phản ứng trong đó các h ợ p ch ất trao đổi nguyên tử hay nhóm nguyên tử vớ i nhau. Ví d ụ. BaCl2 + NaSO4 = BaSO4 + 2NaCl. e) Phản ứ ng ng oxi hoá - kh ử Hiệu ứ ng ng nhiệt của phản ứ ng. ng. a) Năng lượ ng ng lượ ng ng liên k ế ng lượ ng ng đượ c gi ải phóng khi hình thành ng liên kết. N ă ă ng ế t là nă ng liên k ế ết hoá học t ừ ừ các nguyên t ố ố cô lậ p. Năng lượ ng ng liên kết đượ c tính b ằng kJ/mol và ký hi ệu là E 1k. Ví dụ năng lượ ng ng liên kết của một số mối liên kết như sau. H-H Cl - Cl H - Cl E1k = 436 242 432 b) Hiệu ứ ng p thụ trong m ột phản ứ ng ng hoá h ọc. ng nhiệt của phản ứ ng ng là nhiệt toả ra hay hấ Hiệu ứng nhiệt đượ c tính bằng kJ/mol và ký hi ệu là Q. Khi Q >0: phản ứng toả nhiệt. Khi Q<0: ph ản ứng thu nhi ệt. Ví d ụ:


Page 4 of 166

CaCO3 = CaO + CO2 ↑ - 186,19kJ/mol.

Phản ứng đốt cháy, phản ứng trung hoà thuộc loại phản ứng toả nhiệt. Phản ứng nhi ệt phân thườ ng là ph ản ứng thu nhiệt. - Muốn tính hi ệu ứng nhi ệt của các ph ản ứng tạo thành các h ợ p chất từ đơ n chất hoặc phân hu ỷ một hợ p chất thành các đơ n chất ta dựa vào năng lượ ng liên k ết. Ví d ụ: Tính năng lượ ng toả ra trong ph ản ứng. H2 + Cl 2 = 2HCl. Dựa vào năng lượ ng liên kết (cho ở trên) ta tính đượ c. Q = 2E 1k (HCl) - [E1k(H2) + E 1k(Cl2)] = 2 . 432 - (436 + 242) = 186kJ/mol. - Đối vớ i phản ứng ph ức tạp, muốn tính hiệu ứng nhiệt của ph ản ứng ta dựa vào nhiệt tạo thành c ủa các ch ất (từ đơ n chất), do đó đơ n chấ t trong phản ứ ng không tính đế n (ở phản ứng trên, nhiệt tạo thành HCl là 186/2 = 93 kJ/mol Ví d ụ: Tính kh ối lượ ng h ỗn hợ p gồm Al và Fe 3O4 cần phải lấy để khi ph ản ứng theo ph ươ ng trình. toả ra 665,25kJ, biết nhiệt tạo thành của Fe3O4 là 1117 kJ/mol, của Al2O3 là 1670 kJ/mol. Giải: Tính Q của phản ứng: 3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe (1) Theo (1), khối l ượ ng hỗn hợ p hai chất phản ứng vớ i nhi ệt l ượ ng Q là : 3 . 232 + 8 . 27 = 912g Để tỏa ra l ượ ng nhi ệt 665,25 kJ thì khối l ượ ng hỗn hợ p cần l ấy :

Tốc độ phản ứ ng và cân bằng hoá h ọc.

a) Định nghĩ a: T ố c độ phản ứ ng là đại lượ ng biể u th ị mứ c độ nhanh chậm c ủa ph ản ứ ng. Ký hiệu là V p.ư .

Trong đó : C1 là nồng độ đầ u của chất tham gia ph ản ứng (mol/l). C2 là nồng độ của chất đó sau t giây phản ứng (mol/l). b) Các yế u t ố ảnh hưở ng đế n t ố c độ phản ứ ng:  Phụ thuộc bản chất của các ch ất phản ứng.


Page 5 of 166

 Tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận vớ i nồng độ các ch ất tham gia ph ản ứng. Ví dụ, có ph ản ứng. A + B = AB. Vp.ư = k . CA . CB. Trong đó, k là hằng số tốc độ đặc trưng cho m ỗi phản ứng.  Nhiệt độ càng cao thì t ốc độ phản ứng càng l ớ n.  Chất xúc tác làm t ăng t ốc độ phản ứng nh ưng b ản thân nó không b ị thay đổi v ề số lượ ng và bản chất hoá học sau ph ản ứng. c) Phản ứ ng thuận nghịch và tr ạng thái cân b ằ ng hoá học.  Phản ứng m ột chiều (không thu ận nghịch) là phản ứng chỉ xảy ra một chiều và có th ể xảy ra đến mức hoàn toàn. Ví d ụ:  Phản ứ ng thu ận nghịch là phản ứng đồng th ờ i xảy ra theo hai chi ều ngượ c nhau.

Ví d ụ:

CH3COOH + CH3OH

CH3COOCH3 + H2O

 Trong hệ thuận ngh ịch, khi tốc độ phản ứng thuận (v t) bằng t ốc độ phản ứng nghịch (vn) thì hệ đạ t t ớ i tr ạng thái cân b ằ ng. Ngh ĩ a là trong hệ, ph ản ứng thu ận và phản ứng nghịch v ẫn x ảy ra nhưng nồng độ các ch ất trong hệ thống không thay đổi. Ta nói hệ ở tr ạng thái cân b ằ ng động.  Trạng thái cân b ằng hoá học này sẽ bị phá vỡ khi thay đổi các điều kiện bên ngoài nh ư nồng độ , nhiệt độ , áp suấ t (đối vớ i phản ứng của chất khí). Hiệu suất phản ứ ng. Có phản ứng: A+B=C+D Tính hiệu suất phản ứng theo sản phẩm C hoặc D:

Trong đó: qt là lượ ng th ực tế tạo thành C ho ặc D. qlt là lượ ng tính theo lý thuy ết, ngh ĩ a là lượ ng C hoặc D tính đượ c vớ i giả thiết hiệu suất 100%. Chú ý :  Khi tính hiệu suất phản ứng phải tính theo chất sản phẩm nào tạo thành từ chất đầu thiếu, vì khi kết thúc phản ứng chất đầu đó phản ứng hết.

 Có thể tính hiệu suất phản ứng theo chất phản ứng A hoặc B tuỳ thuộc vào ch ất nào thiếu.  Cần phân bi ệt giữa % chất đã tham gia ph ản ứng và hi ệu suất phản ứng. Ví d ụ: Cho 0,5 mol H 2 tác dụng vớ i 0,45 mol Cl2, sau phản ứng thu đượ c 0.6 mol HCl. Tính hiệu suất phản ứng và % các ch ất đã tham gia phản ứng. Giải: Phươ ng trình ph ản ứng:


Page 6 of 166

H2 + Cl2 = 2HCl Theo phươ ng trình ph ản ứng và theo đầu bài, Cl2 là chất thiếu, nên tính hiệu suất phản ứng theo Cl2:

Còn % Cl2 đã tham gia ph ản ứng =

% H2 đã tham gia ph ản ứng =

Như vậy % chấ t thiế u đ ã tham gia ph ản ứ ng bằ ng hiệu suấ t phản ứ ng.  Đối vớ i trườ ng hợ p có nhiều phản ứng xảy ra song song, ví dụ phản ứng crackinh butan:

C ần chú ý phân bi ệt: + Nếu nói "hiệu suất phản ứng crackinh", t ức chỉ nói phản ứng (1) và (2) vì ph ản ứng (3) không phải phản ứng crackinh. + Nếu nói "% butan đã tham gia ph ản ứng", tức là nói đến cả 3 ph ản ứng. + Nếu nói "% butan b ị crackinh thành etilen" t ức là ch ỉ nói phản ứng (2). Cấu tạo nguyên tử .

Nguyên tử gồm hạt nhân tích điện dươ ng (Z+) ở tâm và có Z electron chuy ển động xung quanh hạt nhân. 1. H ạ t nhân: H ạt nhân g ồm:

 Proton: Điện tích 1+, khối lượ ng bằng 1 đ.v.C, ký hiệu số ghi dướ i là điện tích).

(chỉ số ghi trên là kh ối lượ ng, chỉ

 N ơ tron: Không mang điện tích, khối lượ ng bằng 1 đ.v.C ký hiệu Như vậy, đ iện tích Z của hạt nhân bằ ng t ổ ng số proton . * Khố i lượ ng của h ạt nhân coi nh ư bằ ng khố i lượ ng của nguyên t ử (vì khối lượ ng c ủa electron nhỏ không đáng kể) bằng tổng số proton (ký hi ệu là Z) và số nơ tron (ký hi ệu là N): Z + N ≈ A. A đượ c gọi là số khố i. * Các d ạng đồng v ị khác nhau của m ột nguyên tố là nh ững dạng nguyên t ử khác nhau có cùng


Page 7 of 166

số proton nh ưng khác số nơ tron trong hạt nhân, do đó có cùng đ iện tích h ạt nhân nh ưng khác nhau về khối lượ ng nguyên tử, tức là số khố i A khác nhau .

ứ ng hạt nhân: Phản ứng hạt nhân là quá trình làm bi ến đổi những hạt nhân của nguyên tố này thành h ạt nhân c ủa những nguyên tố khác. Trong phản ứng h ạt nhân, t ổ ng số proton và t ổn g số khố i luôn đượ c bảo toàn. Ví d ụ: 2. Phản

Vậy X là C. Ph ươ ng trình ph ản ứng hạt nhân.

3. Cấu tạo vỏ electron của nguyên tử .

Nguyên tử là hệ trung hoà điện, nên số electron chuy ể n động xung quanh h ạt nhân bằ ng số đ iện tích d ươ ng Z của hạt nhân. Các electron trong nguyên t ử đượ c chia thành các l ớ p, phân lớ p, obitan. a) Các lớ p electron. Kể từ phía hạt nhân trở ra đượ c ký hiệu: Bằng số thứ tự n = 1 2 3 4 5 6 7 … Bằng ch ữ tươ ng ứng: K L M N O P Q … Những electron thu ộc cùng m ột lớ p có năng l ượ ng g ần bằng nhau. L ớ p electron càng g ần hạt nhân có m ức năng lượ ng càng th ấp, vì vậy lớ p K có năng lượ ng th ấp nhất. Số electron tối đa có trong l ớ p thứ n bằng 2n 2. Cụ thể số electron tối đa trong các lớ p nh ư sau: Lớ p : KLMN… Số electron tối đa: 2 8 18 32 … b) Các phân l ớ p electron. Các electron trong cùng m ột lớ p lại đượ c chia thành các phân l ớ p. Lớ p thứ n có n phân l ớ p, các phân lớ p đượ c ký hiệu b ằng chữ : s, p, d, f, … kể từ hạt nhân trở ra. Các electron trong cùng phân l ớ p có năng lượ ng b ằng nhau. Lớ p K (n = 1) có 1 phân l ớ p : 1s. Lớ p L (n = 2) có 2 phân l ớ p : 2s, 2p. Lớ p M (n = 3) có 3 phân l ớ p :3s, 3p, 3d. Lớ p N (n = 4) có 4 phân l ớ p : 4s, 4p, 4d, 4f. Thứ tự mức năng lượ ng của các phân l ớ p xếp theo chi ều tăng dần nh ư sau : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s… Số electron tối đa của các phân l ớ p như sau: Phân lớ p : s p d f. Số electron tối đa: 2 6 10 14. c) Obitan nguyên t ử : là khu v ự c không gian xung quanh h ạt nhân mà ở đ ó khả nă ng có mặ t electron là lớ n nhấ t (khu vực có mật độ đ ám mây electron l ớ n nhất). Số và dạng obitan ph ụ thuộc đặc điểm mỗi phân l ớ p electron.


Page 8 of 166

Phân lớ p s có 1 obitan d ạng hình cầu. Phân lớ p p có 3 obitan d ạng hình s ố 8 nổi. Phân lớ p d có 5 obitan, phân l ớ p f có 7 obitan. Obitan d và f có d ạng phức tạp hơ n. M ỗi obitan ch ỉ chứ a t ố i đ a 2 electron có spin ng ượ c nhau. M ỗi obitan đượ c ký hiệu b ằng 1 ô vuông (còn gọi là ô l ượ ng tử), trong đó nếu ch ỉ có 1 electron ta gọi đó là electron độc thân, nếu đủ 2 electron ta gọi các electron đã ghép đôi. Obitan không có electron gọi l obitan trống.

4. Cấu hình electron và sự phân bố electron theo obitan. a) Nguyên lý vữ ng b ề n: trong nguyên t ử , các electron lần l ượ t chiế m các m ứ c n ă ng l ượ ng t ừ thấ p đế n cao. Ví d ụ: Viết cấu hình electron c ủa Fe (Z = 26). 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 Nếu viết theo thứ t ự các m ứ c nă ng lượ ng thì cấu hình trên có d ạng. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Trên cơ sở cấu hình electron c ủa nguyên t ố, ta dễ dàng viết cấu hình electron của cation ho ặc anion tạo ra từ nguyên tử của nguyên t ố đ ó. Ví d ụ: C ấu hình electron c ủa Fe2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Fe3+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5. Đối vớ i anion thì thêm vào l ớ p ngoài cùng s ố electron mà nguyên t ố đ ã nhận. Ví d ụ: S(Z = 16) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. S2- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Cần hiểu rằng : electron lớ p ngoài cùng theo c ấ u hình electron ch ứ không theo m ứ c nă ng lượ ng. 5. N ăng lượ ng ion hoá, ái l ự c vớ i electron, độ âm điện. a) N ă ng lượ ng ion hoá (I). Năng lượ ng ion hoá là n ăng lượ ng cần tiêu thụ để tách 1e ra khỏi nguyên tử và biến nguyên t ử thành ion dươ ng. Nguyên tử càng dễ nhườ ng e (tính kim lo ại càng mạnh) thì I có trị số càng nhỏ. b) Ái lự c vớ i electron (E). Ái lực vớ i electron là n ăng lượ ng giải phóng khi k ết hợ p 1e vào nguyên tử, biến nguyên t ử thành ion âm. Nguyên t ử có khả năng thu e càng mạnh (tính phi kim càng mạnh) thì E có tr ị số càng l ớ n. c) Độ âm đ iện (  ). Độ âm đ iện là đại l ượ ng đặ c tr ưn g cho kh ả nă ng hút cặ p electron liên k ế t của một nguyên t ử trong phân t ử. Độ âm điện đượ c tính từ I và E theo công th ức:

 Nguyên tố có  càng lớ n thì nguyên t ử của nó có kh ả năng hút cặp e liên kết càng m ạnh.  Độ âm điện  thườ ng dùng để tiên đoán m ức độ phân c ực của liên kết và xét các hi ệu ứng


Page 9 of 166

dịch chuyển electron trong phân t ử.  Nếu hai nguyên tử có  bằ ng ng nhau sẽ t ạo thành thành li ên k ế t c ộng hoá tr ị thu ần tuý . Nếu độ âm đi ện khác nhau nhi ề u ( > 1,7) sẽ tạo thành liên kết ion. Nếu độ âm đi ện khác nhau không nhiều (0 <  < 1,7) sẽ tạo thành liên k ế t c ộng hoá tr ị có c ự c. Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học. 1. Định luật tuần hoàn. Tính chấ t của các nguyên t ố ố cũng nh ư thành phần, tính chấ t của các đơ n ch ấ t và hợ p chấ t của chúng biế n thiên tu ần hoàn theo chi ề u t ă ng đ iện tích hạt nhân. ă ng 2. Bảng hệ thống tuần hoàn. Ngườ i ta sắp xếp 109 nguyên tố hoá học (đã tìm đượ c) c) theo chi ều tăng dần của điện tích hạt nhân Z thành một bảng gọi là bảng hệ thố ng ng tuần hoàn. Có 2 dạng bảng th ườ ng ng gặp. a. Dạng b ảng dài: Có 7 chu k ỳ (mỗi chu k ỳ là 1 hàng), 16 nhóm. Các nhóm đượ c chia thành 2 loại: Nhóm A (g ồm các nguyên t ố s và p) và nhóm B (g ồm nh ững nguyên t ố d và f). Nhữ ng ng nguyên t ố ở nhóm B đề u là kim loại. b. Dạng b ảng ngắ n: Có 7 chu kỳ (chu kỳ 1, 2, 3 có 1 hàng, chu k ỳ 4, 5, 6 có 2 hàng, chu k ỳ 7 đang xây d ựng m ớ i có 1 hàng); 8 nhóm. M ỗi nhóm có 2 phân nhóm: Phân nhóm chính (g ồm các nguyên tố s và p - ứng v ớ i nhóm A trong b ảng dài) và phân nhóm ph ụ (gồm các nguyên t ố d và f - ứng v ớ i nhóm B trong bảng dài). Hai h ọ nguyên t ố f (h ọ lantan và h ọ actini) đượ c x ếp thành 2 hàng riêng. Trong chươ ng ng trình PTTH và trong cu ố n sách này s ử d ụng d ạng bảng ngắ n. n. 3. Chu kỳ. Chu kỳ gồm nh ững nguyên tố mà nguyên t ử của chúng có cùng s ố lớ p electron. Mỗi chu kỳ đề u mở đầu bằ ng ng kim loại kiề m, m, k ế ng khí hiế m. m. ế t thúc bằ ng Trong một chu k ỳ, đi từ trái sang ph ải theo chiều điện tích hạt nhân t ăng dần. - Số electron ở lớ p ngoài cùng t ăng dần. - L ực hút gi ữa h ạt nhân và electron hoá tr ị ở lớ p ngoài cùng t ăng d ần, làm bán kính nguyên t ử giảm dần. Do đó: + Độ âm điện  của các nguyên t ố tăng dần. + Tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng d ần. + Tính baz ơ của các oxit, hi đroxit giảm dần, tính axit c ủa chúng t ăng dần. - Hoá trị cao nhất đối vớ i oxi tăng từ I đến VII. Hoá trị đối vớ i hiđro giảm từ IV (nhóm IV) đến I (nhóm VII). 4. Nhóm và phân nhóm. Trong một phân nhóm chính (nhóm A) khi đi t ừ trên xuống d ướ i theo chi ều t ăng điện tích hạt nhân. - Bán kính nguyên t ử tăng (do số lớ p e tăng) nên lực hút giữa h ạt nhân và các electron ở lớ p ngoài cùng y ếu dần, tức là khả năng nh ườ ng ng electron c ủa nguyên t ử tăng dần. Do đó: + Tính kim loại tăng d ần, tính phi kim giảm dần. + Tính baz ơ của các oxit, hi đroxit tăng dần, tính axit c ủa chúng giảm dần. - Hoá tr ị cao nh ất vớ i oxi (hoá tr ị dươ ng) ng) của các nguyên t ố bằng số thứ tự của nhóm ch ứa nguyên tố đ ó. 5. Xét đoán tính ch ất của các nguyên t ố theo vị trí trong bảng HTTH. Khi biết số thứ tự của một nguyên t ố trong b ảng HTTH (hay điện tích h ạt nhân Z), ta có th ể suy ra vị trí và những tính chất cơ bản của nó. Có 2 cách xét đoán.: Cách 1: Dựa vào số nguyên t ố có trong các chu k ỳ.


Page 10 of 166

Chu k ỳ 1 có 2 nguyên t ố và Z có s ố trị từ 1 đến 2. Chu k ỳ 2 có 8 nguyên t ố và Z có s ố trị từ 3  10. Chu k ỳ 3 có 8 nguyên t ố và Z có s ố trị từ 11 18. Chu k ỳ 4 có 18 nguyên t ố và Z có số trị từ 19  36. Chu k ỳ 5 có 18 nguyên t ố và Z có số trị từ 37  54. Chu k ỳ 6 có 32 nguyên t ố và Z có số trị từ 55  86. Chú ý: - Các chu kỳ 1, 2, 3 có 1 hàng, các nguyên t ố đề u thu ộc phân nhóm chính (nhóm A). - Chu kỳ lớ n (4 và 5) có 18 nguyên t ố, ở dạng b ảng ngắn đượ c xếp thành 2 hàng. Hàng trên có 10 nguyên tố, trong đó 2 nguyên t ố đầ u thuộc phân nhóm chính (nhóm A), 8 nguyên t ố ố còn lại ở phân nhóm ph ụ (phân nhóm ph ụ nhóm VIII có 3 nguyên t ố). Hàng d ướ ướ i có 8 nguyên t ố ố , trong đó 2 nguyên t ố đầu ở phân phân nhóm phụ , 6 nguyên t ố ố sau thuộc phân nhóm chính . Điều đó thể hiện ở sơ đồ sau:

Dấu * : nguyên t ố phân nhóm chính. Dấu  : nguyên t ố phân nhóm ph ụ. Ví d ụ: Xét đoán vị trí của nguyên tố có Z = 26. Vì chu k ỳ 4 ch ứa các nguyên t ố Z = 19  36, nên nguyên t ố Z = 26 thuộc chu kỳ 4, hàng trên, phân nhóm ph ụ nhóm VIII. Đó là Fe. Cách 2: Dựa vào cấu hình electrong c ủa các nguyên t ố theo những quy tắc sau: - Số lớ p e của nguyên t ử bằ ng ng số thứ t ự ự của chu k ỳ. - Các nguyên t ố đ ang ang xây d ự n g e, ở lớ p ngoài cùng (phân lớ p s hoặc p) còn các l ớ p trong đã ựng bão hoà thì thuộc phân nhóm chính. S ố thứ t ự ng số e ở lớ p ngoài cùng. ự của nhóm b ằ ng - Các nguyên t ố đ ang ang xây d ự n g e ở lớ p sát lớ p ngoài cùng (ở phân lớ p d) thì thuộc phân nhóm ựng phụ. Ví d ụ: Xét đoán v ị trí của nguyên t ố có Z = 25. Cấu hình e: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s 2. - Có 4 lớ p e  ở chu k ỳ 4. Đang xây d ựng e ở phân lớ p 3d  thuộc phân nhóm ph ụ. Nguyên t ố này là kim lo ại, khi tham gia phản ứng nó có thể cho đi 2e ở 4s và 5e ở 3d, có hoá tr ị cao nhất 7 +. Do đó, nó ở phân nhóm phụ nhóm VII. Đó là Mn. Liên kết ion. Liên kết ion đượ c hình thành giữa các nguyên t ử có độ âm điện khác nhau nhi ều (  1,7). Khi đó nguyên t ố có độ âm điện lớ n (các phi kim điển hình) thu e c ủa nguyên t ử có độ âm điện nhỏ (các kim lo ại điển hình) tạo thành các ion ng ượ c d ấu. Các ion này hút nhau b ằng l ực hút t ĩ nh ĩ nh điện tạo thành phân t ử. Ví d ụ :


Page 11 of 166

Liên k ế ng, do đó hợ p chất ion tạo thành ế t ion có đặ c đ iể m: Không bão hoà, không định hướ ng, những mạng lướ i ion.

Liên k ết ion còn t ạo thành trong ph ản ứng trao đổi ion. Ví dụ, khi trộn dung dịch CaCl 2 vớ i dung dịch Na 2CO 3 tạo ra kết tủa CaCO3:

Liên kết cộng hoá tr ị:

1. Đặc điểm. Liên kết cộng hoá tr ị đượ c tạo thành do các nguyên t ử có độ âm đ iện bằ ng ng nhau hoặc khác nhau không nhiề u góp chung v ớ i nhau các e hoá tr ị tạo thành các c ặp e liên kết chuyển động trong cùng 1 obitan (xung quanh c ả 2 h ạt nhân) gọi là obitan phân t ử ử . D ựa vào vị trí của các c ặp e liên kết trong phân t ử, ngườ i ta chia thành : 2. Liên kết cộng hoá trị không cực.  Tạo thành từ 2 nguyên t ử của cùng m ột nguyên t ố. Ví d ụ : H : H, Cl : Cl.  Cặp e liên kết không b ị lệch về phía nguyên t ử nào.  Hoá trị của các nguyên t ố đượ c tính bằng số cặp e dùng chung. 3. Liên kết cộng hoá trị có cực.  Tạo thành từ các nguyên t ử có độ âm điện khác nhau không nhi ều. Ví d ụ : H : Cl. n.  Cặp e liên kết bị lệch về phía nguyên t ử có độ âm điện lớ n hơ n.  Hoá trị của các nguyên t ố trong liên kết cộng hoá tr ị có cực đượ c tính bằng số cặp e dùng chung. Nguyên t ố có độ âm điện lớ n có hoá tr ị âm, nguyên t ố kia hoá trị dươ ng. ng. Ví dụ, trong HCl, clo hoá tr ị 1, hiđro hoá trị 1+. 4. Liên kết cho - nh ận (còn gọi là liên kết phối trí). Đó là loại liên kết c ộng hoá trị mà c ặp e dùng chung ch ỉ do 1 nguyên t ố cung cấp và đượ c g ọi là nguyên t ố cho e. Nguyên t ố kia có obitan tr ống (obitan không có e) đượ c gọi là nguyên t ố nhận e. Liên kết cho - nh ận đượ c ký hiệu bằng m ũi tên () có chiều từ chất cho sang ch ất nhận. Ví d ụ quá trình hình thành ion NH 4+ (từ NH 3 và H +) có bản chất liên kết cho - nh ận.

Sau khi liên k ết cho - nh ận hình thành thì 4 liên k ết N - H hoàn toàn nh ư nhau. Do đó, ta có th ể viết CTCT và CTE của NH+4 như sau:


Page 12 of 166

CTCT và CTE của HNO3:

Điều ki ện để tạo thành liên kết cho - nh ận gi ữa 2 nguyên tố A  B là: nguyên tố A có đủ 8e lớ p ngoài, trong đó có cặp e tự do(chưa tham gia liên kết) và nguyên t ố B ph ải có obitan tr ống. 5. Liên kết  và liên kết . Về bản chất chúng là nh ững liên kết cộng hoá trị. a) Liên k ế t  . Đượ c hình thành do s ự xen ph ủ 2 obitan (của 2e tham gia liên k ết)dọc theo trục liên k ết. Tuỳ theo loại obitan tham gia liên k ết là obitan s hay p ta có các lo ại liên kết  kiểu s-s, s-p, p-p: Obitan liên kết  có tính đối xứng trục, vớ i trục đối xứng là trục nối hai hạt nhân nguyên t ử. Nếu gi ữa 2 nguyên t ử chỉ hình thành m ột m ố i liên k ế t đơ n thì đó là liên k ết . Khi đó, do tính đối xứng của obitan liên k ết , hai nguyên t ử có th ể quay quanh tr ục liên kết. b) Liên k ế t  . Đượ c hình thành do s ự xen phủ giữa các obitan p ở hai bên tr ục liên kết. Khi giữa 2 nguyên t ử hình thành liên k ết b ội thì có 1 liên k ết , còn lại là liên k ết . Ví dụ trong liên kết  (bền nhất) và 2 liên kết  (kém bền hơ n). Liên kết  không có tính đối x ứng trục nên 2 nguyên t ử tham gia liên k ết không có kh ả năng quay tự do quanh trục liên k ết. Đó là nguyên nhân gây ra hi ện t ượ ng đồng phân cis-trans c ủa các hợ p chất hữu cơ có nối đôi. 6. Sự lai hoá các obitan.  Khi giải thích kh ả năng hình thành nhi ều loại hoá trị của m ột nguyên t ố (như của Fe, Cl, C…) ta không th ể căn cứ vào số e độc thân hoặc số e lớ p ngoài cùng mà ph ải dùng khái niệm mớ i gọi là "sự lai hoá obitan ". Lấy nguyên t ử C làm ví dụ: Cấu hình e của C (Z = 6).

Nếu dựa vào số e độc thân: C có hoá tr ị II. Trong thực tế, C có hoá tr ị IV trong các h ợ p chất hữu cơ . Điều này đượ c giải thích là do s ự "lai hoá" obitan 2s v ớ i 3 obitan 2p t ạo thành 4 obitan q m ớ i (obitan lai hoá) có n ăng l ượ ng đồng nhất. Khi đó 4e (2e của obitan 2s và 2e c ủa obitan 2p)chuy ển động trên 4 obitan lai hoá q và tham gia liên kết làm cho cacbon có hoá tr ị IV. Sau khi lai hoá, c ấu hình e của C có dạng:

 Các kiể u lai hoá th ườ ng gặ p. a) Lai hoá sp3. Đó là kiểu lai hoá giữa 1 obitan s vớ i 3 obitan p t ạo thành 4 obitan lai hoá q định hướ ng từ tâm đến 4 đỉnh của tứ diện đều, các tr ục đối xứng của chúng tạo vớ i nhau những góc b ằng 109 o28'. Kiểu lai hoá sp3 đượ c gặp trong các nguyên t ử O, N, C nằm trong phân tử H2O, NH3, NH +4, CH 4,… b) Lai hoá sp2. Đó là kiểu lai hoá giữa 1 obitan s và 2obitan p t ạo thành 3 obitan lai hoá q


Page 13 of 166

định h ướ ng t ừ tâm đến 3 đỉnh c ủa tam giác đều. Lai hoá sp2 đượ c g ặp trong các phân t ử BCl3, C2H4,… c) Lai hoá sp. Đó là kiểu lai hoá giữa 1 obitan s và 1 obitan p t ạo ra 2 obitan lai hoá q định hướ ng th ẳng hàng vớ i nhau. Lai hoá sp đượ c gặp trong các phân t ử BCl2, C2H2,… Liên kết hiđro

Liên k ế t hiđ ro là mố i liên k ế t phụ (hay m ối liên k ết thứ 2) của nguyên t ử H vớ i nguyên t ử có độ âm đ iện lớ n (như F, O, N…). Tức là nguyên t ử hiđro linh động b ị hút bở i c ặp e chưa liên kết c ủa nguyên tử có độ âm điện lớ n hơ n. Liên kết hiđro đượ c ký hiệu bằng 3 dấu chấm ( … ) và không tính hoá tr ị cũng nh ư số oxi hoá . Liên kết hiđro đượ c hình thành gi ữa các phân t ử cùng loại. Ví dụ: Gi ữa các phân t ử H2O, HF, rượ u, axit…

hoặc giữa các phân t ử khác lo ại. Ví dụ: Giữa các phân tử rượ u hay axit v ớ i H2O: hoặc trong m ột phân tử (liên kết hiđro nội phân tử). Ví dụ :

Do có liên kết hiđro toạ thành trong dung d ịch nên: + Tính axit c ủa HF giảm đi nhiều (so vớ i HBr, HCl). + Nhiệt độ sôi và độ tan trong n ướ c c ủa rượ u và axit hữu cơ tăng lên rõ rệt so v ớ i các h ợ p ch ất có KLPT tươ ng đươ ng. Định luật Avôgađrô. 1. Nội dung: ở cùng một đ iề u kiện (nhiệt độ và áp suấ t) nhữ ng thể tích bằ ng nhau c ủa mọi chấ t khí đề u chứ a số phân t ử khí b ằ ng nhau . 2. Hệ quả: a) Thể tích mol phân t ử . ở cùng điều kiện (T, P), 1 mol của m ọi ch ất khí đều chiếm thể tích bằng nhau. Đặc biệt, ở đ iề u kiện tiêu chuẩ n (T = 273K, P = 1atm = 760 mmHg) 1 mol khí bấ t k ỳ chiế m thể tích 22,4 l. Thể tích này đượ c g ọi là thể tích mol ở đ ktc. Công thức liên hệ giữa số mol khí (n) và th ể tích (Vo) ở đ ktc là.

Khi n = 1 mol  Vo = 22,4 Khối lượ ng mol: M = 22,4.D D là khối lượ ng riêng c ủa chất khí đo ở đ ktc, tính bằng g/l.


Page 14 of 166

b) T ỷ khố i của khí này so v ớ i khí khác: T ỷ khố i của khí này (hay h ơ i) A so vớ i khí B (ký hi ệu là d A/B ) là t ỷ số khố i lượ ng của 1 thể tích khí A so vớ i khố i lượ ng của một thể tích t ươ ng đươ ng khí B, khi đ o ở cùng T và P .

mA, mB là khối lượ ng của cùng th ể tích khí A và khí B. Vớ i n mol khí thì:

c) T ỷ lệ thể tích các ch ấ t khí trong phản ứ ng hoá h ọc. Các chất khí tham gia ph ản ứng và tạo thành sau phản ứng theo t ỷ lệ thể tích đ úng bằ ng t ỷ lệ giữ a các hệ số phân t ử của chúng trong phươ ng trình phản ứ ng và cũng chính b ằ ng t ỷ lệ mol c ủa chúng. Ví d ụ: N2 + 3H 2 = 2NH3. Tỷ lệ mol: 1 : 3 : 2. Tỷ lệ thể tích : 1V : 3V : 2V (ở cùng T, P) Phươ ng trình trạng thái khí lý tưở ng.

 Phươ ng trình

Công thức này thườ ng đượ c sử dụng để tính Vo (thể tích ở đktc), từ đ ó tính ra số mol khí n:

 Phươ ng trình trên còn viết dướ i dạng:

 Ta lại biết, số mol khí n = a / M (a là s ố gam khí). Do đó Hỗn hợ p khí.

1. Áp suất riêng c ủa chất khí trong h ỗn hợ p. Giả sử trong hỗn hợ p có 3 khí A, B, C. Các phân tử khí gây ra áp su ất tươ ng ứng là PA, PB, PC. Ngườ i ta g ọi PA, PB và P C là áp suất riêng của các ch ất khí A, B và C. Vậy áp suấ t riêng của m ột chất khí trong hỗn hợ p là áp su ất có đượ c n ếu một mình khí đó chiếm toàn bộ thể tích h ỗn hợ p ở nhiệt độ đã cho. áp suất chung: P = P A + PB +PC


Page 15 of 166

PA, PB và P C t ỉ lệ vớ i số mol của các khí A, B, C trong h ỗn hợ p. 2. Khối lượ ng mol trung bình c ủa hỗn hợ p khí đktc. Ví d ụ: của không khí b ằng 29 gam. Cách tính : + Khối lượ ng mol trung bình

là khối lượ ng của 22,4 lít hỗn hợ p khí đó ở

của hỗn hợ p 3 khí.

vào phươ ng trình trên ta có:

VA, VB, VC, là thể tích các khí A, B, C ( đo ở cùng điều kiện) khi trộn thành hỗn hợ p. Dung dịch 1. Định ngh ĩ a. Dung d ịch là h ệ đồ ng thể gồm hai hay nhiề u chấ t mà t ỷ lệ thành ph ần của chúng có th ể thay đổ i trong một giớ i hạn khá r ộng. Dung dịch gồm: các chấ t tan và dung môi . Dung môi là môi tr ườ ng để phân b ổ các phân t ử hoặc ion ch ất tan. Thườ ng g ặp dung môi lỏng và quan tr ọng nh ất là H 2O. 2. Quá trình hoà tan. Khi hoà tan m ột chất thườ ng xảy ra 2 quá trình.  Phá huỷ cấu trúc của các ch ất tan.  Tươ ng tác c ủa dung môi v ớ i các tiểu phân chất tan. Ngoài ra còn x ảy ra hiện tượ ng ion hoá ho ặc liên hợ p phân tử chất tan (liên k ết hiđro). Ngượ c vớ i quá trình hoà tan là quá trình k ế t tinh. Trong dung dịch, khi tốc độ hoà tan bằng tốc độ kết tinh, ta có dung d ịch bão hoà . Lúc đó chất tan không tan thêm đượ c nữa. 3. Độ tan của các ch ất. Độ tan đượ c xác định b ằ ng l ượ ng chấ t tan bão hoà trong m ột lượ ng dung môi xác định. N ếu trong 100 g H 2O hoà tan đượ c: >10 g chất tan: chất dễ tan hay tan nhi ều. <1 g chất tan: ch ất tan ít. < 0,01 g ch ất tan: chất thực tế không tan. 4. Tinh thể ngậm nướ c. Quá trình liên k ết các phân t ử (hoặc ion) chất tan vớ i các phân t ử dung môi g ọi là quá trình sonvat hoá. Nếu dung môi là H 2O thì đó là quá trình hiđ rat hoá. Hợ p chất tạo thành gọi là sonvat (hay hi đrat). Ví d ụ: CuSO4.5H2O ; Na2SO4.10H2O. Các sonvat (hiđrat) khá bền v ững. Khi làm bay h ơ i dung dịch thu đượ c chúng ở dạng tinh thể,


Page 16 of 166

gọi là những tinh thể ngậm H 2O. Nướ c trong tinh th ể gọi là nướ c k ế t tinh. Một số tinh thể ngậm nướ c thườ ng gặp: FeSO4.7H2O, Na2SO4.10H2O, CaSO 4.2H2O. 5. Nồng độ dung dịch N ồng độ dung d ịch là đại lượ ng biể u thị lượ ng chấ t tan có trong một lượ ng nhấ t định dung d ịch hoặ c dung môi. a) N ồng độ phần tr ăm (C%). N ồng độ phần tr ăm đượ c bi ể u th ị bằ ng s ố gam ch ấ t tan có trong 100 g dung d ịch.

Trong đó : mt, mdd là khối lượ ng của chất tan và của dung dịch. V là thể tích dung dịch (ml), D là kh ối lượ ng riêng của dung dịch (g/ml) b) N ồng độ mol (C M). N ồng độ mol đượ c bi ể u th ị bằ ng s ố mol chấ t tan trong 1 lít dung d ịch. Ký hiệu là M.

c) Quan hệ giữ a C% và C M .

Ví d ụ : Tính nồng độ mol của dung d ịch axit H2SO4 20%, có D = 1,143 g/ml Giải : Theo công th ức trên ta có : Sự điện li.

1. Định ngh ĩ a.  Sự đ iện li là quá trình phân li ch ấ t tan thành các ion d ướ i tác d ụng của các phân t ử dung môi (thườ ng là nướ c) hoặc khi nóng ch ả y. Ion dươ ng gọi là cation, ion âm gọi là anion.  Chấ t đ iện ly là nh ữ ng chấ t tan trong nướ c t ạo thành dung d ịch d ẫ n đ iện nhờ phân ly thành các ion. Ví dụ: Các chất muối axit, bazơ .  Chấ t không đ iện li là chấ t khi tan trong n ướ c t ạo thành dung d ịch không d ẫ n đ iện. Ví dụ: Dung dịch đườ ng, dung dịch rượ u,…  Nếu chất tan cấu tạo từ các tinh th ể ion (như NaCl, KOH,…) thì quá trình điện ly là quá trình điện li là quá trình tách các ion kh ỏi m ạng l ướ i tinh thể rồi sau đó ion k ết hợ p v ớ i các phân tử nướ c tạo thành ion hi đ rat .  Nếu ch ất tan gồm các phân t ử phân cực (nh ư HCl, HBr, HNO 3,…) thì đầu tiên xảy ra sự ion hoá phân t ử và sau đó là sự hiđrat hoá các ion.  Phân t ử dung môi phân c ực càng m ạnh thì khả năng gây ra hiện tượ ng điện li đối vớ i chất


Page 17 of 166

tan càng mạnh. Trong một số trườ ng hợ p quá trình điện li liên quan v ớ i khả năng tạo liên kết hiđro của phân tử dung môi (như sự đ iện li của axit). 2. Sự đ iện li của axit, baz ơ , muối trong dung d ịch nướ c. a) S ự đ iện li của axit Axit đ iện li ra cation H + (đúng h ơ n là H3O+) và anion gố c axit .

Để đơ n giản, ngườ i ta chỉ viết Nếu axit nhi ều lần axit thì sự đ iện li xảy ra theo nhiều nấc, nấc sau yếu hơ n nấc trướ c.

b) Sự đ iện li của bazơ . Bazơ đ iện li ra anion OH  và cation kim lo ại hoặ c amoni.

Nếu bazơ nhiều lần baz ơ thì sự đ iện li xảy ra theo nhi ều nấc, nấc sau yếu hơ n nấc trướ c.

c) Sự đ iện li của muố i. Muối điện li ra cation kim lo ại hay amoni và anion g ốc axit, các mu ối trung hoà th ườ ng chỉ điện li 1 nấc. Muối axit, muối bazơ điện li nhiều nấc :

Muối baz ơ :

d) Sự đ iện li của hiđ roxit lưỡ ng tính . Hiđ roxit lưỡ ng tính có thể đ iện li theo 2 chiề u ra cả ion H + và OH  .

3. Chất điện li mạnh và chất điện li yếu. a) Chấ t đ iện li mạnh.


Page 18 of 166

Chấ t đ iện li m ạnh là nhữ ng chấ t trong dung d ịch n ướ c đ iện li hoàn toàn thành ion . Quá trình điện li là quá trình m ột chi ều, trong phươ ng trình điện li dùng dấu =. Ví dụ:

Những chất điện li mạnh là những chất mà tinh thể ion hoặc phân tử có liên k ế t phân cự c mạnh. Đó là:  Hầu hết các mu ối tan.  Các axit mạnh: HCl, HNO 3, H2SO4,…  Các bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH) 2,… b) Chấ t đ iện li yế u  Chất điện li yếu là những chất trong dung dịch n ướ c ch ỉ có m ột ph ần nh ỏ số phân tử điện li thành ion còn ph ần lớ n tồn tại dướ i dạng phân t ử, trong phươ ng trình điện li dùng d ấu thuận nghịch Ví dụ:

Những ch ất điện li yếu thườ ng g ặp là:  Các axit yếu: CH3COOH, H2CO3, H2S,…  Các bazơ yếu: NH 4OH,…  Mỗi ch ất điện li yếu đượ c đặc tr ưng b ằng hằ ng s ố đ iện li (Kđl) - đó là hằng s ố cân bằng c ủa quá trình điện li. Ví dụ:

Trong đ ó: CH3COO, H+ và CH3COOH là n ồng độ các ion và phân t ử trong dung dịch lúc cân b ằ ng. Kđl là h ằng số, không phụ thuộc nồng độ. Ch ất điện li càng yếu thì Kđl càng nhỏ. Vớ i chất điện li nhiều nấc, mỗi nấc có Kđl riêng. H2CO3 có 2 h ằng số đ iện li:

4. Độ đ iện li . g số phân t ử  Độ đ iện li  của chấ t đ iện li là t ỷ số giữ a s ố phân t ử phân li thành ion N p và t ổn chấ t đ iện li tan vào nướ c N t .

Ví d ụ: C ứ 100 phân tử chất tan trong n ướ c có 25 phân t ử đ iện li thì độ đ iện li  bằng:


Page 19 of 166

 T ỷ số này cũng chính là t ỷ số nồng độ mol chấ t tan phân li (Cp) và n ồng độ mol chấ t tan vào trong dung d ịch (Ct).

 Giá trị của  biến đổi trong khoảng 0 đến 1 01 Khi  = 1: chất tan phân li hoàn toàn thành ion. Khi  = 0: chất tan hoàn toàn không phân li (chất không điện li).  Độ đ iện li  phụ thuộc các yế u t ố : bản ch ất của chất tan, dung môi, nhi ệt độ và nồng độ dung dịch. 5. Quan hệ giữa độ đ iện li  và hằng số đ iện li. Giả sử có ch ất điện li yếu MA vớ i nồng độ ban đầu Co, độ đ iện li của nó là , ta có: Hằng số đ iện li:

Dựa vào biểu thức này, n ếu biết  ứng vớ i nồng độ dung dịch Co, ta tính đượ c Kđl và ngượ c lại. Ví d ụ: Trong dung d ịch axit HA 0,1M có  = 0,01. Tính hằng s ố đ iện li của axit đó (ký hiệu là Ka). Giải: Trong dung dịch, axit HA phân li:

6. Axit - baz ơ . a) Định ngh ĩ a Axit là những chất khi tan trong n ướ c điện li ra ion H+ (chính xác là H 3O+). Bazơ là những chất khi tan trong n ướ c điện li ra ion OH .  Đối vớ i axit, ví dụ HCl, sự đ iện li thườ ng đượ c biểu diễn bằng phươ ng trình. Nhưng th ực ra axit không t ự phân li mà nhườ ng proton cho n ướ c theo ph ươ ng trình. Vì H2O trong H3O+ không tham gia ph ản ứng nên thườ ng ch ỉ ghi là H+

 Đối vớ i baz ơ , ngoài những chất trong phân tử có s ẵn nhóm OH (như NaOH, Ba(OH) 2…) Còn có nh ững bazơ trong phân t ử không có nhóm OH (nh ư NH3…) nh ưng đã nhận proton của


Page 20 of 166

nướ c để tạo ra OH

Do đó để nêu lên b ản ch ất c ủa axit và baz ơ , vai trò của n ướ c (dung môi) cần định ngh ĩ a axit bazơ như sau: Axit là nhữ ng chấ t có khả nă ng cho proton . Bazơ là nhữ ng chấ t có khả nă ng nhận proton. Đây là định ngh ĩ a của Bronstet về axit - bazơ . b) Phản ứ ng axit - baz ơ .  Tác d ụng của dung d ịch axit và dung d ịch bazơ . Cho dung d ịch H2SO 4 tác d ụng vớ i dung dịch NaOH, ph ản ứng hoá h ọc xảy ra toả nhiệt làm dung dịch nóng lên. Phươ ng trình phân tử: Phươ ng trì nh ion:

Hoặc là: H2SO4 cho proton (chuy ển qua ion H 3O+) và NaOH nh ận proton (trực tiếp là ion OH). Phản ứng của axit vớ i bazơ gọi là phản ứ ng trung hoà và luôn to ả nhiệt .  Tác d ụng của dung d ịch axit và baz ơ không tan. Đổ dung dịch HNO3 vào Al(OH)3 , chất này tan dần. Phản ứng hoá h ọc xảy ra. Phươ ng trình phân tử: Phươ ng trình ion

Hoặc là: HNO3 cho proton, Al(OH) 3 nhận proton.  Tác d ụng của dung d ịch axit và oxit baz ơ không tan. Đổ dung dịch axit HCl vào CuO, đun nóng, phản ứng hoá h ọc xảy ra, CuO tan d ần: Phươ ng trình phân tử: Phươ ng trình ion

Hoặc là


Page 21 of 166

HCl cho proton, CuO nh ận proton, nó đóng vai trò nh ư một bazơ .  K ế t luận: Trong các phản ứng trên đều có sự cho, nhận proton - đó là bản chất của phản ứng axit - bazơ . c) Hiđ roxit lưỡ ng tính. Có một s ố hiđroxit không tan (nh ư Zn(OH) 2, Al(OH)3) tác d ụng đượ c c ả vớ i dung dịch axit và cả vớ i dung d ịch bazơ đượ c gọi là hiđ roxit lưỡ ng tính. Ví d ụ: Zn(OH) 2 tác đụng đượ c vớ i H 2SO4 và NaOH.

Hoặc là: Kẽm hiđroxit nhận proton, nó là một bazơ .

K ẽm hiđ roxit cho proton, nó là m ột axit . Vậy: Hiđ roxit lưỡ ng tính là hi đ roxit có hai kh ả nă ng cho và nh ận proton, nghĩ a là vừ a là axit, vừ a là baz ơ . 7. Sự đ iện li của nướ c a) N ướ c là chấ t đ iện li yế u.

Tích số nồng độ ion H + và OH trong nướ c nguyên ch ất và trong dung dịch n ướ c ở mỗi nhiệt

độ là một hằng số

.

Môi trườ ng trung tính : H+ = OH = 107 mol/l Môi trườ ng axit: H+ > OH H+ > 10 7 mol/l. Môi trườ ng bazơ : H+ < OH H+ < 10 7 mol/l b) Chỉ số hiđ ro của dung d ịch - Độ pH  Khi biểu diễn nồng độ ion H+ (hay H3O+) của dung dịch dướ i dạng h ệ thức sau: thì hệ số a đượ c gọi là pH của dung dịch Ví d ụ: H+ = 10 5 mol/l thì pH = 5, …


Page 22 of 166

Về mặt toán học thì pH = lgH+ Như vậ y: Môi trườ ng trung tính: pH = 7 Môi trườ ng axit: pH < 7 Môi trườ ng bazơ : pH > 7 pH càng nh ỏ thì dung dịch có độ axit càng lớ n, (axit càng m ạnh); pH càng lớ n thì dung dịch có độ baz ơ càng lớ n (bazơ càng mạnh).  Cách xác định pH: Ví d ụ 1: Dung dịch HCl 0,02M, có H+ = 0,02M. Do đó pH = lg2.102 = 1,7. Ví d ụ 2: Dung dịch NaOH 0,01M, có OH = 0,01 = 10 2 mol/l. Do đó :

c) Chấ t chỉ thị màu axit - baz ơ . Chấ t ch ỉ thị màu axit - baz ơ là chấ t có màu thay đổ i theo nồng độ ion H + của dung d ịch. M ỗi chất chỉ thị chuyển màu trong m ột khoảng xác định. M ột số ch ấ t ch ỉ th ị màu axi t - bazơ th ườ ng dùng:

8. Sự thuỷ phân c ủa muối. Chúng ta đã biết, không phải dung d ịch của t ất cả các mu ố i trung hoà đề u là nh ữ ng môi tr ườ ng trung tính (pH = 7). Nguyên nhân là do: nh ững muối của axit yếu - bazơ mạnh (nh ư CH3COOHNa), của axit m ạnh - bazơ yếu (như NH4Cl) khi hoà tan trong n ướ c đã tác d ụng vớ i nướ c tạo ra axit yếu, bazơ yếu, vì vậy những muối này không tồn tại trong nướ c. Nó bị thu ỷ phân, gây ra sự thay đổ i tính ch ấ t của môi tr ườ ng. a) Sự thu ỷ phân của muố i t ạo thành t ừ axit yế u -bazơ mạnh. Ví d ụ: CH3COONa, Na 2CO3, K2S,… Trong dung dịch dư ion OH, do vậy pH > 7 (tính baz ơ ). Vậy: muố i của axit yế u - bazơ mạnh khi thu ỷ phân cho môi tr ườ ng bazơ . b) Sự thu ỷ phân của mu ố i t ạo thành t ừ axit m ạnh - bazơ yế u. Ví d ụ: NH4Cl, ZnCl2, Al2(SO 4)3. Trong dung dịch dư ion H 3O+ hay (H+), do vậy pH < 7 (tính axit). Vậy muố i của axit mạnh - bazơ yế u khi thu ỷ phân cho môi tr ườ ng axit . c) Sự thu ỷ phân của muố i t ạo thành t ừ axit y ế u - bazơ yế u. Ví d ụ: Al2S3, Fe2(CO3)3.


Page 23 of 166

9. Phản ứng trao đổi ion trong dung d ịch điện li. Phản ứng trao đổi ion trong dung d ịch điện li chỉ xả y ra khi có sự t ạo thành hoặ c ch ấ t k ế t t ủa, hoặ c chấ t bay hơ i, hoặ c chấ t ít đ iện li (điện li yếu). a) Phản ứng tạo thành ch ất kết tủa. Trộn dung d ịch BaCl2 vớ i dung d ịch Na2SO4 thấy có k ết t ủa tr ắng t ạo thành. Đã xảy ra phản ứng. Phươ ng trình phân tử: Phươ ng trình ion:

b) Phản ứ ng t ạo thành ch ấ t bay hơ i. Cho axit HCl tác d ụng vớ i Na2CO3 thấy có khí bay ra. Đã xảy ra phản ứng. Phươ ng trình phân tử: Phươ ng trình ion

c) Phản ứ ng t ạo thành ch ấ t ít đ iện li.  Cho axit H2SO4 vào muối axetat. Ph ản ứng xảy ra tạo thành axit CH3COOH ít điện li Phươ ng trình phân tử: Phươ ng trình ion

 Hoặc cho axit HNO 3 tác d ụng v ớ i Ba(OH) 2. Phản ứ ng trung hoà x ảy ra tạo thành chất ít điện li là nướ c. Phươ ng trình phân tử: Phươ ng trình ion

Chú ý: Khi bi ểu diễn ph ản ứng trao đổi trong dung d ịch điện li ngườ i ta thườ ng viết phươ ng trình phân t ử và ph ươ ng trình ion. ở phươ ng trình ion, nh ữ ng chấ t k ết t ủa, bay h ơ i, đ iện li yế u viế t d ướ i d ạng phân t ử , các chấ t đ iện li mạnh viế t d ướ i d ạng ion (do chúng điện li ra). Cuối cùng thu gọn phươ ng trình ion b ằng cách l ượ c bỏ những ion nh ư nhau ở 2 vế của phươ ng trình.


Page 24 of 166

Sự điện phân

1. Định ngh ĩ a. Điện phân là s ự thự c hi ện các quá trình oxi hoá - kh ử trên bề mặ t đ iện c ự c nhờ dòng đ iện m ột chiề u bên ngoài Quá trình điện phân đượ c bi ểu di ễn b ằng s ơ đồ điện phân. Ví d ụ: Sơ đồ điện phân NaCl nóng chảy.

Ở catôt : xảy ra quá trình kh ử. Ở anôt: xảy ra quá trình oxi hoá. Phươ ng trình điện phân NaCl nóng ch ảy: 2. Điện phân h ợ p chất nóng chảy. Ở trạng thái nóng ch ảy, các tinh th ể chất điện phân b ị phá vỡ thành các ion chuy ển động h ỗn loạn. Khi có dòng điện m ột chiều ch ạy qua, ion d ươ ng chạ y v ề catôt và b ị khử ở đ ó, ion âm chạ y về anôt và b ị oxi hoá ở đó. Ví d ụ: Điện phân KOH nóng ch ảy.

Phươ ng trình điện phân

Điện phân nóng ch ảy xảy ra ở nhiệt độ cao nên có th ể xảy ra phản ứng ph ụ giữa sản phẩm điện phân (O2, Cl2 ... ) và điện cực (anôt) thườ ng làm bằng than chì. Ví d ụ: điện phân Al 2O3 nóng ch ảy (có pha thêm criolit 3NaF.AlF 3) ở 1000 oC

Phươ ng trình điện phân


Page 25 of 166

Phản ứng phụ:

(Than chì làm anôt b ị mất dần, nên sau m ột thờ i gian phải bổ sung vào điện cực).

Ứ ng d ụng: Phươ ng pháp điện phân h ợ p chất nóng chảy đượ c dùng để đ iề u chế các kim loại hoạt động mạnh:  Điề u chế kim lo ại kiề m: Điện phân mu ối clorua ho ặc hiđroxit nóng ch ảy.  Điề u chế kim lo ại kiề m thổ : Điện phân mu ối clorua nóng ch ảy.  Điề u chế Al: Điện phân Al 2O3 nóng ch ảy. 3. Điện phân dung d ịch nướ c a) Nguyên t ắc : Khi điện phân dung d ịch, tham gia các quá trình oxi hoá - kh ử ở điện cực ngoài các ion c ủa chất điện phân còn có th ể có các ion H+ và OH của n ướ c và bản thân kim lo ại làm điện cực. Khi đó quá trình oxi hoá - kh ử thực t ế xảy ra phụ thuộc vào so sánh tính oxi hoá - kh ử mạnh hay yếu của các ch ất trong bình điện phân. b) Thứ t ự khử ở catôt Kim loại càng y ếu thì cation c ủa nó có tính oxi hoá càng m ạnh và càng d ễ bị khử ở catôt (tr ừ trườ ng hợ p ion H+). Có thể áp dụng quy tắc sau:  Dễ khử nhấ t là các cation kim lo ại đứ ng sau Al trong dãy thế đ iện hoá (tr ừ ion H +), trong đó ion kim lo ại càng ở cưối dãy càng dễ bị khử.  Tiế p đế n là ion H + của dung d ịch  Khó khử nhấ t là các ion kim lo ại mạnh, k ể t ừ Al, về phía đầu dãy th ế đ iện hoá. (Al3+, Mg 2+, Ca2+, Na +, …). Những ion này thực t ế không bao giờ bị khử khi điện phân trong dung dịch. c) Thứ t ự oxi hoá ở canôt Nói chung ion ho ặc phân t ử nào có tính kh ử mạnh thì càng d ễ bị oxi hoá. Có thể áp d ụng kinh nghiệm sau:  Dễ bị oxi hoá nh ấ t là bản thân các kim lo ại dùng làm anôt. Tr ừ tr ườ ng h ợ p anôt tr ơ (không bị ă n mòn) làm b ằ ng Pt, hay than chì (C) .  Sau đ ó đế n các ion g ố c axit không có oxi : I, Br, Cl, …  Rồi đế n ion OH  của nướ c hoặ c của kiề m tan trong dung d ịch.  Khó bị oxi hoá nhấ t là các anion g ố c axit có oxi như không bị oxi hoá khi đ iện phân dung d ịch. d) M ột số ví d ụ áp d ụng quy t ắ c trên . Ví d ụ 1: Điện phân dung d ịch CuCl2 v ớ i điện cực than chì:

,

,… Thự c t ế các anion này


Page 26 of 166

Phươ ng trình điện phân: Ví d ụ 2: Điện phân dung d ịch NiCl2 v ớ i điện cực bằng niken

Thực chất quá trình điện phân là s ự vận chuy ển Ni từ anôt sang catôt nh ờ dòng điện. Phươ ng pháp đượ c ứng d ụng để tinh chế kim loại. Ví d ụ 3: Điện phân dung d ịch Na2SO4 vớ i điện cực Pt:

Phươ ng trình điện phân:

Ví d ụ 4: Điện phân dung d ịch NaCl vớ i anôt bằng than chì:

Phươ ng trình điện phân:


Page 27 of 166

Trong quá trình điện phân, dung d ịch ở khu vực xung quanh catôt, ion H + b ị mất dần., H2O tiếp tục điện li, do đó ở khu vực này giàu ion OH  tạo thành (cùng v ớ i Na+) dung d ịch NaOH. Ở anôt, ion Cl  bị oxi hoá thành Cl2. M ột ph ần hoà tan vào dung d ịch và một ph ần khuếch tán sang catôt, tác d ụng v ớ i NaOH t ạo thành nướ c Javen: Vì v ậy mu ốn thu đượ c NaOH ph ải tránh phản ứng t ạo n ướ c Javen b ằng cách dùng màng ng ăn bao bọc l ấy khu vực anôt để ngăn khí Cl2 khuếch tán vào dung d ịch. Ví d ụ 5: Điện phân dung d ịch KNO3 vớ i anôt bằng Cu.

Khi điện phân, ở khu vực catôt, ion H+ mất dần, nồng độ OH tăng d ần, dung d ịch ở đó có tính kiềm tăng dần. ở anôt ion Cu2+ tan vào dung d ịch. Trong dung dịch xảy ra phản ứng. Phươ ng trình điện phân: Bản thân KNO 3 không b ị biến đổi nhưng nồng độ tăng dần. Ứ ng d ụng của đ iện phân dung d ịch:  Điều chế kim loại đứng sau Al trong dãy th ế đ iện hoá.  Tinh chế kim lo ại.  Mạ và đúc kim lo ại bằng điện.  Điều chế một số hoá chất thông dụng: H2, Cl2, O2,…, hiđroxit kim loại kiềm  Tách riêng m ột số kim loại khỏi hỗn hợ p dung d ịch. 4. Công thức Farađây Trong đ ó: m là khối lượ ng chất đượ c giải phóng khi điện phân (gam) A là khối lượ ng mol của chất đó. n là số e trao đổi khi tạo thành một nguyên t ử hay phân t ử chất đó. Q là điện lượ ng phóng qua bình điện phân (Culông). F là số Farađây (F = 96500 Culông.mol-1) l là cườ ng độ dòng điện (Ampe) t là thờ i gian điện phân (giây) Ví dụ: Tính khối lượ ng oxi đượ c giải phóng ở anôt khi cho dòng điện 5 ampe qua bình điện phân đựng dung dịch Na2SO4 trong 1 giờ 20 phút 25 giây.


Page 28 of 166

Giải: Áp dụng công th ức Farađây: A = 16 , n = 2 , t = 4825 giây , I = 5;

Số oxi hoá.

Để thuận tiện khi xem xét ph ản ứng oxi hoá - kh ử và tính ch ất c ủa các nguyên t ố, ngườ i ta đưa ra khái ni ệm số oxi hoá (còn g ọi là mức oxi hoá hay điện tích hoá tr ị). Số oxi hoá là đ iện tích quy ướ c mà nguyên t ử có đượ c n ế u gi ả thuyế t r ằ ng c ặ p e liên k ế t (do 2 nguyên tử góp chung) chuyể n hoàn toàn v ề phía nguyên t ử có độ âm đ iện lớ n hơ n. Số oxi hoá đượ c tính theo quy t ắc sau :  Tổng đại số số oxi hoá c ủa các nguyên t ử trong phân t ử trung hoà điện bằng 0.  Tổng đại s ố số oxi hoá c ủa các nguyên t ử trong một ion ph ức t ạp b ằng điện tích c ủa ion. Ví dụ trong ion , số oxi hoá của H là +1, của O là 2 của S là +6. + 1 + 6 + (2. 4) =  1.  Trong đơ n chất, số oxi hoá của các nguyên t ử bằng 0. Ví d ụ: Trong Cl2, số oxi hoá c ủa Cl bằng 0.  Khi tham gia h ợ p chất, số oxi hoá của một số nguyên tố có trị số không đổi như sau. + Kim loại kiềm luôn bằng +1. + Kim loại kiềm thổ luôn bằng +2. + Oxi (trừ trong peoxit b ằng  1) luôn b ằng  2. + Hiđro (trừ trong hiđrua kim lo ại bằng  1) luôn b ằng  2. + Al thườ ng bằng +3. Chú ý: Dấu của số oxi hoá đặt trướ c giá trị, còn d ấu của ion đặt sau giá trị. Ví d ụ:

Định ngh ĩ a  Phản ứ ng oxi hoá - kh ử là phản ứ ng trong đ ó có s ự trao đổ i e gi ữ a các nguyên t ử hoặ c ion của các chấ t tham gia ph ản ứ ng, do đ ó làm thay đổ i số oxi hoá c ủa chúng . Ví d ụ:  Chấ t nhườ ng e gọi là chấ t khử (hay chất bị oxi hoá). Chấ t thu e gọi là chấ t oxi hoá (hay ch ất bị khử).  Quá trình k ế t hợ p e vào chất oxi hoá đượ c gọi là sự khử chấ t oxi hoá Quá trình tách e khỏi chất khử đượ c gọi là sự oxi hoá chấ t khử : Cân bằng phươ ng trình phản ứ ng oxi hoá - khử .


Page 29 of 166

Nguyên t ắ c khi cân bằ ng : Tổng s ố e mà ch ất kh ử cho phải b ằng t ổng s ố e mà ch ất oxi hoá nhận và s ố nguyên tử của mỗi nguyên tố đượ c bảo toàn. Quá trình cân b ằng tiến hành theo các b ướ c: 1) Viết phươ ng trình ph ản ứng, nếu chưa biết sản ph ẩm thì ph ải dựa vào điều kiện cho ở đề bài để suy luận. 2) Xác định s ố oxi hoá c ủa các nguyên t ố có s ố oxi hoá thay đổi. Đối v ớ i nh ững nguyên t ố có số oxi hoá không thay đổi thì không cần quan tâm. 3) Viết các ph ươ ng trình e (cho - nh ận e). 4) Cân bằng số e cho và nh ận. 5) Đưa hệ số tìm đượ c từ phươ ng trình e vào ph ươ ng trình phản ứng. 6) Cân bằng ph ần không tham gia quá trình oxi hoá - kh ử. Ví d ụ: Cho miếng Al vào dung d ịch axit HNO 3 loãng thấy bay ra ch ất khí không màu, không mùi, không cháy, nh ẹ hơ n không khí, viết phươ ng trình phản ứng và cân b ằng. Giải: Theo đầu bài, khí bay ra là N 2. Phươ ng trình phản ứng (b ướ c 1):

Bướ c 5: Bướ c 6: Ngoài 6 HNO 3 tham gia quá trình oxi hoá - kh ử còn 3.10 = 30HNO 3 tạo thành muối nitrat (10Al(NO3)3). Vậy tổng số phân tử HNO 3 là 36 và tạo thành 18H 2O. Phươ ng trình cuối cùng: Dạng ion: Chú ý : Đối vớ i những phản ứng tạo nhiều sản phẩm trong đó nguyên tố ở nhiều số oxi hoá khác nhau, ta có th ể viết g ộp ho ặc vi ết riêng t ừng phản ứng đối v ớ i t ừng s ản ph ẩm, sau đó nhân các phản ứng riêng vớ i hệ số tỷ lệ theo điều kiện đầu bài. Cuối cùng cộng gộp các ph ản ứng lại. Ví d ụ: Cân bằng ph ản ứng:

Giải Các phản ứng riêng ( đã cân bằng theo nguyên t ắc trên):

Để có tỷ lệ mol trên, ta nhân ph ươ ng trình (1) vớ i 9 rồi cộng 2 phươ ng trình l ại: Một số dạng phản ứ ng oxi hoá - kh ử đặ c biệt


Page 30 of 166

1. Phản ứng oxi hoá  khử nội phân t ử. Chất oxi hoá và ch ất khử là nh ững nguyên tử khác nhau n ằm trong cùng m ột phân tử. Ví d ụ.

2. Phản ứng tự oxi hoá - tự khử Chất oxi hoá và ch ất khử cùng là m ột loại nguyên t ử trong h ợ p chất. Ví d ụ: Trong phản ứng.

c) Phản ứ ng có 3 nguyên t ố thay đổ i số oxi hoá. Ví d ụ: Cân bằng ph ản ứng sau theo ph ươ ng pháp cân b ằng e

d) Phản ứ ng oxi hoá - kh ử có môi tr ườ ng tham gia.  Ở môi tr ườ ng axit thườ ng có ion H + tham gia t ạo thành H2O. Ví d ụ:

 Ở môi tr ườ ng kiề m th ườ ng có ion OH tham gia t ạo thành H 2O. Ví d ụ:

 Ở môi tr ườ ng trung tính có thể có H2O tham gia. Ví d ụ:

Nhóm halogen g ồm flo, clo, brom và iot, th ườ ng đượ c ký hiệu chung là X Cấu tạo nguyên tử .

 C ấu hình electron lớ p ngoài cùng c ủa X là ns2 np6. Dễ dàng th ực hiện quá trình : Thể hiện tính oxi hoá m ạnh.  Số oxi hoá: Flo chỉ có số oxi hoá 1, các X khác có các s ố oxi hoá 1, +1, +3, +4, +5 và +7.  Tính phi kim giảm từ F2  I2. Tính chất vật lý.


Page 31 of 166

F2, Cl 2 là chất khí, Br2 là chất lỏng, I2 là chất rắn. Khí flo màu l ục nh ạt, khí clo màu vàng l ục, chất lỏng brom màu đỏ nâu, tinh th ể iot màu tím đen. Các halogen đều rất độc. Tính chất hoá học: 1. Phản ứng vớ i H2O: Khí cho halogen tan vào n ướ c thì.  Flo phân huỷ nướ c:

 Clo tạo thành h ỗn hợ p 2 axit:  Brom cho phản ứng tươ ng tự nhưng tan kém clo.  Iot tan rất ít. 2. Phản ứng vớ i hiđro: Xảy ra vớ i mức độ khác nhau:

3. Phản ứng m ạnh vớ i kim loại Phản ứng t ạo thành hợ p chất ở đ ó kim loại có số oxi hoá cao (n ếu kim loại có nhiều s ố oxi hoá như Fe, Sn…) 4. Phản ứng vớ i phi kim

Cl2, Br2, I2 không phản ứng trực tiếp vớ i oxi. 5. Phản ứng vớ i dung d ịch kiềm.  Clo tác dụng vớ i dung d ịch kiềm loãng và ngu ội tạo thành n ướ c Javen:

 Clo tác dụng vớ i dung d ịch kiềm đặc và nóng t ạo thành mu ối clorat:  Clo tác dụng vớ i vôi tôi tạo thành clorua vôi: Nướ c Javen, clorua vôi là nh ững ch ất oxi hoá mạnh do Cl+ trong phân t ử gây ra. Chúng đượ c dùng làm chất tẩy màu, sát trùng. 6. Halogen m ạnh đẩy halogen y ếu khỏi muối.

Ứ ng dụng và điều chế clo  Clo đượ c dùng để: + Diệt trùng trong n ướ c sinh hoạt ở các thành ph ố. + Tẩy trắng vải s ợ i, giấy. + Sản xu ất nướ c Javen, clorua vôi, axit HCl + Sản xu ất các hoá ch ất trong công nghi ệp dượ c phẩm, công nghiệp dệt…


Page 32 of 166

 Trong phòng thí nghi ệm, clo đượ c điều chế từ axit HCl:

 Trong công nghi ệp: clo đượ c điều ch ế bằng cách điện phân dung d ịch muối clorua kim lo ại kiềm. Khi đó clo thoát ra ở anôt theo ph ươ ng trình. Hợ p chất

1. Hiđro halogenua (HX)  Đều là chất khí, tan nhiều trong H2O thành những axit m ạnh (trừ HF là axit y ếu vì giữa các phân t ử có tạo liên kết hiđro), điện li hoàn toàn trong dung d ịch:

 Phần l ớ n các muối clorua tan nhi ều trong H2O, trừ một s ố ít tan như AgCl, PbCl2, Hg2Cl2, Cu2Cl2,…  Tính tan của các muối bromua và io đua tươ ng tự muối clorua.  Cách nhận biết ion Cl (Br, I): Bằng phản ứng tạo mu ối clorua (bromua…) k ết tủa trắng. 2. Axit hipoclorơ (HClO)  Là axit yếu, kém bền, chỉ tồn tại trong dung d ịch.  Axit HClO và mu ối của nó là hipoclorit (nh ư NaClO) đều có tính oxi hoá m ạnh vì có ch ứa Cl+ : 3. Axit cloric (HClO3)  Là axit khá m ạnh, tan nhi ều trong H 2O.  Axit HClO3 và muối clorat (KClO3) có tính oxi hoá m ạnh. 4. Axit pecloric (HClO 4) Là axit mạnh, tan nhi ều trong H2O, HClO4 có tính oxi hoá m ạnh. Oxi

1. Cấu tạo nguyên t ử.  Oxi (Z = 8) có c ấu hình electron:

Có 6 e ở lớ p ngoài cùng, d ễ dàng thu 2e để bão hoà lớ p ngoài cùng. Là ch ất oxi hoá mạnh:

 Ở đ iều kiện bình th ườ ng, oxi tồn tại ở dạng phân tử 2 nguyên t ử : O = O


Page 33 of 166

Dạng thù hình khác c ủa oxi là ozon: O 3  Oxi có 3 đồng vị tồn tại trong tự nhiên: 2. Tính chất vật lý  Oxi là chất khí không màu, không mùi, h ơ i nặng hơ n không khí, hoá l ỏng ở 183oC, hoá rắn ở 219oC.  Ozon là ch ất khí mùi xốc, màu xanh da tr ờ i. 3. Tính chất hoá học  Tác d ụng vớ i kim loại: Oxi oxi hoá h ầu hết các kim lo ại (trừ Au và Pt) để tạo thành oxit

 Đố i vớ i phi kim (trừ halogen) oxi tác d ụng trực tiếp khi đốt nóng (riêng P tr ắng tác d ụng v ớ i O2 ở to thườ ng)

 Ozon có tính oxi hoá m ạnh h ơ n O2, do nó không b ền, bị phân huỷ thành oxi tự do. Điều này th ể hiện ở phản ứng O 3 đẩy đượ c iot khỏi dung dịch KI (O2 không có ph ản ứng này). 4. Điều chế  Trong phòng thí nghi ệm: nhiệt phân các mu ối giàu oxi. Ví d ụ: hay

 Trong công nghi ệ p: hoá lỏng không khí ở nhiệt độ rất thấp (200oC), sau đó chưng phân đoạn lấy O2 (ở 183oC) Lư u huỳnh 1. Cấu tạo nguyên t ử.  Lưu huỳnh (S) ở cùng phân nhóm chính nhóm VI v ớ i oxi, có cấu hình e : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. Lớ p e ngoài cùng c ũng có 6e, d ễ dàng thực hiện quá trình. thể hiện tính oxi hoá nh ưng yếu hơ n oxi.  Ở trạng thái rắn, mỗi phân t ử lưu huỳnh gồm 8 nguyên tử (S8) khép kín thành vòng:


Page 34 of 166

2. Tính chất vật lý  Lưu huỳnh là chất rắn màu vàng nh ạt, không tan trong H 2O, tan trong m ột số dung môi h ữu cơ như: CCl4, C6H6, rượ u…dẫn nhiệt, dẫn điện rất kém.

 Lưu huỳnh nóng ch ảy ở 112,8 oC nó trở nên s ẫm và đặc lại, gọi là S dẻo. 3. Tính chất hoá học  Ở to thườ ng, S hoạt động kém so vớ i oxi. Ở to cao, S phản ứng đượ c vớ i nhiều phi kim và kim loại.

 Hoà tan trong axit oxi hoá:

4. Hợ p chất a) Hiđ ro sunfua (H 2S 2)  Là chất khí, mùi trứng thối, độc, ít tan trong H 2O. Dung dịch H2S là axit sunfuhiđric.  Có tính khử mạnh, cháy trong O 2:

Khi gặp chất oxi hoá m ạnh như Cl2, S-2 có thể bị oxi hoá đến S +6: H2S là axit yếu. Muối sunfua trung tính (ví d ụ ZnS) hầu hết ít tan trong H 2O. Chỉ có sunfua kim loại kiềm, kiềm thổ tan nhiều.  Để nhận biết H2S hoặc mu ối sunfua (S2) dùng muối chì, kết tủa PbS màu đen sẽ xuất hiện. b) SO2 và axit sunfur ơ

 SO2 là chất khí không màu, tác d ụng v ớ i H2O:  Phản ứng v ớ i oxi


Page 35 of 166

 H2SO3 là axit yếu, muối là sunfit (ví dụ Na2SO3) Mức oxi hoá +4 là m ức trung gian, nên H 2SO3 và muối sunfit v ừa có tính oxi hoá v ừa có tính khử.

c) SO3 và axit sunfuric (H 2SO4)

 Ở đ iều kiện thườ ng, SO3 là chất lỏng không màu, d ễ bay h ơ i, nhiệt độ nóng chảy là 170C,

nhiệt độ sôi là 460C. SO3 rất háo nướ c, tác dụng m ạnh vớ i H2O tạo thành axit H 2SO4 và toả nhiều nhiệt.

 SO3 không có ứng dụng th ực tế, nó là sản phẩm trung gian trong quá trình s ản xuất axit H2SO4.  H2SO4 là chất lỏng sánh, tan vô h ạn trong n ướ c, H 2SO4 đặc hút ẩm rất mạnh và toả nhiều nhiệt.  Dung dịch H2SO4 loãng là axit thườ ng, chỉ phản ứng đượ c vớ i các kim lo ại đứng trướ c H trong dãy thế đ iện hoá (có mu ối sunfat tan) và giải phóng H 2.  Dung dịch H2SO4 đậm đặc là axit oxi hoá, có tính oxi hoá m ạnh, hoà tan đượ c hầu hết các kim loại khi đun nóng (tr ừ Au và Pt). Kim loại càng m ạnh khử S+6 của H2SO4 đặc về hợ p chất có số oxi hoá càng th ấp (SO2, S, H2S). Ví d ụ:

Chú ý : Fe và Al b ị thụ động hoá trong H 2SO4 đặc ngu ội, ngh ĩ a là trên bề mặt chúng đã tạo thành lớ p màng oxit bền vững b ảo vệ cho kim loại khỏi tác dụng của mọi axit  Phần lớ n các muối sunfat tan nhiều trong n ướ c. Chỉ có 1 s ố muối không tan là : BaSO 4, PbSO4, Ag2SO4 và CaSO 4 ít tan.

 Cách nhận biế t ion

. Bằng phản ứng tạo thành mu ối sunfat k ết tủa:

(trắng)  Điề u chế axit H 2SO4. Axit sunfuric ch ủ yếu đượ c điều chế từ lưu huỳnh và từ quặng pirit FeS2 theo các ph ản ứng:


Page 36 of 166

d) Các muố i sunfat : Các muối sunfat quan trọng có giá tr ị trong thực tế là: CaSO4 (thạch cao) đượ c dùng trong công nghi ệp sản xuất xi măng, để đ úc tượ ng, làm bột bó chỗ xươ ng gẫy. MgSO4 dùng làm thu ốc nhu ận tràng. Na2SO4 dùng trong công nghi ệp thu ỷ tinh. CuSO4 dùng để mạ đ iện, thuốc trừ nấm… Na2S2O3 (natri thiosunfat) dùng để đị nh phân iot (ch ất chỉ thị là hồ tinh bột). Thiosunfat còn dùng trong k ỹ thuật điện ảnh Nitơ , photpho thu ộc phân nhóm chính nhómV. Nguyên t ử của chúng có 5e ở lớ p ngoài cùng (trong đó có 3e độc thân ở phân lớ p np). Chúng là những phi kim Nitơ 1. Cấu tạo nguyên t ử  Nitơ có cấu hình electron

Do có 3 e độc thân nên nit ơ có khả năng tạo ra ba liên kết cộng hoá tr ị vớ i nguyên tố khác.  Độ âm điện của N là 3, chỉ nhỏ hơ n của F và O, do đó N có số oxi hoá dươ ng trong h ợ p chất vớ i 2 nguyên t ố này. Còn trong các h ợ p chất khác, nitơ có số oxi hoá âm . Số oxi hoá của N : 3, 0, +1, +2, +3, +4 và +5.  Nitơ tồn tại bền ở dạng phân tử N2 (N  N). và  Nguyên tố nitơ tự nhiên là hỗn hợ p của hai đồng vị vớ i tỷ lệ 272 : 1. Nitơ chiếm 0,01% kh ối lượ ng v ỏ Trái Đất. Dạng tồn tại tự do là nh ững phân tử hai nguyên tử. 2. Tính chất vật lý Nitơ là ch ất khí, không màu, không mùi, không cháy, hoá l ỏng ở 195,8 oC và hoá rắn ở  209,9 oC. Nitơ nhẹ hơ n không khí (d = 1,2506g/lít ở đ ktc), hoà tan r ất ít trong nướ c. 3. Tính chất hoá học Vì có liên kết ba nên phân t ử N2 rất bền, chỉ ở nhiệt độ rất cao mớ i phân li thành nguyên t ử. Do v ậy ở nhiệt độ thườ ng nit ơ rất trơ , không phản ứng vớ i các nguyên t ố khác. Ở nhiệt độ cao, đặc biệt là có chất xúc tác, nit ơ phản ứng vớ i nhiều nguyên t ố kim lo ại và phi kim. a) Tác d ụng vớ i hiđ ro Ở 400oC, có bột Fe xúc tác, áp su ất cao, N2 tác dụng vớ i H2. Ph ản ứng phát nhiệt:


Page 37 of 166

b) Tác d ụng vớ i oxi Ở 3000oC hoặc có tia l ửa điện, N2 tác dụng vớ i O2. Ph ản ứng thu nhiệt:

Ở nhiệt độ thườ ng, NO hoá hợ p ngay vớ i O2 của không khí tạo ra NO2 màu nâu: c) Tác d ụng vớ i kim loại: Nitơ không phản ứng trực tiếp vớ i halogen, l ưu huỳnh. 4. Điều chế và ứng d ụng a) Trong công nghiệ p : Hoá lỏng không khí, sau đó chưng cất phân đoạn và thu N2 ở -196oC. b) Trong phòng thí nghiệm: Nhiệt phân 1 số muối amoni. Ví dụ:

Nitơ chủ yếu đượ c dùng để sản xuất amoniac, axit nitric, phân đạm, tạo môi trườ ng lạnh. 5. Các hợ p chất quan trọng của nitơ . a) Amoniac

Phân tử NH3 tồn tại trong không gian d ướ i dạng tứ diện, góc liên k ết là 109o28' (ba liên k ết

tạo thành bở i 3 obitan lai hoá sp 3 của N) Liên kết giữa N và 3H là liên k ết cộng hoá tr ị có cực, cặp e dùng chung l ệch về phía N. Phân tử NH3 là phân tử phân cực, ở N còn 1 cặp electron t ự do làm cho NH 3 t ạo đượ c liên k ết hiđ ro.  Tính chấ t vật lý : NH3 là chất khí không màu, mùi khai và x ốc, nhẹ hơ n không khí, tan nhi ều trong H2O (ở

20oC, một thể tích n ướ c có thể hoà tan 700 th ể tích NH3 khí). NH3 hoá lỏng ở 33,6oC, hoá rắn ở

77,8oC.  Tính chấ t hoá học + Tính baz ơ : NH 3 là m ột baz ơ vì có kh ả năng nhận proton. K bazơ = 1,8.103 * NH3 tác dụng v ớ i axit tạo thành mu ối amoni: Dạng ion:


Page 38 of 166

Nếu thực hiện phản ứng giữa NH3 (khí) và HCl (khí) thì tạo thành đám khói trắng - đó là những tinh thể rất nhỏ NH4Cl. * Dung dịch NH 3 làm xanh qu ỳ tím, làm hồng phenolphtalein * Dung dịch NH 3 tác dụng vớ i dung dịch AlCl3, ZnCl2 tạo kết tủa hiđroxit không tan trong NH3 dư: + Điể m đặ c biệt của NH 3 là t ạo phức vớ i một số ion kim lo ại như Ag+, Cu2+, Ni2+, Hg2+, Cd2+,… Vì vậy, khi cho dung d ịch NH 3 tác dụng từ từ vớ i dung dịch muối của các kim lo ại trên thấy kết tủa (hiđroxit ho ặc muối bazơ ) sau đó kết tủa tan vì tạo phức:

+ Tính kh ử : NH3 cháy trong oxi cho ng ọn lửa màu vàng:

NH3 cháy trong Cl2 tạo khói trắng NH4Cl và

NH3 + HCl = NH4Cl NH3 khử đượ c một số oxit kim lo ại: + Bản thân NH3 có thể bị nhiệt phân thành N 2, H2 : + Các muối amoni dễ bị nhiệt phân:

NH4HCO3 là b ột nở , ở 60oC đã phân hu ỷ, đượ c dùng trong công ngh ệ thực phẩm. + Muối amoni nitrat bị nhiệt phân theo 2 cách:


Page 39 of 166

 Điề u chế : Điều chế NH3 dựa trên ph ản ứng. Muốn ph ản ứng đạt hiệu suất cao cần tiến hành ở áp su ất cao (300  1000 atm), nhiệt độ vừa phải (400oC) và có b ột sắt làm xúc tác. Khí N2 lấy từ không khí. Khí H2 lấy từ khí tự nhiên hoặc từ sản ph ẩm của phản ứng giữa cacbon và H 2O.  Ứ ng d ụng: NH3 dùng để đ iều chế axit HNO 3, các muối amoni (NH 4Cl, NH4NO3), điều chế xôđa… b) Các oxit của nit ơ . Nitơ tạo vớ i oxi 5 loại oxit: N2O, NO, N 2O3, NO2 và N2O5. Số oxi hoá: +1, +2, +3, +4, và +5. Chỉ có NO và NO 2 điều chế trực tiếp đượ c.

 NO2 : khí không màu, mùi d ễ chịu, hơ i có vị ngọt. N2O không tác d ụng v ớ i oxi. ở 500oC bị phân huỷ thành N 2 và O2.  NO: khí không màu, để trong không khí ph ản ứng vớ i oxi tạo thành NO 2 màu nâu.  NO2: khí màu nâu, r ất độc, bị đime hoá theo cân b ằng. Ở đ iều kiện thườ ng, tồn tại hỗn hợ p NO 2 và N2O4. Tỷ lệ số mol NO2 : N 2O4 phụ thuộc nhi ệt

độ. Trên 100 oC chỉ có NO2 NO2 là oxit axit h ỗn hợ p. Khi tác dụng vớ i H2O cho h ỗn hợ p hai axit: và Khi tác d ụng vớ i kiềm đượ c hỗn hợ p gồm muối nitrat và mu ối nitrit.

Các oxit NO và NO 2 thể hiện tính oxi hoá khi tác d ụng vớ i chất khử mạnh:

Và thể hiện tính kh ử khi g ặp chất oxi hoá mạnh như Cl2, Br 2, O3, KMNO 4…


Page 40 of 166

c) Axit nitr ơ HNO2 Là axit yếu, kém bền, chỉ tồn tại trong dung d ịch loãng. Khi đặc hoặc nóng dễ bị phân huỷ. HNO2 và muối nitrit vừa có tính oxi hoá v ừa có tính khử:

d) Axit nitric HNO3

Trong phân tử HNO3 có một liên k ế t cho - nh ận và hoá trị của N là IV (4 cặp e dùng chung), còn s ố oxi hoá c ủa N là +5 (v ề hình th ức N có hoá tr ị V).  Tính chấ t vật lý : Axit nitric nguyên ch ất là chất lỏng không màu, sôi ở 86oC, hoá rắn ở 41oC. HNO3 dễ bị phân huỷ ngoài ánh sáng thành NO 2, O2 và H2O nên dung d ịch HNO3 đặc có màu vàng (vì có l ẫn NO 2) HNO3 đặc gây bỏng, làm vàng da, phá h ỏng vải, giấy.  Tính chất hoá học: * Tính axit : Là axit m ạnh, phân li hoàn toàn. * Tính oxi hoá: Là chất oxi hoá manh, tác d ụng vớ i hầu hết các kim loại (trừ vàng và platin), lúc đó N+5 có thể bị khử thành N+4, N+2, N+1, No và N-3 tuỳ thuộc vào nồng độ axit, nhi ệt độ và độ hoạt động của kim lo ại. Đối vớ i axit HNO3 đặ c, nóng: Oxi hoá hầu hết các kim lo ại (trừ Au, Pt), sản phẩm khí là NO 2 màu nâu.

HNO3 đặ c, nguội làm thụ độ ng hoá Fe và Al Đối vớ i axit HNO3 loãng: Oxi hoá h ầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), sản phẩm khí là NO, N 2O

hoặc NH 4NO3. Khi axit càng loãng, ch ất khử càng m ạnh thì N+5 (trong HNO3) bị khử về số oxi hoá càng th ấp. Ví d ụ: H ỗn hợ p dung d ịch đậm đặ c của HNO3 và HCl có t ỷ lệ mol 1HNO3 + 3HCl g ọi là nướ c cườ ng toan, hoà tan đượ c cả Au và Pt.


Page 41 of 166

Axit HNO3 cũng oxi hoá đượ c nhiều phi kim như C, Si, P, S:

 Điề u chế axit HNO 3: * Trong phòng thí nghi ệm Để thu HNO3, ng ườ i ta chưng cất dung d ịch trong chân không. * Trong công nghiệp, s ản xuất HNO 3 từ NH3 và O2:

 Ứ ng d ụng: HNO3 là nguyên li ệu cơ bản để đ iều chế muối nitrat, phân bón, ch ất nổ, nhiên liệu tên lửa, các hợ p chất nitro, amin. e) Muố i nitrat  Tính tan: Tất cả các muối nitrat đều dễ tan trong H 2O, là những chất điện li mạnh.  Phân hu ỷ nhiệt : Tất cả các mu ối nitrat đều không b ền ở nhiệt độ cao. Tu ỳ thuộc ion kim lo ại có trong muối, các nitrat b ị phân huỷ tạo thành nh ững lo ại hợ p chất khác nhau (nh ưng đều phải giải phóng O2) * Nhiệt phân mu ố i nitrat của kim loại mạnh (đứng trướ c Mg trong dãy Bêkêtôp)

* Nhiệt phân mu ố i nitrat của kim loại trung bình (Từ Mg  Cu)

* Nhiệt phân mu ố i nitrat của kim loại yế u (sau Cu)

 Ứ ng d ụng của muố i nitrat : dùng làm phân bón, thu ốc nổ.


Page 42 of 166

Kali nitrat dùng để chế tạo thu ốc nổ đ en (thuốc nổ có khói). Thành ph ần thuốc nổ đ en : 75% KNO 3, 10% S, 15% C. Khi h ỗn hợ p nổ, xảy ra phản ứng.

 Nhận biế t ion Để nhận biết ion H2SO4)

:

(HNO3, mu ối nitrat) có th ể dùng Cu trong môi trườ ng axit (ví d ụ

Ta thấy Cu tan, dung d ịch có màu xanh, có khí không màu bay ra, r ồi hoá nâu trong không khí. Phốt pho

1. Cấu tạo nguyên t ử Photpho có điện tích hạt nhân +15 Cấu hình e:

Photpho ở phân nhóm chính nhóm V, chu k ỳ 3. Nguyên t ử P có 3 electron ở phân l ớ p 3p và phân l ớ p 3d còn tr ống (chưa có electron) nên 1e ở phân lớ p 3s có thể nhảy lên 3d làm cho P có 5e độc thân và như vậy có thể có hoá trị V (khác N) 2. Tính chất vật lý và các d ạng thù hình.

Đơ n chất photpho có th ể tồn tại dướ i nhiều dạng thù hình khác nhau. Hai d ạng thù hình quan trọng là photpho tr ắng và photpho đỏ.  Photpho trắng: là chất rắn màu trắng hoặc hơ i vàng, rất độc. ở 280oC, photpho tr ắng chuyển thành photpho đỏ. Photpho trắng tự bốc cháy trong không khí, phát sáng trong bóng t ối (lân tinh). Ng ườ i ta bảo quản nó bằng cách ngâm trong n ướ c, tránh ánh sáng.  Photpho đỏ: là chất rắn có màu đỏ, không độc. ở nhiệt độ cao, P đỏ thăng hoa. Gặp lạnh, hơ i P đỏ ngưng tụ thành P tr ắng. P đỏ khá b ền, khó nóng ch ảy, không tan trong b ất kỳ dung môi nào. 3. Tính chất hoá học: Lớ p ngoài cùng c ủa nguyên tử P có 5e. Trong các h ợ p chất, P có số oxi hoá là -3, +3 và +5. So vớ i nitơ , photpho hoạt động hơ n, đặc biệt là P tr ắng.  Tác d ụng vớ i oxi: Photpho cháy trong không khí t ạo ra điphotpho pentaoxit P 2O5. P trắng bị oxi hoá ch ậm trong không khí thành P 2O3, khi đó phản ứng không phát nhi ệt mà phát quang.  Tác d ụng vớ i axit nitric:

 Tác d ụng vớ i halogen: P bốc cháy trong clo và n ổ trong flo.


Page 43 of 166

 Tác dụng vớ i muối : P có thể gây nổ khi tác dụng v ớ i những mu ối có tính oxi hoá m ạnh nh ư KNO 3, KClO3, …  Tác d ụng vớ i hiđ ro và kim lo ại (P thể hiện tính oxi hoá). Ví d ụ: PH 3 (photphin) Ca3P2 (canxi photphua) PH3 là chất khí, rất độc. Trên 150oC bị bốc cháy trong không khí: PH3 sinh ra do s ự thối rữa xác động thực vật, nếu có lẫn điphotphin P 2H4 thì tự bốc cháy phát ra ánh sáng xanh ( đó là hiện tượ ng "ma tr ơ i") 4. Điều chế và ứng d ụng  P khá hoạt động, trong tự nhiên nó t ồn tại ở dạng hợ p chất như các quặng photphorit Ca3 (PO4)2, apatit 3Ca3(PO 4)2.CaF 2.  P đượ c dùng để chế tạo diêm: Thuốc gắn ở đầ u que diêm g ồm một chất oxi hoá như KClO 3, KNO 3.., một chất dễ cháy như S… và keo dính. Thu ốc quét bên cạnh h ộp diêm là bột P đỏ và keo dính. Để tăng độ cọ sát còn trộn thêm b ột thuỷ tinh mịn vào cả 2 loại thuốc trên.  P đỏ dùng để sản xu ất axit photphoric:

 Trong công nghi ệp, ngườ i ta điều chế P bằng cách nung h ỗn hợ p canxi photphat, SiO 2 (cát) và than: 5. Hợ p chất của photpho a) Điphotpho pentaoxit P 2O5. P2O5 là chất rắn, màu trắng, rất háo nướ c, tác dụng mãnh liệt vớ i nướ c tạo thành axit photphoric: Chính vì vậy ngườ i ta dùng P 2O5 để làm khô nhiều chất. b) Axit photphoric H 3PO4.

 H3PO4 là chất rắn, không màu, nóng chảy ở 42,5oC, tan vô hạn trong n ướ c. Trong P2O5 và H3PO4, photpho có số oxi hoá +5. Khác v ớ i nitơ , photpho có độ âm điện nhỏ nên bền hơ n ở mức +5. Do vậy H3PO4 và P2O5 khó bị khử và không có tính oxi hoá nh ư HNO3.  H3PO4 là axit trung bình, trong dung d ịch điện li theo 3 n ấc: trung bình ở nấc thứ nhất, yếu và rất yếu ở các nấc thứ hai, thứ ba.


Page 44 of 166

Dung dịch axit H 3PO4 có những tính ch ất chung c ủa axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng vớ i baz ơ , oxit bazơ tạo thành mu ối axit hoặc mu ối trung hoà nh ư NaH2PO4, Na 2HPO4, Na3PO4.  H3PO4 có thể tác d ụng vớ i những kim loại đứng trướ c H trong dãy Bêkêtôp cho H 2 thoát ra. Ví d ụ: c) Muố i photphat Ứ ng d ụng v ớ i 3 mức điện li của axit H 3PO4 có dãy mu ối photphat:  Muối photphat trung hoà:

 Muối đihiđro photphat  Muối hiđro photphat: Các muối trung hoà và mu ối axit của kim lo ại Na, K và amoni đều tan trong n ướ c. V ớ i các kim loại khác ch ỉ muối đihiđro photphat là tan đượ c, ngoài ra đều không tan ho ặc tan ít trong H2O. d) Điề u chế và ứ ng d ụng  Trong công nghi ệp, điều chế H3PO4 từ quặng Ca3(PO 4)2 và axit H 2SO4:

 Trong phòng thí nghi ệm, H3PO4 đượ c điều chế từ P2O5 (hoà tan vào H 2O) hay t ừ P (hoà tan bằng HNO3 đặc). Axit photphoric ch ủ yếu đượ c dùng để sản xuất phân bón. 6. Phân bón hoá h ọc Phân bón hoá học là những hoá chất có chứa nguyên t ố dinh dưỡ ng, dùng để bón cho cây trồng nhằm nâng cao n ăng suất.

Những hoá ch ất dùng làm phân bón ph ải là những hợ p chất tan đượ c trong dung d ịch thấm trong đất để rễ cây hấp thụ đượ c. Ngoài ra, h ợ p chất đó phải không độc hại gây ô nhiễm môi trườ ng. Có ba loại phân bón hoá h ọc cơ bản: phân đạm, phân lân và phân kali. a) Phân đạm là phân ch ứa nguyên tố nitơ . Cây chỉ hấp thụ đạ m dướ i dạng ion

và ion

. Các loại phân đạm quan tr ọng:  Muối amoni: NH4Cl (25% N), (NH 4)2SO4 (21% N), NH4NO3 (35% N, thườ ng đượ c gọi là "đạm hai lá")  Ure: CO(NH 2)2 (46% N) giàu nitơ nhất. Trong đất ure bị biến đổi dần thành amoni cacbonat. Các muối amoni và ure b ị kiềm phân hu ỷ, do đó không nên b ảo qu ản phân đạm gần vôi, không bón cho các lo ại đất kiềm.


Page 45 of 166

 Muối nitrat: NaNO 3, Ca(NO 3)2,…th ườ ng bón cho các vùng đất chua m ặn. b) Phân lân là phân ch ứa nguyên t ố photpho. Cây h ấp thụ lân dướ i dạng ion . Các loại phân lân chính.  Phân lân tự nhiên: Quặng photphat Ca 3(PO 4)2 thích hợ p vớ i đất chua ; phân nung ch ảy (nung quặng photphat v ớ i đolomit).  Supephotphat đơ n: Hỗn hợ p canxi đihiđro photphat và th ạch cao, đượ c điều chế theo phản ứng:

 Supe photphat kép: là mu ối canxi đihiđro photphat, đượ c điều chế theo ph ản ứng:

 Amophot: chứa cả đạ m và lân, đượ c điều chế bằng cách cho NH 3 tác d ụng vớ i axit photphoric thu đượ c hỗn hợ p trong mono và điamophot NH 4H2PO4 và (NH4)2HPO4

c) Phân kali: chứa nguyên t ố kali, cây hấp thụ kali dướ i dạng ion K +. Phân kali ch ủ yếu là KCl lấy từ quặng muối cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O), sinvinit (KCl.NaCl). Ngoài ra ng ườ i ta cũng dùng KNO 3.K2SO4. d) Phân vi l ượ ng: là loại phân ch ứa một số lượ ng rất nhỏ các nguyên t ố như đồ ng, kẽm, molipđen, mangan, coban, bo, iot… Ch ỉ cần bón một lượ ng rất nhỏ các nguyên t ố này cũng làm cho cây phát tri ển tốt. Ở nướ c ta có m ột số nhà máy l ớ n sản xuất supephotphat (Lâm Thao - Phú Th ọ), sản xu ất phân đạm (Hà Bắc) và có một số đị a phươ ng sản xuất phân lân nung ch ảy… Cacbon, silic thuộc phân nhóm chính nhóm IV. Nguyên t ử của những nguyên tố này có 4 electron ở lớ p ngoài cùng, chúng là nh ững phi kim. Cacbon

1. Cấu tạo nguyên t ử

 Cacbon thiên nhiên là h ỗn hợ p hai đồng vị bền: 12,0115.  Cấu hình e ứng v ớ i trạng thái cơ bản:

(98,982%) và

(0,108%). NTK =

Do đó cacbon có th ể có hoá tr ị II (liên kết cộng hoá trị)  Ở trạng thái kích thích, có 1e ở phân lớ p 2s nhảy lên phân l ớ p 2p tạo thành 4e độc thân đồng nhất, vì thế cacbon có hoá tr ị IV trong h ầu hết các h ợ p chất.  Ở trạng thái rắn, các nguyên t ử cacbon liên k ết vớ i nhau theo ki ểu kim cươ ng hoặc graphit. 2. Các dạng thù hình và tính ch ất vật lý. Cacbon có 3 d ạng thù hình: kim c ươ ng, than chì (graphit) và cacbon vô định hình. a) Kim cươ ng Kim cươ ng có cấu trúc mạng tinh th ể nguyên tử, mỗi nguyên t ử C liên kết cộng hoá trị bền


Page 46 of 166

vững vớ i 4 nguyên t ử C xung quanh, t ạo hình tứ diện đều. S ự đồ ng nhất và bền vững của liên kết này khiến kim cươ ng có tính r ất cứng, không bay h ơ i và trơ vớ i nhiều chất hoá học. b) Than chì Tinh thể than chì (graphit) có c ấu trúc lớ p. Trên mỗi lớ p, m ỗi nguyên tử C liên kết vớ i 3 nguyên tử C khác bằng liên kết cộng hoá tr ị. Liên kết giữa những nguyên t ử C trong 1 lớ p rất bền vững, liên kết giữa các l ớ p rất yếu, do vậy các l ớ p trong tinh thể có th ể trượ t lên nhau. C ấu trúc này làm than chì m ềm, trơ n, dùng làm bút chì, bôi tr ơ n các ổ bi. c) Cacbon vô định hình Cacbon vô định hình (than c ốc, than gỗ, bồ hóng,…) gồm nh ững tinh thể rất nhỏ, có cấu trúc không trật tự. Tính chất của cacbon vô định hình tu ỳ thuộc vào nguyên li ệu và phươ ng pháp điều chế chúng. Than gỗ và than x ươ ng có cấu tạo xốp nên chúng có kh ả năng h ấp thụ mạnh các ch ất khí và chất tan trong dung d ịch. 3. Tính chất hoá học Các dạng thù hình c ủa cacbon tuy có tính ch ất vật lý rất khác nhau nh ưng tính ch ất hoá học của chúng căn bản giống nhau: cháy trong oxi, c ả kim cươ ng và than chì đều tạo thành khí CO2. a) Phản ứ ng vớ i oxi Khi cháy trong oxi, ph ản ứng toả nhiều nhiệt:

Vì vậy cacbon đượ c dùng ch ủ yế để làm nhiên liệu trong đờ i sống, trong công nghi ệp. b) Phản ứ ng vớ i các oxit kim lo ại. Cacbon khử đượ c nhi ều oxit kim loại. Ví dụ:

c) Phản ứ ng vớ i oxit phi kim Cacbon phản ứng vớ i oxit của một số phi kim tạo thành các cacbon có liên k ết cộng hoá trị và rất rắn. Ví dụ:

Đốt nóng cacbon trong khí CO 2, tạo ra CO d) Phản ứ ng vớ i hơ i nướ c. Cacbon tác dụng vớ i hơ i nướ c ở nhiệt độ cao t ạo ra khí thanh (m ột hỗn hợ p gồm CO và H 2) Khí than là nhiên li ệu quan trọng trong công nghi ệp. e) H ợ p chấ t vớ i các halogen . Cacbon tạo nhiều hợ p chất vớ i halogen: CF 4, CCl4, CF2Cl2,… Trong đó CCl4 đượ c dùng làm dung môi, CF2Cl2 (freon) là chất làm lạnh trong các máy l ạnh và nó là một trong các ch ất gây "thủng" tầng ozon.


Page 47 of 166

4. Các hợ p chất quan trọng của cacbon a) Cacbon monooxit CO  Công thức cấu tạo: C  O  CO là khí không màu, không mùi, r ất độc (gây ch ết ngườ i), CO hoá lỏng ở -191,5 oC và hoá rắn ở -205oC.  Ở to thườ ng, CO rất trơ . ở to cao, CO bị cháy thành CO 2 cho ngọn lửa màu xanh:

 Vớ i clo tạo thành photgen là m ột chất độc hoá học:  CO có tính kh ử mạnh, nó khử đượ c các oxit kim lo ại hoạt động v ừa và yếu. Ví d ụ: CO đượ c dùng làm ch ất khử trong công nghi ệp luyện kim. b) Cacbon đ ioxit CO2.  Công thức cấu tạo: O = C = O. Phân tử đố i xứng, nguyên t ử C và hai nguyên t ử O nằm trên một đườ ng th ẳng, do đó phân tử không phân c ực.  CO2 là khí không màu, không mùi, n ặng h ơ n không khí 1,5 lần. CO2 ít tan trong n ướ c (ở 20oC, một thể tích nướ c hoà tan đượ c 0,88 th ể tích CO2). Dướ i áp

suất th ườ ng, ở -78 oC, khí CO2 hoá r ắn, gọi là nướ c đá khô.  CO2 có tính chất của oxit axit và có tính oxi hoá y ếu. + Tác d ụng vớ i H 2O:

H2CO3 là axit yếu, kém bền, khi bị đun nóng nó phân hu ỷ cho CO 2 bay ra. + Tác d ụng vớ i kiề m:

+ Tác d ụng vớ i kim loại: CO2 có thể oxi hoá m ột s ố kim loại có tính kh ử mạnh ở nhiệt độ cao: + Tác d ụng vớ i NH 3 : Tạo thành ure.

 Điề u chế CO2:


Page 48 of 166

+ Trong phòng thí nghi ệm: - Ứ ng d ụng của CO2:

Chữa cháy. Trong công nghi ệp thực phẩm, sản xuất xôđa, ure,… c) Muố i cacbonat . Tồn tại 2 loại muối cacbonat. - Mu ối cacbonat trung hoà : Na 2CO3, CaCO3, … - Mu ối hiđrocacbonat (mu ối axit): Muối cacbonat c ủa kim loại kiềm, amoni và hi đrocacbonat của kim lo ại kiềm, kiềm thổ (trừ NaHCO3) tan đượ c trong nướ c, các mu ối cacbonat còn l ại không tan.

- Ở to cao : muố i cacbonat kim lo ại kiề m không b ị phân hu ỷ , cacbonat c ủa các kim lo ại khác

phân hu ỷ , t ạo ra oxit kim loại.

- Mu ối hiđrocacbonat kém b ền, bị phân hu ỷ ở > 100oC. Một vài mu ối (ví dụ Ca(HCO 3)2) chỉ

tồn tại trong dung dịch.

- Mu ối cacbonat tác d ụng vớ i nhiều axit, giải phóng CO 2 :

Silic

1. Cấu tạo nguyên t ử:  Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong tự nhiên sau oxi, g ồm ba loại đồng vị :

 Cấu hình e lớ p ngoài cùng c ủa silic : 3s2, 3p2. 2. Tính chất vật lý  Silic là chất rắn, màu xám, d ẫn điện, dẫn nhi ệt. Nóng chảy ở 1423oC. Silic dạng đơ n tinh th ể là ch ất bán dẫn nên dùng trong k ỹ thuật radio, pin mặt trờ i. 3. Tính chất hoá học  Silic tinh thể thì trơ , silic vô định hình khá ho ạt động:

 Silic hoá hợ p đượ c vớ i flo ở to thườ ng :  Ở đ iều kiện thườ ng, silic không tác d ụng vớ i axit, chỉ tác d ụng vớ i hỗn hợ p HNO 3 + HF:


Page 49 of 166

 Silic tác dụng vớ i kiềm tạo ra muối silicat và gi ải phóng H2:  Tính chất hoá học đặc biệt của silic là nó có th ể tạo thành các silan ki ểu ankan vớ i hiđro và halogen : SinH2n+2 ; SinCl2n+2 4. Ứ ng dụng và điều chế: Silic dùng để  Chế tạo hợ p kim đặc biệt có tính cứng và ch ịu axit.  Chế tạo chất bán dẫn trong kỹ thuật vô tuyến điện, pin mặt trờ i. Trong phòng thí nghi ệm, silic vô định hình đượ c điều chế bằng ph ản ứng: Trong công nghi ệp: 5. Hợ p chất của silic a) Silic đ ioxit SiO 2.

 SiO2 là chất rắn, không màu, nóng ch ảy ở 1700oC. Thạch anh, phalê, ametit là SiO 2 nguyên chất.  SiO2 là oxit axit, ở to cao nó tác d ụng đượ c vớ i oxit bazơ , kiềm, cacbonat kim lo ại kiềm, t ạo ra silicat :

 SiO2 có tính ch ất hoá học đặc trưng là tan đượ c trong dung d ịch axit HF: Vì vậy ngườ i ta dùng HF để khắc hình trên thu ỷ tinh.  SiO2 đượ c dùng r ộng rãi trong xây d ựng, sản xuất thuỷ tinh, đá mài. b) Axit silicic và muố i silicat . H2SiO3 là axit yếu, ít tan trong nướ c. Điều chế H2SiO 3: Muối của axit silicic là silicat. Na2SiO3 và K2SiO3 trông giống thu ỷ tinh, tan đượ c trong nướ c nên đượ c gọi là thuỷ tinh tan. Thuỷ tinh tan dùng ch ế tạo xi măng, bêtông ch ịu axit. Nguyên liệu để sản xuất thuỷ tinh là cát, th ạch anh, đá vôi và xô đa:


Page 50 of 166

Thành phần hoá học của thu ỷ tinh này đượ c biểu diễn gần đúng b ằng công th ức các oxit: Na2O.CaO.6SiO 2. Vị trí và cấu tạo của kim lo ại.

1. Vị trí Trong bảng tuần hoàn các nguyên t ố hoá học, kim loại ở những v ị trí:  Phân nhóm chính nhóm I, II, III (trừ bo)  Phân nhóm phụ nhóm I đến nhóm VIII  Họ lantan và họ actini (những nguyên tố xếp riêng ở dướ i bảng).  Một phần của các phân nhóm chính nhóm IV, V, VI. Hiện nay ngườ i ta biết kho ảng 109 nguyên tố hoá h ọc, trong đó có trên 85 nguyên t ố là kim loại. Các nguyên tố càng nằm ở bên trái, phía d ướ i của bảng, tính kim loại càng m ạnh. 2. Cấu tạo của nguyên t ử kim loại  Nguyên tử kim lo ại có số electron ở lớ p ngoài cùng nhỏ (  4 ), d ễ dàng cho đi trong các phản ứng hoá học.  Trong cùng 1 chu kì, nguyên t ử của các nguyên t ố kim lo ại có bán kính l ớ n hơ n và có điện tích hạt nhân nh ỏ hơ n so vớ i các nguyên t ố phi kim. Những nguyên t ử có bán kính l ớ n là những nguyên tử nằm ở góc dướ i, bên trái của bảng tuần hoàn. 3. Cấu tạo tinh th ể kim loại  Các nguyên tử kim loại s ắp xếp theo m ột trật tự xác định làm thành m ạng lướ i tinh thể kim loại. Nút của mạng lướ i là các ion d ươ ng ho ặc các nguyên t ử trung hoà. Kho ảng không gian giữa các nút l ướ i không thuộc nguyên t ử nào, làm thành "khí electron" mà các nguyên t ử kim loại ở nút lướ i liên kết vớ i nhau t ạo thành m ạng lướ i bền vững. Liên k ế t sinh ra trong m ạng lướ i kim loại do các e t ự do gắ n các ion d ươ ng kim lo ại lại vớ i nhau gọi là liên k ế t kim loại. Đặc điểm của liên kết kim loại:  Do tất cả các e t ự do trong kim loại tham gia.  Liên kết kim loại do tươ ng tác t ĩ nh điện giữa các ion d ươ ng và các e tự do. Tính chất vật lý

 Ở đ iều kiện thườ ng, các kim loại đều ở trạng thái r ắn (tinh thể), trừ Hg là ch ất lỏng. Nhiệt độ nóng chảy rất khác nhau.  Ngườ i ta phân biệt : Các kim lo ại đ en (gồm Fe, Mn, Cr) và kim loại màu (các kim lo ại còn lại).  Kim loại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính d ẻo, có ánh kim. Do đặc tính cấu tạo của mạng lướ i kim loại ta giải thích tính ch ấ t vật lý của nó a) Tính d ẫ n đ iện và d ẫ n nhi ệt  Khi nối 2 đầu thanh kim lo ại vớ i 2 cực của ngu ồn điện. D ướ i tác dụng của điện trườ ng, các e tự do chuy ển động theo 1 h ướ ng xác định làm thành dòng điện trong kim lo ại.  Khi đun nóng kim loại tại 1 điểm nào đó, các nút lướ i (nguyên tử, ion) ở điểm đó nh ận thêm năng lượ ng, dao động m ạnh lên và truy ền năng lượ ng cho các e t ự do. Các e tự do lại truyền năng


Page 51 of 166

lượ ng cho các nút xa h ơ n. Và cứ như thế năng lượ ng (dạng nhiệt) đượ c truy ền ra khắp thanh kim loại. Đó là bản chất tính dẫn nhi ệt của kim loại. b) Tính d ẻo (dễ kéo dài, dát m ỏng): Khi tác d ụng lực cơ học lên thanh kim lo ại, một số nút m ạng lướ i kim loại có thể bị xê dịch, nhưng mối liên kết giữa các lớ p nút trong m ạng nhờ các e t ự do vẫn đượ c bảo toàn, do đó mạng lướ i tinh thể vẫn bền vững, mặc dù hình d ạng thanh kim lo ại bị thay đổi. Tính chất hoá học. 1. Nhận xét chung Do đặc điểm cấu tạo, các nguyên t ử kim loại dễ dàng cho e hoá tr ị, thể hiện tính khử: So sánh tính khử của kim lo ại : Đi từ đầ u đến cuối "dãy th ế đ iện hóa" của các kim loại thì tính khử giảm d ần. K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Au. 2. Các phản ứng đặc trưng: a) Phản ứ ng vớ i oxi :  Ở to thườ ng, phần lớ n kim lo ại phản ứng vớ i O2 của không khí t ạo thành lớ p bảo vệ cho kim loại không bị oxi hoá ti ếp tục.  Khi nung nóng, phần lớ n kim lo ại chảy trong oxi. Ví d ụ:

b) Phản ứ ng vớ i halogen và các phi kim khác  V ớ i halogen: các kim lo ại kiềm, kiềm thổ, Al phản ứng ngay ở to th ườ ng. Các kim lo ại khác phản ứng y ếu hơ n, phải đun nóng. Hợ p chất tạo thành ở đó kim lo ại có hoá trị cao:

 Vớ i phi kim khác (y ếu hơ n) phải đun nóng : c) Phản ứ ng vớ i hiđ ro: Kim loại kiềm và ki ềm thổ phản ứng tạo hợ p chất hiđrua kim loại dạng mu ối, ở đ ó số oxi hoá của H là -1 d) Phản ứ ng vớ i nướ c:  Ở to thườ ng, chỉ có các kim lo ại kiềm, kiềm thổ phản ứng đượ c vớ i nướ c tạo thành H2 và hiđroxit kim loại. Một số kim lo ại yếu hơ n tạo thành lớ p bảo vệ hiđroxit ho ặc tạo thành axit.

 Ở nhiệt độ nóng đỏ, những kim lo ại đứng trướ c hiđro trong dãy thế đ iện hoá phản ứng vớ i hơ i nướ c. Ví d ụ: e) V ới axit thườ ng (HCl, H2SO4 loãng) Phản ứng xảy ra dễ dàng khi:  Kim loại đứng trướ c H2.


Page 52 of 166

 Muối tạo thành ph ải tan g) V ới axit oxi hoá (HNO 3, H2SO4 đặc nóng) Trừ Au và Pt, còn hầu hết các kim loại tác dụng đượ c vớ i HNO3 (đặc hoặc loãng), H 2SO4 (đặc, nóng),  V ớ i HNO 3 đặ c: (Khí duy nhất bay ra là NO 2 màu nâu).

 V ớ i HNO 3 loãng: Tuỳ theo độ mạnh của kim loại và độ loãng c ủa axit, sản phẩm khí bay ra có th ể là N2, N2O, NO. Đối vớ i kim loại mạnh và axit r ất loãng, sản phẩm là NH 4NO3. Ví dụ:

 V ớ i axit H 2SO4 đặ c nóng . Kim loại + H2SO4 đ.n  muối + (H2S, S, SO2) + H2O.

Tuỳ theo độ mạnh của kim loại mà sản phẩm của sự khử S+6 (trong H 2SO4) là H2S, S hay SO2. Kim loại càng m ạnh thì S+6 bị khử về số oxi hoá càng th ấp. Ví dụ:

Chú ý : Al và Fe b ị thụ động hoá trong H 2SO4 đặc, nguội và HNO 3 đặc, nguội. Nguyên nhân là do khi 2 kim lo ại này tiếp xúc vớ i các axit đặc, nguội thì trên bề mặt chúng có tạo lớ p màng mỏng, đặc xít bảo vệ kim loại không b ị axit tác d ụng. Do đó, trong thực tế ngườ i ta dùng các xitec bằng sắt để chuyên ch ở các axit trên. h) Phản ứ ng vớ i kiề m: Một số kim loại đứng trướ c H2 và hiđroxit của nó có tính lưỡ ng tính có th ể phản ứng vớ i kiềm mạnh. Ví d ụ như Be, Zn, Al:


Page 53 of 166

k) Phản ứ ng kim loại mạnh đẩ y kim loại yế u khỏi hợ p chấ t:  Đẩy kim lo ại yếu khỏi dung d ịch mu ối. Ví d ụ: Nhữ ng kim loại tác d ụng mạnh vớ i H 2O nh ư kim loại kiề m, kiề m thổ , khi gặ p dung d ịch nướ c thì tr ướ c hế t phản ứ ng vớ i H 2O.  Đẩy kim lo ại yếu khỏi oxit (ph ản ứng nhiệt kim loại). Xảy ra ở to cao, toả nhiều nhiệt làm nóng ch ảy kim loại:

Phươ ng pháp này th ườ ng đượ c dùng để điều chế các kim lo ại khó nóng ch ảy như Cr, Mn, Fe… Dãy thế đ iện hoá của kim lo ại 1. Cặp oxi hoá - kh ử của kim loại. Trong những điều kiện nhất định, cân bằng. có thể xảy ra theo 1 chi ều xác định. Trong đó : Me là d ạng kh ử, Men+ là d ạng oxi hoá. Dạng oxi hoá và d ạng khử của cùng m ột nguyên tố tạo thành cặ p oxi hoá - khử (oxh/kh). Ví d ụ: Các cặp oxi hoá - kh ử : Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Al3+/Al. 2. Điện thế oxi hoá - kh ử. Để đặc trưng cho kh ả năng oxi hoá - khử của một cặp oxi hoá - kh ử, ngườ i ta dùng đại lượ ng gọi là điện thế oxi hoá - khử và ký hiệu Eoxh/kh . Khi nồng độ dạng oxi hoá và n ồng độ dạng kh ử bằng 1mol/l (oxh = kh = 1mol/l), ta có thể oxi hoá - kh ử chuẩn oxh/kh.


Page 54 of 166

3. Ý ngh ĩ a của dãy thế đ iện hoá của kim lo ại a) Dự đ oán chiề u phản ứ ng gi ữ a 2 c ặ p oxh - kh: Khi cho 2 cặp oxh - kh gặp nhau, dạng oxh của cặp nằm ở bên phải (có thế oxh - kh lớ n hơ n) oxh đượ c dạng kh ử của cặp nằm ở bên trái. Ví dụ: Có 2 cặp oxh - kh : Zn2+/Zn và Fe2+ /Fe phản ứng: Có 2 cặp oxh - kh: Zn2+/Zn và Cu2+ /Cu phản ứng: b) Nhữ ng kim loại đứ ng tr ướ c H (phía trái) đẩ y đượ c hiđ ro ra khỏi dung d ịch axit. Ví d ụ: Hợ p kim

1. Định ngh ĩ a H ợ p kim là chấ t r ắ n thu đượ c sau khi nung ch ả y một hỗ n hợ p nhi ề u kim loại khác nhau ho ặ c hỗ n hợ p kim lo ại và phi kim . 2. Cấu tạo của hợ p kim Hợ p kim th ườ ng đượ c cấu tạo bằng các lo ại tinh thể: a) Tinh thể hỗ n hợ p: Gồm những tinh th ể của các đơ n chất trong hỗn hợ p ban đầu, khi nóng chảy chúng không tan vào nhau. b) Tinh thể dung d ịch r ắ n: Là những tinh th ể đượ c t ạo thành sau khi nung nóng ch ảy các đơ n chất trong hỗn hợ p tan vào nhau c) Tinh thể hợ p chấ t hoá học: Là tinh thể của những hợ p chất hoá học đượ c tạo ra sau khi nung nóng chảy các đơ n chất trong hỗn hợ p. 3. Liên kết hoá học trong h ợ p kim: Liên kết trong hợ p kim chủ yếu là liên k ết kim loại. Trong loại hợ p kim có tinh th ể là hợ p chất hoá học, kiểu liên kết là liên k ế t cộng hoá tr ị. 4. Tính chất của hợ p kim: Hợ p kim có nhữ ng tính chấ t hoá học t ươ ng t ự tính ch ấ t của các ch ấ t trong hỗ n hợ p ban đầu,


Page 55 of 166

nhưng tính ch ất vật lý và tính ch ất cơ học lại khác nhiều. 5. Ứ ng dụng: Hợ p kim đượ c dùng nhi ều trong:  Công nghiệp chế tạo máy: ch ế tạo ôtô, máy bay, các lo ại máy móc…  Công nghiệp xây dựng… Ăn mòn kim loại và chống ăn mòn 1. Sự ă n mòn kim lo ại. Sự phá hu ỷ kim loại hoặ c hợ p kim do tác d ụng hoá h ọc của môi tr ườ ng xung quanh g ọi là sự ă n mòn kim lo ại. Ăn mòn kim loại đượ c chia thành 2 lo ại chính: ăn mòn hoá h ọc và ăn mòn điện hoá. a) Ă n mòn hoá h ọc: Ă n mòn hoá h ọc là sự phá hu ỷ kim loại do kim loại phản ứ ng hoá h ọc vớ i chấ t khí hoặ c hơ i nướ c ở nhiệt độ cao. Đặc điểm của ăn mòn hoá học:  Không phát sinh dòng điện.  Nhiệt độ càng cao thì t ốc độ ă n mòn càng nhanh. Sự ă n mòn hoá học thườ ng xảy ra ở :  Những thiết bị của lò đốt.  Những chi tiết của động cơ đố t trong.  Những thiết bị tiếp xúc vớ i hơ i nướ c ở nhiệt độ cao. Ví d ụ:

Bản chất của ăn mòn hoá h ọc là quá trình oxi hoá - kh ử, trong đó các electron c ủa kim lo ại chuyển trực tiếp sang môi trườ ng tác d ụng: b) Ă n mòn đ iện hoá : Ă n mòn đ iện hoá là sự phá hu ỷ kim loại do kim loại tiế p xúc vớ i dung d ịch chấ t đ iện li t ạo nên dòng đ iện. Cơ chế ă n mòn điện hoá: Những kim lo ại dùng trong đờ i s ống và kỹ thuật thườ ng ít nhi ều có lẫn tạp chất (kim lo ại khác hoặc phi kim), khi tiếp xúc vớ i môi trườ ng điện li (như hơ i nướ c có hoà lẫn các khí CO 2, NO2, SO2,…ho ặc nướ c biển, …) sẽ xảy ra quá trình ăn mòn điện hoá. Xét cơ chế ă n mòn sắt có lẫn đồng trong không khí ẩm có hoà tan H +, O2, CO2, NO2,…tạo thành môi trườ ng điện li. Sắt có lẫn đồng tiếp xúc vớ i môi trườ ng điện li tạo thành 1 pin, trong đ ó Fe là kim lo ại hoạt động hơ n là cự c âm, Cu là c ự c d ươ ng.


Page 56 of 166

 Ở cực âm: Fe bị oxi hoá và bị ă n mòn. Ion Fe2+ tan vào môi tr ườ ng điện li, trên sắt dư e. Các e dư này ch ạy sang Cu (để giảm bớ t sự chênh lệch điện tích âm giữa thanh s ắt và đồng).  Ở cực dươ ng: X ảy ra quá trình kh ử ion H+ và O2. Ion H+ và O2 trong môi tr ườ ng điện li đến miếng Cu thu e:

Sau đó xảy ra quá trình t ạo thành gỉ sắt:

Các hiđroxit sắt này có thể bị mất H2O tạo thành gỉ sắt, có thành phần xác định: 2. Cách chống ăn mòn kim lo ại: a) Cách li kim lo ại vớ i môi tr ườ ng: Dùng những ch ất bền vớ i môi trườ ng phủ lên bề mặt kim loại. Đó là:  Các loại sơ n chống gỉ, vecni, dầu mỡ , tráng men, ph ủ hợ p chất polime.  Mạ một số kim lo ại bền như crom, niken, đồng, kẽm, thiếc lên bề mặt kim loại cần bảo vệ. b) Dùng hợ p kim ch ố ng gỉ (hợ p kim inox): Chế tạo những h ợ p kim không g ỉ trong môi trườ ng không khí, môi trườ ng hoá ch ất. Những hợ p kim không g ỉ thườ ng đắt tiền, vì vậy sử dụng chúng còn h ạn chế. c) Dùng chấ t chố ng ă n mòn (chất kìm hãm) Chất chống ăn mòn làm bề mặt kim loại trở nên thụ độ ng (trơ ) đối vớ i môi trườ ng ăn mòn. Ngày nay ng ườ i ta đã chế tạo đượ c hàng trăm chất chống ăn mòn khác nhau, chúng đượ c dùng rộng rãi trong các ngành công nghi ệp hoá ch ất. d) Dùng phươ ng pháp đ iện hóa: Nối kim loại cần bảo vệ vớ i 1 t ấm kim lo ại khác có tính kh ử mạnh h ơ n. Ví dụ, để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, ng ườ i ta gắn vào vỏ tàu (phần chìm trong n ướ c biển) 1 tấm kẽm. Khi tàu hoạt động, tấm kẽm bị ă n mòn dần, vỏ tàu đượ c bảo vệ. Sau một thờ i gian ng ườ i ta thay tấm kẽm khác.

Điều chế kim loại


Page 57 of 166

1. Nguyên t ắc: Khử ion kim loại thành kim lo ại.

2. Các phươ ng pháp điều chế. a) Phươ ng pháp th ủ y luyện: Dùng kim loại tự do có tính kh ử mạnh hơ n để khử ion kim lo ại trong dung dịch muối. Ví d ụ:  Điều chế đồ ng kim loại:

 Điều chế bạc kim loại: b) Phươ ng pháp nhi ệt luyện: Dùng các ch ất khử như CO, H2, C hoặc kim loại để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao. Phươ ng pháp này đượ c sử dụng để sản xu ất kim loại trong công nghi ệp:

c) Phươ ng pháp đ iện phân: Dùng dòng điện 1 chiều trên catôt (c ực âm) để khử ion kim loại trong hợ p chất. Bằng phươ ng pháp này, ng ườ i ta có thể đ iều chế đượ c hầu hết các kim loại.  Điều chế kim lo ại có tính kh ử mạnh (từ Na đến Al). Điện phân h ợ p chất nóng chảy (muối, kiềm, oxit). Ví dụ: Điều chế Na bằng cách điện phân NaCl nóng ch ảy.

 Điều chế kim lo ại có tính kh ử trung bình và yế u: Điện phân dung d ịch muối của chúng trong nướ c. Ví dụ: Điều chế Cu b ằng cách điện phân dung d ịch CuSO4.

Bằng phươ ng pháp điện phân có thể đ iều chế đượ c kim loại có độ tinh khi ết cao.

Hợ p chất của kim lo ại.

1. Oxit MexOy a) Đề u là tinh th ể . b) Tác d ụng vớ i H 2O. Chỉ có một số oxit kim loại mạnh (ví dụ kim loại kiềm, kiềm thổ) và


Page 58 of 166

một số anhiđrit axit có số oxi hoá cao m ớ i phản ứng trực tiếp vớ i H2O.

c) Tác d ụng vớ i axit : Phần lớ n các oxit baz ơ phản ứng vớ i axit. d) Tác d ụng vớ i oxit axit . Chỉ có oxit c ủa các kim lo ại mạnh phản ứng đượ c. e) Tác d ụng vớ i kiề m: Các oxti axit và các oxit l ưỡ ng tính ph ản ứng đượ c.

2. Hiđroxit Hiđroxit là h ợ p chất tươ ng ứng vớ i sản phẩm kết hợ p oxit và H2O. Hiđroxit có thể có tính bazơ hoặc axit. a) Hiđ roxit của một số kim loại (trừ của kim lo ại kiềm, kiềm thổ) bị nhiệt phân khi nung nóng tạo thành oxit: b) Tính tan trong H 2O: Phần lớ n ít tan, ch ỉ có hi đroxit của kim loại kiềm, Ba(OH)2 và m ột số hiđroxit trong đó kim loại có số oxi hoá cao là tan đượ c trong H 2O. Ví d ụ: H2CrO4, H2Cr2O7, H2MnO4, HMnO4. c) Tính axit - bazơ : Phần lớ n có tính bazơ , một số có tính lưỡ ng tính (như Be(OH) 2, Zn(OH)2, Al(OH)3, Sn(OH) 2, …), một số là axit (H 2CrO4, H2Cr2O7, HMnO4). d) Tính oxi hoá - kh ử : Thể hiện rõ đối vớ i một số hiđroxit của kim loại có nhi ều số oxi hoá hoặc hiđroxit của kim lo ại yếu.

3. Muối a) Tính tan của muố i:  Muối nitrat c ủa các kim lo ại: đều dễ tan trong nướ c.  Muối sunfat của các kim lo ại: phần lớ n dễ tan, trừ CaSO4, BaSO4, PbSO4, Ag2SO4.  Muối clorua của các kim lo ại: phần lớ n dễ tan, trừ AgCl, PbCl2, CuCl, Hg2Cl2, …  Muối cacbonat c ủa các kim loại: phần lớ n khó tan, trừ cacbonat c ủa kim lo ại kiềm và amoni.  Muối cacbonat axit: nói chung tan t ốt hơ n mu ối cacbonat trung tính (tr ừ cacbonat axit c ủa kim loại kiềm). b) Tính oxi hoá - kh ử của muố i:  Một số muối có số oxi hoá th ấp của kim lo ại kém bền, có tính kh ử.

 Một số muối của kim lo ại yếu, hoặc có s ố oxi hoá cao c ủa kim lo ại thì kém b ền, có tính oxi


Page 59 of 166

hoá hoặc dễ bị phân hu ỷ: Cấu tạo nguyên tử

 Có 1 e hoá trị ở lớ p ngoài cùng.  Bán kính nguyên tử lớ n, điện tích hạt nhân nhỏ (so vớ i các nguyên t ố cùng chu kì). Vì v ậy kim loại kiềm rất dễ nhườ ng 1e hoá tr ị - thể hiện tính khử mạnh. Đi từ Li  Fr tính khử tăng dần (Fr là nguyên t ố phóng xạ ít đượ c nghiên cứu). Tính chất vật lý  Là những kim lo ại, mềm, nhẹ, trắng nh ư bạc.  Dễ tạo hợ p kim vớ i Hg gọi là hỗn hống.  Nhiệt độ nóng chảy và nhi ệt độ sôi thấp. Đi từ Li  Cs, nhiệt độ nóng ch ảy và nhi ệt độ sôi giảm dần.  Dẫn nhiệt và dẫn điện tốt.  Đơ n chất và hợ p chất khi cháy cho ng ọn lửa đặc trưng: Li : đỏ tía ; Na : vàng; K : tím Rb : đỏ huyết. Tính chất hoá học a) Phản ứ ng vớ i oxi :  Ở to thườ ng : Li, Na, K + O2  lớ p oxit trên m ặt ; Rb, Cs bốc cháy.  Khi đun nóng : Li, Na, K b ốc cháy mãnh li ệt tạo thành oxit (Li2O) hay peoxit Na 2O2, K2O2. b) V ới các phi kim khác :  Phản ứng mãnh liệt vớ i halogen ở to thườ ng, hoặc khi đun nh ẹ:

 Khi đốt nóng ph ản ứng v ớ i S, H2, P, …

NaH là ch ất rắn, khi gặp nướ c, bị thuỷ phân: c) Phản ứ ng vớ i nướ c: Phản ứng mạnh ngay ở nhiệt độ thườ ng. d) Phản ứ ng vớ i axit thườ ng và axit oxi hoá : phản ứng xảy ra mãnh liệt. Hợ p chất 1. Oxit Me 2O là chất rắn, phản ứng mạnh vớ i nướ c, vớ i axit và oxit axit. Ví d ụ:

2. Hiđroxit MeOH  Là chất rắn, hút ẩm mạnh, tan nhi ều trong nướ c.


Page 60 of 166

 Là bazơ mạnh, điện li hoàn toàn trong dung d ịch nướ c.  Phản ứng trung hoà v ớ i axit, oxit axit. Ví d ụ Khi dư CO2: Cacbonat axit c ủa kim lo ại kiềm khá bền, có thể tách khỏi dung dịch dướ i dạng tinh thể khi đun cạn dung dịch. Nhưng khi nung nóng tinh th ể bị phân tích thành cacbonat, ví d ụ NaHCO3 bị phân tích ở 160oC. Muối cacbonat kim lo ại kiềm rất bền, nóng chảy ở khoảng 800 oC, không bị phân tích. Điề u chế hiđ roxit kim loại kiề m:  Điện phân dung d ịch muối clorua loãng, ngu ội có màng ngăn (xem phần điện phân).  Bằng phản ứng trao đổi:

3. Muối Hầu hết các mu ối của kim loại kiềm đều tan nhiều trong n ướ c (trừ KClO4), một số muối tồn tại trong thiên nhiên : NaCl, Na 2SO 4.10H2O, Na2AlF6, KCl, NaCl.KCl (xinvinit), KCl.MgCl2.H2O (cacnalit), KCl.MgSO4.3H2O. (cainit). Một số muối kim loại quan trọng:  Natri clorua NaCl: NaCl là ch ất rắn, không màu, dễ tan trong nướ c, nóng chảy ở 800oC. NaCl đượ c khai thác từ nướ c biển, từ muối mỏ. Nó đượ c dùng nhiều trong công nghi ệp thực phẩm, để sản xu ất clo, axit clohi đric, nướ c Javen,…  Natri hiđ rocacbonat : Muối natri hi đrocacbonat NaHCO 3 là chất rắn màu tr ắng, ít tan trong nướ c, bền ở nhiệt độ thườ ng, bị phân huỷ ở nhiệt độ cao. NaHCO3 là muối của axit yếu, không bền, tác dụng đượ c v ớ i axit m ạnh: Mặt khác, NaHCO 3 là muối axit, tác dụng đượ c vớ i kiềm:

 Muố i natri cacbonat Na2CO3: Na2CO3 là chất rắn màu tr ắng, dễ tan trong n ướ c. ở nhiệt độ thườ ng nó tồn tại ở dạng muối ngậm nướ c Na 2CO3.10H2O. ở nhiệt độ cao, mất nướ c tạo thành mu ối khan Na 2CO3 có nhiệt độ nóng chảy ở 850oC. Na2CO3 bị thuỷ phân trong dung d ịch cho môi tr ườ ng kiềm mạnh:


Page 61 of 166

Na2CO3 là nguyên li ệu hoá học quan tr ọng để sản xuất thuỷ tinh, xà phòng và nhi ều muối khác. 4. Nhận biết kim loại kiềm và hợ p chất của chúng. Dựa vào màu ng ọn lửa khi đốt hỗn hợ p của các kim lo ại này: Hợ p chất c ủa Li+ : ngọn lửa màu đỏ. Hợ p chất c ủa Na+: ngọn lửa màu vàng. Hợ p chất c ủa K+: ngọn lửa màu tím. Điều chế Kim loại kiềm đượ c điều chế bằng cách điện phân mu ối clorua nóng ch ảy hoặc hiđroxit nóng chảy. Ví d ụ: Trạng thái tự nhiên

ng g ặp dướ i d ạng NaCl (mu ối ăn), Na2SO4.10H2O, Na2CO 3 (xôđa), NaNO 3  Natri thườ ng (diêm tiêu). ng gặp ở dạng : KCl.NaCl (xinvinit), KCl.MgCl 2.6H2O (cacnanit)  Kali thườ ng Cấu tạo nguyên tử

 Có 2 electrong hoá tr ị ở lớ p ngoài cùng. n, điện tích hạt nhân tươ ng ng đối nhỏ (so vớ i các nguyên t ố trong  Bán kính nguyên tử khá lớ n, cùng chu k ỳ). Vì vậy các nguyên t ố đều có tính kh ử mạnh (nhưng kém kim lo ại kiềm), dễ nhườ ng ng 2e. Tính chất vật lý

 Là những chất rắn, có ánh bạc, dẫn điện, dẫn nhi ệt tốt. ng đối thấp (cao h ơ n kim loại kiềm)  Nhiệt độ sôi và nhi ệt độ nóng chảy tươ ng Ví d ụ : của Mg là 650 oC, c ủa Ba là 710 oC.  Màu ngọn lửa đặc trưng của đơ n chất và h ợ p chất: Ca: đỏ da cam ; Sr, Ra: đỏ son ; Ba: xanh l ục. Tính chất hoá học 1. Phản ứng vớ i oxi ng, các kim loại phân nhóm chính nhóm II b ị O2 không khí oxi hoá t ạo thành  Ở nhiệt độ thườ ng, lớ p oxit trên b ề mặt.  Khi đốt nóng b ốc cháy mãnh li ệt. Ví d ụ: 2. Phản ứng vớ i các phi kim khác. khác . ng  Vớ i halogen: ph ản ứng dễ dàng ở ngay nhiệt độ thườ ng


Page 62 of 166

 Vớ i các phi kim kém ho ạt động: phải đun nóng

3. Phản ứng vớ i H2O  Be không phản ứng vì có lớ p oxit bảo vệ c.  Mg không tan trong nướ c lạnh, khi đun nóng tạo tan ch ậm do phản ứng vớ i nướ c. ng.  Ca, Sr, Ba phản ứng m ạnh vớ i nướ c ở nhiệt độ thườ ng. 4. Phản ứng vớ i axit (axit th ườ ng ng và axit oxi hoá)  Be, Mg phản ứng dễ dàng.  Ca, Sr, Ba phản ứng mãnh li ệt

5. Phản ứng vớ i dung d ịch kiềm và kiềm nóng ch ảy. Chỉ có Be phản ứng:

6. Phản ứng đẩy kim lo ại yếu hơ n kh ỏi oxit ho ặc muối khan khi đun nóng. nóng.

Điều chế Phươ ng ng pháp ph ổ biến nhất và quan tr ọng nhất là điện phân mu ối halogenua nóng ch ảy: Một số hợ p chất quan trọng

1. Oxit MeO. MeO. Đều là chất rắn, màu tr ắng, rất bền nhi ệt, nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (ví dụ CaO nóng ch ảy ở 2585oC). MgO phản ứng chậm vớ i H2O ; CaCO ; SrO ; BaO ph ản ứng mãnh li ệt vớ i nướ c: c: Các oxit đều tan dễ dàng trong axit. BeO tác dụng vớ i dung d ịch kiềm Quan trọng nhất trong số các oxit là CaO. CaO đượ c gọi là vôi sống, tác dụng vớ i nướ c cho Ca (OH)2 gọi là vôi tôi, dùng làm v ật li ệu xây dựng. 2. Hiđroxit Me(OH)2


Page 63 of 166

 Tính tan và tính baz ơ tăng dần:

ng tính  Be(OH) 2 có tính lưỡ ng

 Mg(OH) 2 kết tủa trắng, là baz ơ yếu, tan trong axit. c, là bazơ khá m ạnh.  Ca(OH) 2 ít tan trong nướ c,  Ba(OH) 2 tan khá nhi ều trong n ướ c tạo thành dung d ịch kiềm mạnh.  Khi đun nóng, Be(OH) 2 và Mg(OH) 2 bị mất nướ c biến thành oxit: Chú ý : Khi cho khí clo tác d ụng vớ i Ca(OH)2 hoặc CaO ta thu đượ c clorua vôi CaOCl 2 có công thức cấu tạo:

Clorua vôi là chất oxi hoá mạnh, dùng để sát trùng và t ẩy trắng. Các phản ứng quan tr ọng của clorua vôi là:

3. Muối a) Muố i nitrat : tan nhiều trong n ướ c. c. b) Muố i clorua: tan nhiều trong n ướ c c) Muố i sunfat : từ BeSO4  BaSO4 độ tan gi ảm dần. BeSO4, MgSO4 tan nhi ều, SrSO4, BaSO4 không tan. d) Muố i cacbonat : c, khi nung nóng b ị phân tích. Ví d ụ:  Muối cacbonat trung tính MeCO 3 : ít tan trong nướ c, c, chỉ t ồn t ại trong dung d ịch vì có cân  Muối cacbonat axit Me(HCO 3)2 tan nhiều trong nướ c, bằng sau; Khi dư CO2, cân bằng chuyển dịch sang ph ải. Khi đun nóng, cân b ằng chuyển dịch sang trái.


Page 64 of 166

Trạng thái tự nhiên

 Mg thườ ng gặp ở dạng MgCO3 (manhezit), CaCO 3.MgCO3 (đolomit), KCl.MgCl2.6H2O (cacnalit), KCl.MgSO 4.6H2O (cainit).  Ca thườ ng gặp ở dạng CaCO3 (đá vôi, đá phấn, đá hoa), CaCO3.MgCO3 (đolomit), CaO4.2H2O (thạch cao), Ca3(PO4)2 (photphorit), 3Ca3(PO4)2.CaF2 (apatit). Nướ c cứ ng 1. Định ngh ĩ a  Tuỳ theo lượ ng ion Ca 2+ và Mg2+ có trong nướ c nhiều hay ít mà ng ườ i ta chia nướ c thiên nhiên thành 2 loại: + N ướ c mề m: Có ít ion Ca2+, Mg2+ hoà tan (tổng n ồng độ 2 ion này < 0,002 mol/l). + N ướ c cứ ng: Có hoà tan nhi ều ion Ca2+, Mg2+ (tổng nồng độ 2 ion này > 0,002 mol/l).  Độ cứ ng của nướ c gồm 2 loại: + Độ cứ ng t ạm thờ i: Do muối cacbonat axit c ủa canxi và magie gây ra, khi đun sôi nướ c, các muối này bị phân huỷ tạo ra muối, cacbonat k ết tủa:

+ Độ cứ ng vĩ nh cử u: gây ra do mu ối clorua, sunfat của Ca 2+ và Mg2+. Khi đun sôi, độ v ĩ nh cửu không bị mất. + Độ cứ ng toàn ph ần: là t ổng của hai độ cứng trên. 2. Tác hại của nướ c cứng.  Đóng cặn vào thành n ồi hơ i làm gi ảm độ dẫn nhiệt nên làm t ốn nhiên li ệu và có thể gây ra nổ nồi hơ i.  Giặt xà phòng trong n ướ c cứng sẽ khó sạch, tốn xà phòng vì xà phòng bi ến thành mu ối c ủa Ca2+, Mg 2+ ít tan, vón c ục trên vải. Ví d ụ: 3. Cách làm mềm nướ c. a) Khử độ cứ ng t ạm thờ i :  Đun sôi nướ c.  Dùng các ph ươ ng pháp vôi, xút và xô đa. + Phươ ng pháp vôi:

+ Phươ ng pháp xút:

+ Phươ ng pháp xô đa:


Page 65 of 166

b) Khử độ cứng toàn phần:  Dùng phản ứng trao đổi (vớ i Na2CO3 hay Na 3PO4) đã kết tủa Ca 2+ và Mg2+:

 Dùng nhựa trao đổi ion (gọi là các ionit): cho n ướ c chảy qua cột chứa nhựa trao đổi ion, các ion Ca 2+, Mg2+ sẽ bị giữ lại trên cột. Cấu tạo nguyên tử

 Nguyên tử Al có 3 electron hoá tr ị ở lớ p ngoài cùng (c ấu hình e : 1s 2 2s2 2p6 3s2 3 1).  Bán kính nguyên tử tươ ng đối lớ n.  Điện tích hạt nhân Z tươ ng đối nhỏ. Vì th ế Al có tính kh ử mạnh (kém Mg), d ễ nhườ ng 3e hoá tr ị: Tính chất vật lý

 Al là kim loại nhẹ (d = 2,7 g/cm 3), trắng nh ư bạc, nhiệt độ nóng ch ảy là 600 0C.  Al rất dẻo, dễ kéo dài, dát m ỏng.  Al dẫn nhi ệt, dẫn điện rất tốt. Tạo hợ p kim vớ i nhiều kim lo ại khác. Tính chất hoá học 1. Phản ứng vớ i oxi  Ở nhiệt độ thườ ng: do lớ p oxit m ỏng bảo vệ nên Al không phản ứng vớ i oxi. N ếu làm cho lớ p Al 2O3 tạo thành này không bám vào b ề mặt nhôm thì nhôm s ẽ phản ứng m ạnh vớ i oxi. Ví d ụ, sau khi nhúng Al vào thu ỷ ngân để tạo thành hỗn hống trên bề mặt Al, khi để ra không khí sẽ xảy ra hiện tượ ng "Al m ọc lông tơ ". Ở dạng bột, khi đun nóng, Al cháy m ạnh toả nhiều nhiệt. 2. Phản ứng vớ i các phi kim  Vớ i Cl2, Br2 : Al phản ứng ngay ở nhiệt độ thườ ng, tạo thành AlCl3, AlBr3.  Khi đun nóng, Al ph ản ứng vớ i I2, S. ở nhiệt độ cao, Al phản ứng đượ c vớ i N2, C.

3. Phản ứng vớ i H2O  Ở nhiệt độ thườ ng, Al không ph ản ứng v ớ i H2O vì có lớ p oxit bền vững bảo vệ. Nếu đánh bỏ lớ p oxit đi, Al phản ứng vớ i H2O ở nhiệt độ thườ ng. Phản ứng trên nhanh chóng d ừng lại vì Al(OH)3  bảo vệ không cho Al ti ếp xúc vớ i H2O.


Page 66 of 166

4. Phản ứng vớ i axit thườ ng Vớ i dung d ịch HCl và H2SO4(l), phản ứng dễ dàng (Al đứng trướ c H): 5. Phản ứng vớ i axit oxi hoá  Vớ i HNO3 đặc, nguội và H 2SO4 đặc, nguội : Al bị thụ độ ng hoá.  Trong các trườ ng hợ p khác (axit loãng, axit đặc, nóng) ph ản ứng xảy ra dễ dàng: Ví d ụ: 6. Phản ứng vớ i dung d ịch kiềm. Phản ứng mạnh vì Al(OH) 3  lưỡ ng tính, tan đượ c trong ki ềm. 7. Phản ứng đẩy kim lo ại yếu hơ n kh ỏi hợ p chất.  Vớ i dung dịch mu ối:

 Phản ứng nhiệt nhôm: Đẩy mạnh kim loại yếu khỏi oxit khi nung nóng. Phản ứng nhiệt nhôm đượ c dùng để đ iều chế Mn, Cr, V, W và các hợ p kim của s ắt. Hợ p chất của Al 1. Nhôm oxit Al2O3

 Màu trắng, rất bền vớ i nhiệt, khó nóng chảy (nhiệt độ nóng ch ảy > 2000 oC)  Không tác d ụng vớ i nướ c, không tan trong n ướ c.  Al2O3 là oxit lưỡ ng tính, tác d ụng vớ i dung d ịch axit m ạnh và dung d ịch kiềm. D ễ phản ứng vớ i kiềm nóng ch ảy. 2. Nhôm hi đroxit Al(OH) 3  Al(OH)3 là chất kết tủa dạng keo, ít tan trong nướ c.  Là hiđroxit lưỡ ng tính, dễ tan trong axit và trong dung d ịch kiềm, đặc biệt không tan vào dung dịch NH 4OH loãng.

 Al(OH)3 nung nóng bị mất nướ c.  Điều chế Al(OH) 3 bằng ph ản ứng trao đổi vớ i dung d ịch NH4OH: 3. Muối nhôm  Các muối nitrat, sunfat, halogenua c ủa nhôm đều tan nhiều trong n ướ c.  Một loại muối Al phổ biến là phèn chua. Đó là muối kép Al - K có công th ức: K2SO4.Al2


Page 67 of 166

(SO4)3.24H2O, phèn chua đượ c dùng để làm trong nướ c, dùng trong k ỹ nghệ thuộc da và giấy. , chỉ bền trong dung dịch ki ềm (ví dụ NaAlO 2). Trong môi  Muố i aluminat : Có ion trườ ng axit y ếu tạo thành Al(OH) 3 kết tủa. Ví d ụ:

Điều chế Al Trong công nghi ệp, sản xuất nhôm chủ yếu bằng ph ươ ng pháp điện phân nóng ch ảy Al 2O3 có mặt criolit Na3AlF 6 để làm gi ảm nhiệt độ nóng chảy của Al2O3. Khi nóng ch ảy:

Điện phân ở 950oC, điện thế 4 - 5 von. Các điện cực làm bằng than graphit, do đó anôt b ị ă n mòn b ở i phản ứng. Vì vậy, khi điện phân phải thườ ng xuyên b ổ sung than ở anôt. Al2O3 lấy từ quặng boxit. Nhận biết ion Al3+

Nhận biết ion Al 3+ bằng phản ứng tạo kết tủa keo Al(OH) 3 tan trong ki ềm dư nhưng không tan trong NH4OH. Trạng thái tự nhiên của nhôm

Nhôm thườ ng gặp dướ i dạng : boxit (Al 2O3.nH2O), cao lanh (Al 2O3.2SiO2.2H2O),… Cấu tạo nguyên tử Cấu hình electron: Lớ p sắt ngoài cùng có 14 electron, đang xây dựng dở dang nên kém b ền. Vì vậy Fe có thể nhườ ng 2 electron l ớ p ngoài cùng và m ột số electron ở lớ p sát ngoài cùng để có số oxi hoá +2, +3 và +6. Sắt là kim loại hoạt động trung bình, số oxi hoá thườ ng gặp là +2 và +3. Tính chất vật lý

 Sắt nguyên ch ất có ánh bạc, dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, nóng chảy ở 1539oC.  Dướ i 800oC sắt có tính nhiễm từ, bị nam châm hút và tr ở thành nam châm (t ạm thờ i). Tính chất hoá học


Page 68 of 166

1. Phản ứng vớ i O2.  Ở nhiệt độ thườ ng, trong không khí khô, tạo thành lớ p oxit bề mặt (Fe3O4).  Trong không khí ẩm, s ắt bị gỉ (do bị ă n mòn điện hoá).  Khi nóng đỏ, cháy vớ i oxi: 2. Phản ứng vớ i các phi kim. Khi bị đố t nóng, Fe phản ứng vớ i hầu hết các phi kim, ví d ụ:

3. Phản ứng vớ i nướ c: Ở nhiệt độ nóng đỏ, Fe phản ứng m ạnh vớ i hơ i nướ c:

4. Phản ứng vớ i axi thườ ng: 5. Phản ứng vớ i axit oxi hoá.  Fe bị thụ độ ng hoá b ở i HNO 3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội.  Trong các trườ ng hợ p khác (H 2SO4 đặc, nóng; HNO3 loãng), Fe dễ dàng phản ứng.

6. Vớ i dung dịch kiềm Fe không tác d ụng vớ i dung dịch kiềm 7. Đẩy kim lo ại chủ yếu khỏi hợ p chất. Hợ p chất.

1. Oxit. Có 3 loại: FeO, Fe2O3, Fe3O4 (FeO.Fe 2O3).  Cả 3 đều là chất rắn, không tác dụng vớ i H2O và không tan trong H 2O  Vớ i chất khử (như CO, H2 ở nhiệt độ cao) : Oxit ch ứa s ắt có s ố oxi hoá cao bị khử thành oxit có số oxi hoá th ấp rồi thành kim lo ại:

 Vớ i chất oxi hoá: Oxit ch ứa sắt có số oxi hoá th ấp biến thành oxit có s ố oxi hoá cao:  Cả 3 đều là oxit baz ơ , hoà tan trong axit, không hoà tan trong ki ềm.


Page 69 of 166

Nếu hoà tan trong axit oxi hoá thì t ạo thành mu ối Fe3+: 2. Hiđroxit Fe(OH) 2  có màu trắng. Fe(OH) 3  có màu nâu.  Cả 2 hiđroxit này đều ít tan trong n ướ c.  Khi nung nóng, bị mất nướ c:

Nếu nung trong khí quy ển có oxi thì đều tạo thành Fe2O3, vì:

 Fe(OH)2 dễ bị oxi hoá (ngay trong không khí) thành Fe(OH) 3:

 Cả 2 hiđroxit đều là bazơ yếu, tan trong axit:

 Fe(OH)3 không tan trong ki ềm dư, nhưng tan m ột ít trong kiềm đặc vì có tính axit và r ất yếu. 3. Muối a) Các muối nitrat, halogenua, sunfat c ủa Fe đều tan nhiều trong n ướ c. b) Muố i Fe2+ có tính khử mạnh.

c) Muố i Fe3+ có tính oxi hoá

4. Cách nhận biết. a) Nhận bi ế t hợ p chấ t của Fe2+  Bằng phản ứng tạo kết tủa Fe(OH)2 màu trắng, rồi bị oxi hoá dần thành Fe(OH) 3 màu nâu.

 Bằng phản ứng thể hiện tính kh ử của Fe2+. Ví dụ làm mất màu KMnO 4 (xem phản ứng 3b.) b) Nhận biế t hợ p chấ t của Fe3+ Bằng phản ứng tạo thành kết tủa Fe(OH)3 màu nâu. 5. Hợ p chất của Fe trong t ự nhiên Trong tự nhiên, sắt tồn tại chủ yếu trong các khoáng chất sau :


Page 70 of 166

Oxit sắt từ (Fe3O4), hêmatit (Fe2O3), hêmatit nâu (Fe 2O3 . H2O), xeđerit (FeCO3), pirit (FeS2) Hợ p kim của Fe 1. Sắt non: là hợ p kim của sắt có chứa dướ i 0,01% cacbon. 2. Gang: là hợ p kim của sắt chứa 2 - 6% cacbon, ngoài ra còn có m ột ít Mn, Si, P, S. Ngườ i ta phân biệt:  Gang xám: Chế tạo ở nhiệt độ cao, có ch ứa nhiều cacbon (3,5 - 6%) và ít Si hơ n.  Gang tr ắ ng: Rất cứng nhưng rất dòn, dùng để luyện s ắt hoặc thép.  Gang đặ c biệt : Có chứa nhi ều Mn, Si, Cr, W. Dùng để trộn vào gang th ườ ng để luyện thép quý. 3. Thép: là hợ p kim của sắt có từ 0,01 - 2% cacbon và m ột số nguyên tố khác. Ng ườ i ta phân biệt: a) Thép thườ ng hay thép cacbon : có chứa ít C, Si, Mn và r ất ít P, S. Độ cứng của thép ph ụ thuộc vào hàm l ượ ng cacbon. b) Thép đặ c biệt : có chứa những lượ ng đáng k ể các nguyên t ố khác như Mn, Si, Cr, Ni, W. Thép đặc biệt có những tính chất cơ học và vật lý rất quý. Ví du:  Thép Ni - Cr : Rất cứng, ít dòn. Dùng để chế tạo vòng bi, v ỏ xe bọc thép.  Thép W - Mo - Cr : R ất cứng ngay ở nhiệt độ cao. Dùng để chế tạo dụng cụ cắt gọt kim loại.  Thép Si: Rất dẻo, đàn hồi tốt. Dùng chế lò xo, díp ôtô.  Thép Mn: Rất bền, chịu đượ c va đập mạnh. Dùng để chế máy nghiền đá, thanh đườ ng ray. Luyện gang 1. Nguyên t ắc Dùng CO để khử sắt oxit (nếu là quặng FeCO 3 thì nung tr ướ c để biến thành s ắt oxit). 2. Các phản ứng trong lò cao:  Ở phía trên n ồi lò:

 Khí CO bốc lên gặp sắt oxit:

 Đồng th ờ i xảy ra tươ ng tác giữa Fe và C tạo thành sắt cacbua Fe 3C hoà tan trong gang. Một phần cacbon trong gang ở dạng than chì (graphit). Gang tr ắ ng chứa nhiều Fe3C, gang xám ch ứa nhi ều than chì. Luyện thép 1. Nguyên t ắc Tách bớ t khỏi gang m ột phần lớ n C, Cr, Si, Mn và h ầu hết P, S. 2. Phản ứng xảy ra khi luy ện thép.  O2 của không khí oxi hoá m ột phần Fe trong gang l ỏng.


Page 71 of 166

 FeO oxi hoá các t ạp chất như Si, Mn, C:

SiO2 và MnO bị loại cùng xỉ lò, CO cháy:

 Loại P, S:

Ca3(PO4)2, CaO và CaS đượ c loại cùng v ớ i xỉ.  Khử FeO còn sót lại trong thép

FeSiO3, MnSiO3 đượ c loại cùng x ỉ. Tính chất vật lý

 Đều là kim lo ại màu, nặng, cứng.  Nhiệt độ nóng chảy cao (g ần 1000oC). Tính chất hoá học Đều là kim lo ại hoạt động chủ yếu, đứng sau H trong dãy th ế đ iện hoá. Các s ố oxi hoá chủ yếu: Cu : +1, +2 ; Ag : +1 ; Au : +1, +3. Một số phản ứng quan tr ọng: 1. Phản ứng vớ i oxi. Chỉ có Cu phản ứng trực tiếp khi đun nóng. (ở nhiệt độ thườ ng, trong khí quy ển trên mặt đồng tạo thành lớ p oxit rất mỏng bảo vệ). 2. Phản ứng vớ i halogen Cả 3 kim loại phản ứng trực tiếp tạo thành CuCl2, AgCl, AuCl3. Khi nung nóng, Cu phản ứng vớ i S t ạo thành Cu 2S. 3. Phản ứng vớ i axit oxi hoá HNO3 (đặc, loãng), H2SO4 (đặc) chỉ phản ứng trực tiếp vớ i Cu và Ag: Au chỉ tan trong nướ c cườ ng toan: Hợ p chất

1. Hợ p chất có số oxi hoá +1


Page 72 of 166

a) Oxit :  Cu2O: màu đỏ gạch, không tan và không tác d ụng vớ i nướ c.  Ag2O: màu nâu, ch ỉ tan m ột lượ ng nhỏ trong n ướ c. b) Hiđ roxit : Hiđroxit không bền, bị phân tích ngay khi v ừa tạo thành

c) Muố i  Muố i của Ag+: AgNO3 tan nhiều, AgCl và Ag 2SO4 không tan. Trong dung d ịch NH 3 tạo thành phức chất tan.

 Muố i Cu+ và Au+ : không bền, dễ bị oxi hoá ho ặc tự biến đổi thành h ợ p chất có số oxi hoá bền hơ n. 2. Hợ p chất có số oxi hoá +2 Chỉ đặ c tươ ng đối vớ i Cu. a) Oxit CuO chất rắn màu đen, không tác d ụng vớ i nướ c, không tan trong nướ c. b) Hiđ roxit Cu(OH) 2. Kết tủa xanh da tr ờ i, khi nung nóng b ị phân tích thành CuO và H 2O. c) Muố i: Các mu ối nitrat, sunfat, halogenua đều tan nhiều. Có khuynh hướ ng tạo phức chất. 3. Hợ p chất có số oxi hoá +3 Chỉ đặ c trưng v ớ i Au. a) Au2O3 : Rắn, màu đen, không tan trong n ướ c. b) Au(OH) 3 : Kết tủa, lưỡ ng tính, tan trong dung dịch kiềm và axit. c) Muố i: Các mu ối nitrat, clorua, sunfat đều dễ tan. Trạng thái tự nhiên

 Cu: thườ ng gặp ở dạng Cu2S (pirit đồng), CuCO3.Cu(OH)2 (malakit), 2CuCO3.Cu(OH)2 (azurit), Cu2O (cuprit).  Ag: Thườ ng gặp mu ối sunfua bạc lẫn trong các qu ặng muối sunfua kim lo ại khác.  Au: gặp ở dạng đơ n chất. Tính chất vật lý

Zn, Cd, Hg là nh ững kim lo ại trắng bạc.  Hg là ch ất lỏng, Zn, Cd là chất rắn tươ ng đối dễ nóng chảy.  Hg rất dễ tạo hợ p kim vớ i nhiều kim loại khác g ọi là hỗ n hố ng.  Zn và Cd đứng trướ c H, Hg đứng sau H trong dãy th ế đ iện hoá. K ẽm 1. Tính chất hoá học của Zn


Page 73 of 166

Zn là kim loại khá hoạt động: a) Phản ứ ng vớ i nhiề u phi kim:

b) Phản ứ ng vớ i H 2O:  Ở nhiệt độ thườ ng tạo thành l ớ p Zn(OH)2 bảo vệ.  Khi nung nóng Zn ph ản ứng vớ i hơ i nướ c: c) Phản ứ ng vớ i axit và kiề m:  Zn phản ứng dễ dàng vớ i axit thườ ng và axit oxi hoá.

 Zn phản ứng vớ i dung dịch kiềm: d) Zn tan đượ c trong dung d ịch NH 4OH (khác Al). 2. Hợ p chất của Zn. a) Oxit ZnO Là chất rắn, màu trắng, không tan trong n ướ c, nhưng tan trong dung d ịch axit và dung d ịch kiềm

b) Hiđ roxit Zn(OH) 2: Là chất kết tủa trắng, có tính lưỡ ng tính (tan trong axit và ki ềm).

Dễ tạo ph ức chất vớ i dung d ịch NH 3: c) Muố i Zn : Zn(NO 3)2, ZnSO4, ZnCl2, ZnBr2 đều tan nhiều trong n ướ c. ZnS kết tủa trắng. 3. Điều chế Zn Nung quặng (ZnS hay ZnCO 3) tạo thành oxit, sau đó: 4. Trạng thái tự nhiên Thuỷ ngân


Page 74 of 166

1. Tính chất hoá học a) Phản ứ ng vớ i oxi : Khi đun nóng Hg phản ứng vớ i Cl2 và S ngay ở nhiệt độ thườ ng.

b) Phản ứ ng vớ i axit oxi hóa : c) Phản ứ ng vớ i mu ố i Hg 2+ t ạo thành Hg +: 2. Hợ p chất Hợ p chất c ủa thuỷ ngân tồn tại ở 2 số oxi hoá : +2, +1. a) Oxit HgO: chất rắn, màu đỏ hoặc vàng, không tan và không tác d ụng vớ i nướ c. Tan trong axit, khi nung nóng b ị phân tích thành Hg và O 2. b) Hiđ roxit : không bền, bị phân tích ngay khi v ừa tạo thành: c) Muố i: Các mu ối Hg(NO 3)2, Hg2SO4, HgCl2 đều tan nhi ều trong nướ c. Thiếc và chì (Sn, Pb) 1. Tính chất vật lý  Sn là kim loại màu trắng, Pb là kim loại màu xám.  Đều có nhiệt độ nóng chảy khá th ấp. 2. Tính chất hoá học Là những kim lo ại hoạt động trung bình. Trong các h ợ p chất tồn tại ở 2 số oxi hoá: +2 và +4. a) Phản ứ ng vớ i oxi : Ở nhiệt độ thườ ng, trên bề mặt tạo thành lớ p oxit bảo vệ. Khi nung nóng ph ản ứng mạnh vớ i oxi tạo thành SnO2 và PbO.

b) Phản ứ ng vớ i halogen Phản ứng tạo thành halogenua SnX 4, PbX2: c) Phản ứ ng vớ i nướ c Ở nhiệt độ thườ ng tạo thành l ớ p hiđroxit b ảo vệ. Khi có m ặt oxi, Pb phản ứng đượ c vớ i H2O. d) Phản ứ ng vớ i axit thườ ng (HCl và H2SO4 loãng).


Page 75 of 166

 Sn phản ứng ch ậm.  Pb hầu nh ư không phản ứ ng vì tạo thành muối không tan b ảo vệ.

e) Phản ứ ng vớ i axit oxi hoá  Pb phản ứng tạo thành muối Pb2+

 Sn phản ứng tạo thành muối Sn 2+ và Sn4+ tu ỳ từng trườ ng hợ p:

f) Phản ứ ng vớ i dung d ịch ki ề m Cả 2 kim loại đều tan:

3. Hợ p chất của Sn và Pb. a) Oxit : SnO 2, PbO2, SnO, PbO Các oxit đều là chất rắn, không tác d ụng vớ i nướ c. Tác dụng vớ i axit rất khó kh ăn (cả khi đun nóng). Tác dụng vớ i kiềm nóng ch ảy PbO2 thể hiện tính oxi hoá: b) Hiđ roxit : Sn(OH)2, Pb(OH) 2, Sn(OH) 4, Pb(OH)4 đều là những ch ất không tan trong nướ c lưỡ ng tính. Ví dụ:

c) Muố i  Muối Pb4+ : kém b ền, dễ chuyển thành mu ối Pb2+.

 Muối halogenua và sunfat Pb 2+ : ít tan.  Muối Sn2+ có tính khử:


Page 76 of 166

Crom

1. Tính chất  Crom (Cr = 52) là kim loại sáng trắng, khó nóng ch ảy, rất cứng.  Crom bền đối vớ i nướ c và không khí ở nhiệt độ thườ ng. Khi nung nóng, ở trạng thái bột, crom dễ bị oxi hoá bở i các phi kim. Ví d ụ:

 Crom dễ dàng tan trong axit th ườ ng.  Crom bị thụ độ ng hoá trong HNO 3 đặc, nguội và trong H2SO4 đặc, nguội  Crom dễ dàng tác d ụng vớ i chất oxi hoá trong môi tr ườ ng kiềm. 2. Hợ p chất: Trong các h ợ p chất, crom tồn tại ở 2 số oxi hoá điển hình : +3 và +6. a) Oxit Cr 2O3 Là chất rắn, màu xanh lá cây, không tác d ụng vớ i nướ c, không tác dụng v ớ i dung dịch kiềm và axit. Cr2O3 tác dụng vớ i kiềm nóng ch ảy tạo thành mu ối cromit MeCrO 2 b) Hiđ roxit Cr(OH) 3 Là chất không tan trong nướ c, màu xanh lá cây, l ưỡ ng tính.

c) Muố i Cr 3+ Cr(NO3)3, CrCl3, Cr2(SO4)3 đều tan nhiều trong n ướ c tạo thành dung d ịch màu xanh lá cây. d) H ợ p chấ t Cr +6 H2CrO4: axit cromic H2Cr2O7: axit đicromic.

 Hợ p chất Cr6+ có tính oxi hoá:

Mangan

1. Tính chất.


Page 77 of 166

 Mangan là kim lo ại trắng bạc, cứng dòn, khó nóng ch ảy,khá ho ạt động (kém Al nh ưng mạnh hơ n Zn).  Mangan có thể tồn tại ở những m ức oxi hoá +2, +3, +4, +6 và +7. Nhưng bền nhất và phổ biến nhất là các mức : +2 ; +4 ; +6 và +7.  Phản ứ ng vớ i oxi: ở nhiệt độ thườ ng tạo lớ p oxit MnO2 b ảo vệ, ở dạng bột bị oxi hoá dễ dàng.  Phản ứ ng vớ i các phi kim : tạo thành nh ững hợ p chất mangan (II).

 Phản ứ ng vớ i nướ c: ở nhiệt độ thườ ng phản ứng chậm, ở nhiệt độ cao phản ứng nhanh h ơ n.  Phản ứng v ớ i axit thườ ng và axit oxi hoá t ạo thành mu ối Mn2+.

 Mn bị HNO3 đặc, nguội thụ độ ng hoá. 2. Hợ p chất a) H ợ p chấ t Mn2+  Oxit MnO là chất rắn, tan trong axit, b ị oxi hoá thành MnO 2.  Hiđroxit Mn(OH)2 là chất kết tủa trắng, dễ chuyển thành Mn(OH) 4 màu nâu.  Muố n Mn2+ muối nitrat, clorua,sunfat, axetat tan nhi ều trong n ướ c. b) Oxit MnO2 là chất rắn màu đen, không tan trong nướ c, phản ứng vớ i axit tạo thành muối

Mn2+.

 Trong kiềm nóng ch ảy, oxi không khí oxi hoá đượ c MnO2: Muối Mn 4+ kém bền, d ễ bị chuyển thành mu ối Mn2+. c) Kali manganat K 2 MnO4. Là chất tinh thể màu xanh, tan trong n ướ c, kém bền trong dung dịch, dễ bị chuyển thành KMnO4:

d) Kali pemanganat KMnO 4 Là chất tinh thể màu tím, tan nhi ều trong nướ c, có tính oxi hoá m ạnh, tuỳ theo môi trườ ng


Page 78 of 166

Mn7+ bị khử:  Môi trườ ng axit:

 Môi trườ ng trung tính:  Môi trườ ng kiềm: Ví d ụ:

 KMnO4 bị nhiệt phân giải phóng oxi: Coban và niken

1. Tính chất  Coban và niken đều là kim lo ại màu trắng bạc, đặc biệt Ni có vẻ sáng đẹp nên th ườ ng dùng để mạ kim loại. Cả 2 đều cứng, nặng, nhiệt độ nóng chảy cao.  Coban và niken đều đứng trướ c H trong dãy th ế đ iện hoá, nhưng ho ạt động kém Fe.  Khi đun nóng, coban và niken có kh ả năng tham gia ph ản ứng vớ i một số phi kim như: O2, Cl2, S, P,… 2. Hợ p chất của coban và niken Hợ p chất c ủa coban, niken có s ố oxi hoá +2 đặc trưng hơ n +3 (khác Fe). a) Oxit CoO, NiO, Co2O3, Ni2O3. Các oxit này đều là chất rắn, không tác dụng vớ i nướ c. Tác dụng vớ i axit nh ưng không tác d ụng vớ i kiề m:

b) Hiđ roxit  Me(OH)2 : đều là chất kết tủa, Co(OH)2 màu hồng, Ni(OH)2 màu xanh lá cây. + Dướ i tác dụng của chất oxi hoá mạnh (ví dụ NaClO) chuy ển thành Me(OH)3. + Ni(OH)2 không bị oxi hoá bở i oxi ở nhiệt độ thườ ng. + Me(OH)2 là những bazơ yếu, tan trong axit.  Me(OH)3: + Là những chất kết tủa, Co(OH) 3 màu xanh th ẫm, Ni(OH)3 mầu nâu đen. + Đều là baz ơ yếu, hoà tan trong axit t ạo thành mu ối có số oxi hoá +2.


Page 79 of 166

c) Muố i: Chỉ có mu ối vớ i oxi hoá +2 là b ền.  Muố i Co2+: muối khan màu xanh lam, khi b ị hiđrat hoá và tan trong dung d ịch có màu h ồng.  Muố i Ni2+: có màu xanh lá cây.  Các muố i nitơ rat, sunfat, halogenua tan nhi ều trong n ướ c. Hoá học hữ u cơ là một ngành khoa h ọc nghiên c ứu về thành phần, cấu tạo, tính chất, ứng dụng của các hợ p chất hữu cơ và các quá trình bi ến đổi (phản ứng) c ủa chúng. H ợ p chấ t hữ u cơ là các hợ p chất của cacbon trừ CO, CO2, axit cacbonic và các mu ối cacbonat. Nhữ ng đặc điểm của hợ p chất hữ u c ơ

 Số lượ ng rất lớ n so vớ i hợ p chất vô cơ (hiện nay đã biết khoảng dướ i 1 triệu hợ p chất vô cơ và khoảng 7 triệu hợ p chất hữu cơ ) do hiện tượ ng đồng phân, đồng đẳng gây ra.  Đa số hợ p chất hữu cơ mang đặc tính liên kết cộng hoá tr ị, không tan hoặc rất ít tan trong nướ c, tan trong dung môi h ữu cơ .  Đa số hợ p chất hữu cơ dễ bay h ơ i và kém bền nhi ệt so vớ i hợ p chất vô cơ .  Có thể phân loại và sắp xếp các hợ p chất hữu cơ thành nh ững dãy đồng đẳng (có cấu tạo và tính chất hoá học tươ ng tự).  Hiện tượ ng đồng phân r ất phổ biến đối vớ i các hợ p chất hữu cơ , nhưng rất hiếm đối vớ i các hợ p chất vô cơ .  Tốc độ phản ứng của các h ợ p chất hữu cơ thườ ng chậm so vớ i hợ p chất vô cơ và không hoàn toàn theo m ột hướ ng nhất định.  Nhiều hợ p chất hữu cơ là thành ph ần cơ bản của động v ật và thực vật. Thuyết cấu tạo hoá học Thuyết cấu tạo hoá học do nhà bác h ọc Nga Butlêrôp đề ra năm 1861 gồm 4 luận điểm chính. 1. Trong phân tử, các nguyên t ử liên kết vớ i nhau theo m ột thứ tự xác định phù hợ p vớ i hoá trị của chúng. Thứ tự liên k ết đó gọi là cấu tạo hoá học. S ự thay đổi thứ tự liên k ết đó sẽ tạo ra chất mớ i, có những tính ch ất mớ i. Ví d ụ: R ượ u etylic và ete metylic đều có công thức phân t ử C2H6O, nhưng chúng có c ấu tạo khác nhau. CH3  CH2  OH CH 3  O  CH3 Ete metylic Rượ u etylic 2. Tính chất của các h ợ p chất không nh ững phụ thuộc vào thành ph ần nguyên tố mà còn phụ thuộc vào số lượ ng nguyên tử của mỗi nguyên tố và thứ tự liên k ết giữa các nguyên t ử trong phân t ử. Ví d ụ:  Phụ thuộc vào thành ph ần nguyên t ố: CH4 (chất khí) có tính ch ất khác CCl4 (chất lỏng).  Phụ thuộc số lượ ng nguyên t ử: C2H6 có tính ch ất khác C 2H4.  Phụ thuộc thứ tự liên kết giữa các nguyên t ử: CH3  CH2  OH có tính ch ất khác CH3  O  CH3.


Page 80 of 166

3. Các nguyên t ử trong phân tử ả nh hưở ng qua lại vớ i nhau. Các nguyên tử liên k ết trực tiếp vớ i nhau, thể hiện ảnh hưở ng lẫn nhau m ạnh. Những nguyên tử liên kết gián tiếp vớ i nhau (qua các nguyên t ử khác) th ể hiện ảnh hưở ng lẫn nhau y ếu hơ n. Ví d ụ: Axit Cl3C  COOH mạnh hơ n axit CH3  COOH hàng ngàn l ần là do ảnh h ưở ng của các nguyên t ử clo làm t ăng độ phân cực của liên kết O  H. 4. Trong phân tử chất hữu cơ , cacbon có hóa tr ị IV. Những nguyên tử cacbon không nh ững kết hợ p vớ i những nguyên tử của các nguyên t ố khác mà còn k ết hợ p trực tiếp vớ i nhau thành nh ững mạch cacbon khác nhau (m ạch không nhánh, m ạch có nhánh và m ạch vòng). Ví d ụ:

Các d ạng công th ứ c hoá học

1. Công thức đơ n giản nhất (CT ĐGN) Cho biết tỷ lệ đơ n giản nhất giữa số nguyên tử của các nguyên t ố trong phân tử. Ví d ụ: CTĐGN c ủa etilen (CH2)n, của glucozơ (CH2O)n (n là s ố nguyên dươ ng, ch ưa xác định). 2. Công thức phân t ử (CTPT) Cho biết số nguyên tử của mỗi nguyên t ố trong m ột phân t ử hợ p chất. Ví d ụ: CTPT của etilen C 2H4, của glucoz ơ C6H12O6, của benzen C 6H6, … Liên hệ vớ i CTĐGN ở trên, hệ số n đối vớ i etilen : n = 2, v ớ i glucoz ơ : n = 6,… 3. Công thức cấu tạo (CTCT). Cho biết trật tự liên kết của các nguyên t ử trong phân tử. Khi viết CTCT nhất thiết phải bảo đảm đúng hoá trị của các nguyên t ố. Có thể viết CTCT dướ i dạng đầy đủ và rút gọn. Ví d ụ: CTCT của axit axetic.

Dạng rút gọn: CH3 – COOH 4. Công thức electron (CTE) Cho biết cách phân b ố e liên kết trong phân t ử. Mỗi e đượ c ký hiệu bằng một dấu chấm (.). Ví d ụ: Công thức electron c ủa axit axetic

Khi viết CTE của các hợ p chất hữu cơ , trướ c hết viết CTCT, sau đó thay mỗi liên kết bằng m ột


Page 81 of 166

cặp e dùng chung, cu ối cùng đối vớ i những nguyên tử phi kim còn ghi thêm nh ững e ngoài cùng không tham gia liên k ết để đủ 8e. Liên kết hoá học trong hợ p chất hữ u cơ Phần lớ n các mối liên kết trong các phân t ử hợ p chất hữu cơ là liên k ế t cộng hoá tr ị Trong các h ợ p chất hữu cơ thườ ng gặp nhất hai kiểu xen phủ hình thành hai kiểu liên kết là liên kết  và liên kết . Liên kết  kém bền so vớ i liên kết . Trong các ph ản ứng hoá h ọc, nó thườ ng b ị đứ t ra để phân tử liên kết vớ i 2 nguyên t ử (hay nhóm nguyên t ử) của các nguyên t ố khác (phân tử tham gia ph ản ứng cộng). Liên kết đơ n có bản chất liên kết  Liên kết đôi gồm 1 liên kết  và 1 liên kết . Liên kết ba gồm 1 liên kết  và 2 liên kết .  Khi nguyên t ử cacbon ch ỉ tham gia liên k ết đơ n, các obitan nguyên t ử hoá trị lai hoá kiểu sp3 tạo thành 4 obitan lai hóa q định hướ ng theo ph ươ ng từ tâm (h ạt nhân) đến 4 đỉnh hình t ứ diện đều và đó là hướ ng của 4 m ối liên kết đơ n (). Ví d ụ các liên k ết trong phân t ử metan

 Khi nguyên t ử cacbon tham gia liên k ế t đ ôi, các obitan nguyên t ử hoá tr ị lai hoá ki ểu sp2 tạo thành 3 obitan lai hoá q n ằm trong một mặt phẳng định hướ ng theo phươ ng từ tâm tam giác đều (hạt nhân) đến 3 đỉnh và đó là hướ ng của 3 liên kết đơ n (liên k ết ). Còn liên kết  do 1 obitan hoá tr ị p còn lại tham gia theo h ướ ng vuông góc v ớ i mặt phẳng của tam giác. Ví d ụ trong phân tử  Khi nguyên tử cacbon tham gia liên k ết ba, các obitan nguyên t ử hoá tr ị lai hoá ki ểu sp tạo ra 2 obitan và t ạo liên kết . Còn 2 liên kết  do 2 obitan p còn l ại tham gia, vuông góc v ớ i nhau và vuông góc vớ i trục liên kết . Ví d ụ trong phân tử CH  CH:

Hiện t ượ ng đồng phân

1. Định ngh ĩ a Những ch ất có thành ph ần phân tử giống nhau nh ưng th ứ tự liên kết giữa các nguyên t ử khác


Page 82 of 166

nhau, do đó chúng có tính ch ất khác nhau gọi là những ch ất đồng phân. Ví d ụ: C5H12 có 3 đồng phân. CH3  CH2  CH2  CH2  CH3 (1)

2. Bậc của nguyên t ử cacbon Bậc của nguyên t ử cacbon trong m ột phân t ử đượ c xác định bằng số nguyên t ử cacbon khác liên kết vớ i nó. Bậc của cacbon đượ c ký hiệu bằng ch ữ số La mã (I, II, III,…) Ví d ụ:

3. Các trườ ng h ợ p đồng phân a) Nhóm đồng phân cấ u t ạo. Là nhóm đồng phân do th ứ tự liên k ết khác nhau c ủa các nguyên tử hay nhóm nguyên t ử trong phân t ử gây ra. Nhóm đồng phân này đượ c chia thành 3 lo ại: 1) Đồng phân m ạch cacbon: thay đổi thứ tự liên kết c ủa các nguyên t ử cacbon v ớ i nhau (m ạch thẳng, mạch nhánh, m ạch vòng), các nhóm th ế, nhóm chức không thay đổi. Đố i vớ i hiđ rocacbon , phân t ử phải có từ 4C trở lên m ớ i có đồng phân m ạch cacbon. Ví d ụ: Butan C4H10 có 2 đồng phân. CH3  CH2  CH2  CH3 : n - butan

Riêng vớ i các hợ p chất chứa nhóm chức rượ u, ete thì từ 3C trở lên đã có đồng phân. Ví d ụ rượ u propylic có 2 đồng phân. CH3  CH2  CH2  OH : n - propylic

nhưng đây không phải là đồng phân mạch cacbon mà là đồng phân vị trí nhóm chức OH.

2) Đồng phân v ị trí của nố i đ ôi, nố i ba, nhóm thế , nhóm chứ c. Nhóm đồng phân này do: Sự khác nhau v ị trí của nố i đ ôi, nố i ba. Ví d ụ: CH2 = CH  CH2  CH3 CH3  CH = CH  CH3 buten -1 buten - 2

Khác nhau v ị trí của nhóm thế .


Page 83 of 166

Ví d ụ:

Khác nhau v ị trí của nhóm chứ c. Ví d ụ: CH3  CH2  CH2  CH2  OH : butanol -1

3) Đồng phân nhóm ch ứ c Các đồng phân c ủa nhóm này khác nhau v ề nhóm ch ức, tức là đổi từ nhóm chức này sang nhóm khác, do đó tính chất hoá học hoàn toàn khác nhau. Sau đây là những đồng phân nhóm chức quan trọng nhất. + Anken - xicloankan Ví d ụ C3H6 có thể là

+ Anka đ ien - ankin - xicloanken Ví d ụ C4H6 có những đồng phân sau: CH2 = CH  CH = CH2 CH2 = C = CH  CH3 butađien -1,3 butađien -1,2 CH  C  CH2  CH3 CH3  C  C  CH3. butin -1 butin - 2

+ Rượ u - ete Ví d ụ C3H8O có nh ững đồng phân.

CH3  CH2  CH2  OH : propanol - 1


Page 84 of 166

CH3  CH2  O  CH3 : etyl metylete + Anđ ehit – xeton Ví d ụ C3H6O có 2 đồng phân CH3  CH2  CHO : propanal CH3  CO  CH3 : đimetylxeton. + Axit - este Ví d ụ C3H6O2 có 3 đồng phân CH3  CH2  COOH : axit propionic CH3  COO  CH3 : metyl axetat H  COO  C2H5 : etyl fomiat + Nitro - aminoaxit Ví d ụ C2H5NO2 có hai đồng phân H2N  CH2  COOH : axit aminoaxetic CH3  CH2  NO2 : nitroetan. b) Nhóm đồng phân hình h ọc Ở đ ây chỉ xét đồng phân cis-trans c ủa dạng m ạch hở . Đây là loại đồng phân mà th ứ tự liên k ết của các nguyên t ử trong phân tử hoàn toàn giống nhau, nh ưng khác nhau ở sự phân bố các nguyên t ử hoặ c nhóm nguyên t ử trong không gian . Để có loại đồng phân này. Điều kiện cần là trong phân t ử phải có nối đôi. Điề u kiện đủ là m ỗi nguyên tử cacbon ở nối đôi phải liên kết vớ i hai nguyên t ử hoặc nhóm nguyên tử khác nhau:

 Cách xác định d ạng cis, d ạng trans: Ví d ụ1: buten - 2 (CH 3  CH = CH  CH3)

Ví d ụ 2: Axit C17H33COOH CH3(CH2)7  CH = CH  (CH2)7  COOH


Page 85 of 166

Như vậy, nế u hai cacbon ở nố i đ ôi liên k ết vớ i 2 nguyên t ử H thì khi 2 nguyên t ử H ở một phía của nố i đ ôi ứ ng vớ i d ạng cis và ng ượ c lại ứ ng vớ i d ạng trans. Đối vớ i phân tử trong đó hai nguyên t ử cacbon ở nối đôi liên k ết vớ i các nhóm th ế khác nhau thì d ạng cis đượ c xác định b ằ ng m ạch cacbon chính n ằ m ở về một phía của liên k ế t đ ôi, ngượ c lại vớ i dạng trans. Ví d ụ: 3 - metylpenten - 2

N ếu một trong hai nguyên t ử cacbon ở nố i đ ôi liên k ết vớ i hai nguyên t ử hoặ c nhóm nguyên t ử giố ng nhau thì không có đồng phân cis - trans . Ví d ụ:

c) Cách viế t đồng phân

Để viết nhanh và đầy đủ đồng phân của một chất bất kỳ thì trướ c hết phải xác định xem ch ất đó thu ộc loại hợ p chất gì, no hay không no:  Bắt đầu viết đồng phân m ạch cacbon, r ồi đến.  Viết đồng phân vị trí của liên kết kép và của nhóm chức.  Viết đồng phân nhóm ch ức.  Cuối cùng rà xét trong các đồng phân v ừa viết đồng phân nào có d ạng đồng phân cis-tris. Dãy đồng đẳng


Page 86 of 166

Dãy đồng đẳ ng là dãy các hợ p chấ t hữ u cơ có tính ch ấ t hoá học t ươ ng t ự nhau, thành ph ần phân t ử khác nhau m ột hay nhiề u nhóm  CH2. Ví d ụ:  Dãy đồng đẳng ankan: CH4, C2H6, C3H8,…(CTPT chung CnH2n+2).  Dãy đồng đẳng anken: C2H4, C3H6, C4H8,…(CTPT chung C nH2n).

Cần chú ý rằng không phải tất cả các chất có dạng thức chung là đồng đẳng. Ví dụ: không phải tất cả các rượ u no đơ n chức có công thức chung C nH2n+1OH là đồng đẳng. Chẳng hạn CH3  CH2  OH

Hơ n kém nhau 2 nhóm CH2 nhưng có tính chất hoá học không hoàn toàn giống nhau - không phải là đồng đẳng của nhau.

Hai chất đồng đẳng liên tiếp (kề nhau) có s ố nguyên tử cacbon C n và Cn+1 hoặc Cn-1. Sự biến đổi tính ch ất vật lý của các ch ất trong dãy đồng đẳng tuân theo m ột quy luật chung. Ví d ụ mạch cacbon càng dài thì nhi ệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng dần, độ tan trong n ướ c giảm dần. Phân loại các hợ p chất hữ u cơ 1. Dựa vào mạch C: Chia thành 3 nhóm l ớ n:  Các hợ p chấ t mạch hở gồm + Loại no: Mạch C chỉ chứa liên kết đơ n. Ví d ụ dãy đồng đẳng ankan C nH2n+2,… + Loại chư a no : Mạch C ngoài liên k ết đơ n còn ch ứa liên kết đôi và liên k ết ba. Ví d ụ anken CnH2n ; các ankin, anka đien CnH2n  2 ;…  Các hợ p chấ t mạch vòng g ồm: + Vòng no Ví d ụ:

+ Vòng không no Ví d ụ:

+ H ợ p chấ t thơ m: có nhân benzen


Page 87 of 166

 H ợ p chấ t d ị vòng: Ngoài C còn có các nguyên t ố khác tham gia t ạo vòng. Ví d ụ:

2. Dựa vào nhóm ch ức Nhóm chứ c là nhóm nguyên t ử quyế t định tính ch ấ t hoá học đặ c tr ư ng của một loại hợ p chấ t. Một số nhóm chức quan tr ọng.  Nhóm hyđroxyl:  OH

 Nhóm nitro:  NO2  Nhóm amin:  NH2 H ợ p chấ t đơ n chứ c: Trong phân t ử có 1 nhóm ch ức. H ợ p chấ t đ a chứ c: Trong phân tử có nhiều nhóm ch ức giống nhau. Ví d ụ: HOOC  R  COOH : Điaxit H ợ p chấ t t ạ p chứ c: Trong phân tử có nhiều nhóm ch ức khác nhau. Ví d ụ: các aminoaxit H2N  R  COOH, HO  CH2  CH2  CHO,… 3. Một số hợ pchất có nhóm ch ức điển hình a) Rượ u (ancol): Phân tử có (một hay nhi ều) nhóm hyđroxyl (OH) liên k ết vớ i gốc hiđrocacbon. Ví d ụ:

b) Anđ ehit : Phân t ử có nhóm ch ức anđehit


Page 88 of 166

Ví d ụ: CH 3  CH2  CHO : propanal c) Xeton: Phân tử có nhóm chức cacbonyl. Ví d ụ:

d) Axit cacboxylic (axit hữu cơ ): Phân t ử có (m ột hay nhi ều) nhóm ch ức cacboxyl

Ví d ụ:

HOOC  CH2  CH2  COOH : axit succinic e) Ete: Phân t ử có hai gốc hiđrocacbon liên k ết vớ i nguyên tử oxi. Ví d ụ:

g) Este: Là sản phẩm của phản ứng este hoá gi ữa axit và rượ u. Ví d ụ CH3  COO  C2H5 h) Nitro: Phân tử có nhóm nitro ( NO2) liên kết vớ i gốc hiđrocacbon. Ví d ụ.

i) Amin :Amin đ ư ợ c coi là d ẫ n xuấ t của amoniac (NH 3) trong đ ó một số nguy ên t ử H đượ c thay thế bằ ng g ố c hiđ rocacbon. V í d ụ

k) Aminoaxit : Trong phân t ử có nhóm cacboxyl ( COOH) và nhóm amin ( NH2) liên kết vớ i gốc hiđrocacbon. Ví d ụ:


Page 89 of 166

H2N  CH2  COOH axit aminoaxetic. Cách gọi tên các h ợ p chất hữ u cơ

1. Tên gọi thông thườ ng. Không tuân theo quy t ắc khoa h ọc nào, thườ ng xu ất hiện từ xưa và bắt nguồn từ nguyên liệu hoặc tên nhà bác h ọc tìm ra, hoặc một địa điểm nào đó trong tính ch ất của hợ p chất đó. Ví d ụ: Axitfomic (axit kiến); olefin (khí dầu); axit axetic (axit gi ấm),… 2. Danh pháp h ợ p lý Gọi theo hợ p chất đơ n giản nhất, các hợ p chất khác đượ c xem là dẫn xu ất của chúng, ở đó nguyên tử H đượ c thay th ế bằng các g ốc hữu cơ . Ví d ụ CH3  OH : rượ u metylic (cacbinol) CH3  CH2  OH : rượ u etylic (metyl cacbinol) 3. Danh pháp qu ốc tế: Gọi theo quy ướ c của Liên đ oàn quố c t ế hoá học lý thuy ế t và ứ ng d ụng (IUPAC). a) Dự a vào bộ khung C xuất phát từ các hi đrocacbon no m ạch thẳng. Các hợ p chất cùng loại (cùng dãy đồng đẳng), cùng nhóm ch ức thì có đ uôi giố ng nhau . Cụ thể: Hiđrocacbon no (ankan) có đuôi an: CH3  CH2  CH3 : propan Hiđrocacbon có nố i đ ôi (anken) có đuôi en: CH2 = CH  CH3 : propen Hiđrocacbon có nố i ba (ankin) có đuôi in: CH = C  CH3 : propin Hợ p chất anđ ehit có đuôi al: CH3  CH2  CHO : propanal Hợ p chất r ượ u có đuôi ol: CH3  CH2  CH2  OH : propanol Hợ p chất axit hữ u cơ có đuôi oic: CH3  CH2  COOH : propanoic. Hợ p chất xeton có đuôi ion:

 Để chỉ số nguyên tử cacbon có trong m ạch chính, ngườ i ta dùng các ph ần nền (phần đầu) sau: 1 : meta ; 2 : eta ; 3 : propa ; 4 : buta ; 5 : penta ; 6 : hexa ; 7 : hepta ; 8 : octa ; 9 : nona ; 10 : đeca ; … b) Tên của nhóm th ế . Cần chú ý rằng, trong hoá h ữu cơ , tất cả những nguyên tử khác hi đro (như Cl, Br, …) hoặc nhóm nguyên t ử (như  NO2,  NH2,…, các gốc hiđrocacbon CH 3 , C2H5 ,…) đều đượ c coi là nhóm th ế .  Gọi tên nguyên t ố hoặc tên nhóm th ế.


Page 90 of 166

 Gọi tên gố c hiđ rocacbon đều xu ất phát từ tên hiđrocacbon t ươ ng ứng v ớ i phần đuôi khác nhau. + Gốc hiđrocacbon no hoá tr ị 1 gọi theo tên c ủa ankan t ươ ng ứng bằng cách thay đuôi an bằng đuôi yl và đượ c gọi chung là g ốc ankyl. Ví d ụ: CH 3  : metyl, C 2H5  : etyl,… + Gốc hiđrocacbon ch ưa no hoá trị 1 có đuôi enyl đối vớ i anken, đuôi nyl đối vớ i ankin và đuôi -đienyl đối vớ i đien. Ví d ụ: CH2 = CH : etilenyl (th ườ ng g ọi là gốc vinyl) CH  C : axetilenyl hay etinyl. + Gốc hoá trị 2 tạo thành khi tách 2 nguyên t ử H khỏi 1 nguyên t ử C hoặc tách nguyên t ử O khỏi anđehit hay xeton. G ốc hoá tr ị 2 có đuôi từ -yliđen. Ví dụ: CH3 CH2 CH = : propyliđen. c) Các bướ c gọi tên hợ p chấ t hữ u cơ phứ c t ạ p:  Bướ c 1: Chọn mạch C chính. Đó là m ạch C dài nh ất hoặc ít C nhưng chưa nối đôi, nối ba, nhóm thế, nhóm ch ức, …  Bướ c 2 : Đánh số thứ tự các nguyên t ử C (bằng ch ữ số ả rập) trong m ạch chính xuấ t phát t ừ phía gần nhóm ch ứ c, nố i đ ôi, nố i ba, nhóm thế , mạch nhánh. Quy t ắc đ ánh s ố . Ư u tiên đánh s ố lần lượ t theo th ứ tự. Nhóm chức  nối đôi  nối ba  mạch nhánh. Đối vớ i hợ p chất tạp chức thì ưu tiền lần lượ t: Axit  anđehit  rượ u.  Bướ c 3: Xác định các nhóm th ế và vị trí của chúng trên m ạch C chính.  Bướ c 4: Gọi tên. + Trướ c tiên gọi tên các nhóm th ế và vị trí của chúng trên m ạch C chính, cu ối cùng g ọi tên hợ p chất vớ i mạch C chính. Chú ý : Mạch cacbon ph ải liên tục, không có nguyên t ố khác chen vào gi ữa, ví dụ đố i vớ i chất

+ N ế u có nhiề u nhóm thế giố ng nhau thì gộp chúng l ại và thêm t ừ đ i (2), tri (3), tetra (4), penta (5),… + Theo quy t ắ c: Con số chỉ vị trí của nhóm th ế đặ t trướ c tên gọi của nó, con số chỉ vị trí nối đôi, nối ba và nhóm ch ức (ở mạch C chính) đặt ở phía sau. Ví d ụ: Gọi tên các hợ p chất sau.


Page 91 of 166

Chú ý : Hiện nay cũng tồn tại một cách g ọi tên là đặt vị trí của nối đôi, nối ba, nhóm ch ức ở phía trướ c tên gọi. Ví dụ: CH2 = CH2 : 2-buten ; CH2 = CH  CH = CH2 : 1,3 - buta đien ;… d) Cho tên gọi, viế t công thứ c cấ u t ạo: Việc đầu tiên là dựa vào đuôi của tên gọi để xác định chất ứng v ớ i mạch cacbon chính. Ví d ụ: Viết CTCT của những ch ất có tên sau: + 1, 1, 2, 2 - tetracloetan Ta đi từ đ uôi an (hi đrocacbon no)  etan (có 2C), tetraclo (có 4 clo th ế ở các v ị trí 1, 1, 2, 2). Do đó CTCT: CHCl2  CHCl2. + 1 - clo , 2 , 3 - đimetylbutan

Một số dạng phản ứ ng hoá h ọc trong hoá hữ u cơ


Page 92 of 166

1. Phản ứng th ế. Là phản ứng trong đó nguyên tử (hay nhóm nguyên t ử) bị thay th ế bở i nguyên tử (hay nhóm nguyên t ử) khác. Ví d ụ: 2. Phản ứng cộng hợ p. Là phản ứng trong đó phân t ử của một chất cộng hợ p vào liên k ết đôi hoặc liên kết ba trong phân t ử của chất khác. Ví d ụ:

Đối vớ i phản ứng cộng hợ p bất đối xứng xảy ra theo quy t ắc sau Quy t ắc Maccônhicôp (hay quy t ắc cộng hợ p bất đối xứng). Khi các phân t ử chấ t hữ u cơ chứ a các nố i đ ôi, nố i ba bấ t đố i xứ ng (tức là các nguyên t ử cacbon ở nối đôi, nối ba liên kết vớ i các nguyên t ử hoặc nhóm nguyên t ử khác nhau) tham gia phản ứ ng cộng hợ p vớ i các tác nhân cũng có cấ u t ạo bấ t đố i xứ ng thì phần d ươ ng của tác nhân sẽ liên k ế t vớ i C âm h ơ n, nghĩ a là C liên k ế t vớ i nhi ề u nguyên t ử H hơ n, còn phần âm của tác nhân s ẽ liên k ế t vớ i C d ươ ng hơ n, t ức là C liên k ế t vớ i ít nguyên t ử H hơ n. Sản phẩm thu đượ c theo quy t ắc này là sản phẩm chính, còn s ản phẩm thu đượ c ngượ c quy tắc này là s ản phẩm ph ụ, chiếm một tỷ lệ rất thấp. Ví d ụ

3. Phản ứng tách H 2O: Là phản ứng tách m ột hay nhiều phân t ử nướ c khỏi các phân tử hợ p chất hữu cơ . Ví d ụ:

4. Phản ứng oxi hoá a) Phản ứ ng cháy vớ i oxi tạo thành CO2, H2O và một số sản phẩm khác. Ví d ụ: b) Phản ứ ng vớ i oxi hoá nhóm ch ứ c ho ặc oxi hoá liên k ết kép (oxi hoá không hoàn toàn). Ví d ụ + Oxi hoá : r ượ u  anđehit  axit.


Page 93 of 166

5. Phản ứng kh ử hợ p chất hữu cơ : Khử các nhóm ch ức để biến loại chất này thành lo ại chất khác. Ví d ụ:

6. Phản ứng thuỷ phân: Là phản ứng giữa hợ p chất hữu cơ và nướ c tạo thành hai hay nhi ều hợ p chất mớ i. Ví d ụ: 7. Phản ứng este hoá. Là phản ứng giữa axit và rượ u tạo thành este. Ví d ụ:

Muốn ph ản ứng este hoá x ảy ra hoàn toàn, ph ải dùng chất hút nướ c (thườ ng hay dùng H 2SO4 đ, Al2O3,…) 8. Phản ứng trùng h ợ p: Là phản ứ ng k ế t hợ p nhi ề u phân t ử nhỏ (monome) gi ố ng nhau thành phân t ử lớ n (polime) Phản ứng trùng hợ p có thể xảy ra giữa hai loại monome khác nhau, khi đó gọi là phản ứ ng đồng trùng hợ p. Điều kiện để các monome tham gia ph ản ứng trùng h ợ p là phân t ử phải có liên kết kép hoặc có vòng không b ền. Ví d ụ:

9. Phản ứng trùng ngưng: Là phản ứ ng t ạo thành phân t ử polime t ừ các monome, đồng th ờ i t ạo ra nhiề u phân t ử nhỏ đơ n giản như H 2O, NH 3 , HCl,… Điề u kiện để các monome tham gia ph ản ứng trùng ngưng là phân t ử phải có ít nh ấ t 2 nhóm chứ c hoặ c 2 nguyên t ử linh động có thể tách kh ỏi phân t ử. Ví d ụ:


Page 94 of 166

10. Phản ứng crackinh: Là quá trình b ẻ gãy m ạch cacbon c ủa phân tử hiđrocacbon thành các phân t ử nhỏ hơ n dướ i tác dụng của nhiệt hoặc chất xúc tác. 11. Phản ứng refominh: Là quá trình dùng nhiệt và chất xúc tác bi ến đổi cấu trúc hi đrocacbon từ mạch hở thành m ạch vòng, từ mạch ngắn thành mạch dài. Các hiệu ứ ng chuyển dịch electron

1. Hiệu ứng cảm ứng. a) Định ngh ĩ a: Hiệu ứng cảm ứng (ký hi ệu là I) là sự dịch chuyển mây e dọc theo m ạch C d ướ i tác d ụng hút hoặ c đẩ y của các nguyên t ử thế hay nhóm thế. Ví d ụ: CH3  CH2  CH2  Cl b) Phân loại Quy ướ c: Trong liên kết  (C  H) nguyên tử H có I = O + Nhóm thế có độ âm đ iện lớ n hơ n H sẽ hút e gây ra hi ệu ứ ng cảm ứ ng âm ( I). Hi ệu ứng I tăng theo chiều tăng của độ âm điện của nhóm thế.  F > Cl > Br.  F > OH > NH2 + Nhóm thế có độ âm đ iện nhỏ hơ n H , có +I. Hiệu ứng +I tăng theo bậc của ankyl  C(CH3)3 > CH(CH) 3 > C2H5 > CH3 c) Ứ ng d ụng: Hiệu ứng cảm ứng I dùng để giải thích tính axit - baz ơ của hợ p chất hữu cơ :  Nhóm thế gây hiệu ứ ng  I càng mạnh, làm tính axit c ủa hợ p chấ t càng t ă ng.  Nhóm thế gây hiệu ứ ng +I càng mạnh làm tính baz ơ của hợ p chấ t càng t ăn g. 2. Hiệu ứng liên h ợ p: a) Định ngh ĩ a: Hiệu ứng liên hợ p (ký hiệu là C) là hi ệu ứng d ịch chuy ể n mây electron  trong hệ liên h ợ p dướ i tác d ụng hút ho ặc đẩy e của các nguyên t ử nhóm thế. b) Phân loại:  Nhóm thế hút electron  gây ra hiệu ứng -C. Đó là các nhóm th ế không no. Ví d ụ:

Hiệu ứng này gi ải thích sự thay đổi tính axit - bazơ của hợ p chất hữu cơ có nhóm th ế: Nhóm thế C làm tăng độ phân c ực của liên kết O  H, do đó làm tăng tính axit. + Nhóm thế +C (nhóm thế đẩ y electron ) làm tăng tính bazơ (tức khả năng kết hợ p proton nhờ cặp electron p không phân chia) và làm gi ảm tính axit. Ví d ụ các nguyên tử H có vị trí ortho và para trong phân t ử phenol dễ bị thế do hi ệu ứng +C gây ra bở i oxi của nhóm OH làm m ật độ e ở các v ị trí này cao h ơ n.


Page 95 of 166

Hiđrocacbon

Hiđrocacbon là nh ững h ợ p chất hữu cơ mà phân tử chỉ chứa các nguyên t ử cacbon và hiđro. Dựa vào cấu tạo mạch cacbon và b ản chất liên kết giữa các nguyên t ử cacbon, ngườ i ta thườ ng phân ra ba lo ại lớ n.  Hiđ rocacbon no (bão hoà, trong phân t ử chỉ có liên kết đơ n - liên kết ).  Hiđ rocacbon không no (chưa bão hoà, trong phân t ử ngoài liên kết đơ n, còn có liên k ết đôi và liên k ết ba - ngh ĩ a là có c ả liên kết  và ).  Hiđ rocacbon th ơ m (nhi ều loại, xem phần aren). M ỗi loại hiđ rocacbon có chung m ột công th ứ c t ổ ng quát :  Đối vớ i hiđrocacbon no m ạch hở , Ví d ụ

ta thấy số liên k ế t giữa các nguyên t ử C bằng số nguyên t ử cacbon tr ừ đ i 1. Vì m ỗi nguyên t ử C có 4e hoá tr ị (C có hoá tr ị IV) mà mỗi liên kết cần 2e hoá trị, nên n ếu phân tử có n nguyên t ử C thì số e hoá tr ị còn để liên k ế t vớ i H là 4n  2 (n  1) = 2n + 2. Do v ậy công thức chung c ủa hiđrocacbon no m ạch hở là CnH2n+2.  Đối vớ i hiđrocacbon không no m ạch hở có một liên k ết đ ôi (ví dụ anken), ngoài liên kết  còn cần 2e hoá tr ị để tạo thành liên k ết  giữa 2 nguyên t ử C. Do số e hoá tr ị cần để liên kết vớ i H giảm đi 2 đơ n vị. Do đó công thức của anken là C nH2n. Nếu anken có a liên k ết đôi thì công th ức chung sẽ là CnH2n+22a.  Đối vớ i hiđrocacbon m ạch hở có một liên kết ba (ankin, ví d ụ CH3  C  CH) thì ngoài liên kết  còn 2 liên k ết  dùng hết 4e hoá trị. Do đó số nguyên t ử H liên k ết cũng giảm đi 4 đơ n vị (so vớ i hiđrocacbon no). Công th ức chung của ankin s ẽ là CnH2n+24 = C nH2n2.  Đối vớ i hiđrocacbon vòng no: Khi t ạo thành vòng đã dùng m ất 2e hoá trị nên s ố e hoá trị để liên kết vớ i H giảm nên s ố e hoá tr ị để liên kết vớ i H giảm 2 đơ n v ị (so vớ i hiđrocacbon no m ạch hở ). Do đó, công thức hiđrocacbon vòng no (xicloankan) là C nH2n (đồng phân c ủa anken). Vậy công th ức chung của mọi hiđrocacbon là: C nH2n+22a. n: Số nguyên tử C trong phân tử. a: Số liên k ết đôi (1 liên kết ba bằng 2 liên kết đôi), số vòng (1 vòng t ươ ng đươ ng 1 liên kết đôi, tức là a = 1). Ví d ụ:


Page 96 of 166

Ankan

Công thức chung là C nH2n+2 vớ i n  1. Tên gọi chung là ankan hay parafin Chất đơ n giản nhất là metan CH 4 Công thứ c - cấu tạo - cách gọi tên 1. Cấu tạo  Mạch C hở , có th ể phân nhánh ho ặc không phân nhánh.  Trong phân tử chỉ có liên k ết đơ n (liên k ết ) tạo thành từ 4 obitan lai hoá sp 3 của nguyên t ử C, định h ướ ng kiểu tứ diện đều. Do đó mạch C có dạng gấp khúc. Các nguyên t ử có thể quay tươ ng đối tự do xung quanh các liên k ết đơ n.  Hiện tượ ng đồng phân do các m ạch C khác nhau (có nhánh khác nhau ho ặc không có nhánh). 2. Cách gọi tên  Tên gọi gồm: Tên mạch C có đuôi an.  Phân tử có mạch nhánh thì ch ọn mạch C dài nh ất làm mạch chính, đánh s ố các nguyên tử C từ phía gần mạch nhánh nh ất. Ví d ụ:

Tính chất vật lý

 Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tăng d ần khi tăng số nguyên tử C trong phân tử. 4 chất đầu là khí, các ch ất có n t ừ 5  19 là ch ất lỏng, khi n  20 là ch ất rắn.  Đều không tan trong nướ c nhưng d ễ tan trong các dung môi h ữu cơ . Tính chất hoá học

Phản ứng đặc trưng là ph ản ứng thế và phản ứng huỷ. 1. Phản ứng nhiệt phân Ví dụ nhiệt phân metan:


Page 97 of 166

2. Phản ứng oxi hoá a) Cháy hoàn toàn : sản phẩm cháy là CO 2 và H 2O. b) Oxi hoá không hoàn toàn :

3. Phản ứng th ế a) Thế clo và brom: Xảy ra dướ i tác dụng của askt hoặc nhi ệt độ và tạo thành m ột hỗn hợ p sản phẩm. Iot không có ph ản ứng th ế vớ i ankan. Flo phân hu ỷ ankan kèm theo n ổ. Những ankan có phân t ử lớ n tham gia ph ản ứng thế êm dịu hơ n và ưu tiên th ế những nguyên tử H của nguyên t ử C hoặc cao. Ví d ụ:

b) Thế vớ i HNO 3 (hơ i HNO 3 ở 200oC  400 oC). c) Phản ứ ng ng tách H 2: ở 400  900oC, xúc tác Cr2O3 + Al2O3.

4. Phản ứng crackinh (Sản ph ẩm là những hiđrocacbon no và không no). Điều chế 1. Điều chế metan a) Lấ y t ừ ừ các ngu ồn thiên nhiên: khí thiên nhiên, khí h ồ ao, khí dầu mỏ, khí chưng than đá. b) T ổ n g h ợ p ổng


Page 98 of 166

c)

d) 2. Điều chế các ankan khác a) Lấ y t ừ ừ các ngu ồn thiên nhiên: khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, sản phẩm crackinh. b) T ổ n g h ợ p t ừ ổng ừ các d ẫ ẫ n xuấ t halogen: R - Cl + 2Na + Cl - R'  R - R' + 2NaCl Ví d ụ: c) T ừ ừ các mu ố i axit hữ u cơ

Ứ ng ng dụng  Dùng làm nhiên li ệu (CH4 dùng trong đèn xì để hàn, cắt kim loại). n.  Dùng làm d ầu bôi trơ n.  Dùng làm dung môi.  Để tổng hợ p nhiều chất hữu cơ khác: CH3Cl, CH2Cl2, CCl4, CF 2Cl2,…  Đặc biệt từ CH4 điều chế đượ c nhiều chất khác nhau: h ỗn hợ p CO + H 2, amoniac, CH  CH, rượ u metylic, an đehit fomic Anken

Công thức chung : C nH2n vớ i n  2. Tên gọi chung là anken hay olefin Chất đơ n giản nhất là etilen CH 2 = CH 2. Công thứ c - cấu tạo - cách gọi tên 1. Cấu tạo  Mạch C hở , có th ể phân nhánh ho ặc không phân nhánh.  Trong phân t ử có 1 liên k ết đôi: gồm 1 liên kết  và 1 liên kết . Nguyên tử C ở liên k ết đôi tham gia 3 liên k ết  nhờ 3 obitan lai hoá sp 2, còn liên k ết  nhờ obitan p không lai hoá.  Đặc biệt phân t ử CH2 = CH 2 có cấu trúc ph ẳng.  Do có liên kết  nên khoảng cách gi ữa 2 nguyên tử C = C ngắn lại và hai nguyên t ử C này không thể quay quanh liên k ết đôi vì khi quay nh ư vậy liên kết  bị phá vỡ . ng đồng phân do: M ạch cacbon khác nhau, v ị trí của nố i đ ôi ôi khác nhau. Nhi ề u  Hiện tượ ng anken có đồng phân cis - trans. Ví d ụ: Buten-2


Page 99 of 166

Anken có đồng phân v ớ i xicloankan. 2. Cách gọi tên Lấy tên của ankan tươ ng ng ứng thay đuôi an b ằng en. M ạch chính là m ạch có nối đôi vớ i số thứ tự của C ở nối đôi nhỏ nhất. Ví d ụ:


 Theo chiều tăng của n (trong công th ức CnH2n), nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng ch ảy tăng. n = 2  4 : chất khí n = 5  18 : chất lỏng. n  19 : chất rắn. c, tan đượ c trong m ột số dung môi h ữu cơ (rượ u, u, ete,…)  Đều ít tan trong n ướ c, Tính chất hoá học

Do liên kết  trong liên k ết đôi kém b ền nên các anken có phản ứ ng ng cộng đặ c tr ư ng, dễ bị oxi ư ng hoá ở chỗ nối đôi, có phản ứng trùng h ợ p. p. 1. Phản ứng oxi hoá a) Phản ứ ng ng cháy. b) Phản ứ ng ng oxi hoá êm d ịu: Tạo thành rượ u 2 lần rượ u hoặc đứt mạch C chỗ nối đôi tạo thành anđehit hoặc axit.

2. Phản ứng cộng hợ p a) C ộng hợ p H 2: b) C ộng hợ p halogen: Làm m ất màu nướ c brom ở nhiệt độ thườ ng. ng. (Theo dãy Cl 2, Br2, I2 phản ứng khó dần.) c) C ộng hợ p hiđ rohalogenua rohalogenua


Page 100 of 166

(Theo dãy HCl, HBr, HI ph ản ứng dễ dần) Đối vớ i các anken khác, nguyên t ử halogen (trong HX) mang điện âm, ưu tiên đính vào nguyên tử C bậc cao (theo quy t ắc Maccôpnhicôp).

d) C ộng hợ p H 2O (đun nóng, có axit loãng xúc tác) Cũng tuân theo quy t ắc Maccôpnhicôp: Nhóm - OH đính vào C b ậc cao

3. Phản ứng trùng h ợ p: Có xúc tác, áp su ất cao, đun nóng

Điều chế 1. Điều chế etilen  Tách nướ c khỏi rượ u etylic

 Tách H2 khỏi etan:

 Nhiệt phân propan  Cộng h ợ p H2 vào axetilen

2. Điều chế các anken  Thu từ nguồn khí ch ế biến dầu mỏ.  Tách H2 khỏi ankan:

 Tách nướ c khỏi rượ u


Page 101 of 166

 Tách HX kh ỏi dẫn xuất halogen:

 Tách X2 từ dẫn xuất đihalogen: (Phản ứng trong dung dịch rượ u vớ i bột kẽm xúc tác). Ứ ng dụng

 Dùng để sản xuất rượ u, các dẫn xuất halogen và các ch ất khác.  Để trùng hợ p polime: polietilen, poliprpilen.  Etilen còn đượ c dùng làm qu ả mau chín. Ankin

Công thức chung C nH2n2 (n  2) Chất đơ n giản nhất là axetilen CH  CH. Công thứ c - cấu tạo - cách gọi tên 1. Cấu tạo  Trong phân tử có m ột liên kết ba (gồm 1 liên kết  và 2 liên kết ).  Đặc biệt phân t ử axetilen có c ấu hình đườ ng thẳng ( H  C  C  H : 4 nguyên t ử nằm trên một đườ ng thẳng).  Trong phân tử có 2 liên kết  làm độ dài liên kết C  C giảm so vớ i liên kết C = C và C  C. Các nguyên t ử C không th ể quay t ự do quanh liên k ết ba. 2. Đồng phân  Hiện tượ ng đồng phân là do m ạch C khác nhau và do v ị trí nối ba khác nhau.  Ngoài ra còn đồng phân vớ i ankađien và hiđrocacbon vòng. 3. Cách gọi tên Tươ ng tự như anken nh ưng có đuôi in. Ví d ụ:


 Khi n tăng, nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tăng dần. n = 2  4 : chất khí n = 5 16 : chất lỏng. n  17 : chất rắn.  Đều ít tan trong n ướ c, tan đượ c trong m ột số dung môi hữu cơ . Ví d ụ axetilen tan khá nhi ều trong axeton. Tính chất hoá học


Page 102 of 166

1. Phản ứng oxi hoá ankin a) Phản ứ ng cháy Phản ứng toả nhiệt b) Oxi hoá không hoàn toàn (làm mất màu dung dịch KMnO4) tạo thành nhi ều s ản ph ẩm khác nhau. Ví d ụ:

Khi oxi hoá ankin b ằng dung dịch KMnO4 trong môi tr ườ ng H2SO4, có thể gây ra đứt mạch C ở chỗ nối ba để tạo thành an đehit hoặc axit. 2. Phản ứng cộng: Có thể xảy ra theo 2 nấc. a) C ộng H 2 (to, xúc tác):

b) C ộng halogen (làm mất màu nướ c brom)

c) C ộng hi đ rohalogenua (ở 120oC  180oC vớ i HgCl2 xúc tác) và các axit (HCl, HCN, CH3COOH,…)

Vinyl clorua đượ c dùng để trùng hợ p thành nh ựa P.V.C:

Phản ứng cộng HX có th ể xảy ra đến cùng:

Đố i vớ i các đồng đẳ ng của axetilen, ph ản ứ ng cộng tuân theo quy t ắ c Maccôpnhicôp. Ví d ụ:


Page 103 of 166

d) C ộng H 2O: Cũng tuân theo quy t ắc Maccôpnhicôp:

3. Phản ứng trùng h ợ p

4. Phản ứng th ế: Chỉ xảy ra đối v ớ i axetilen và các ankin khác có n ối ba ở cacbon đầu mạnh R  C  CH:

Khi cho sản phẩm thế tác d ụng vớ i axit lại giải phóng ankin:

Điều chế 1. Điều chế axetilen a) T ổn g hợ p tr ực tiế p b) T ừ metan c) Thu ỷ phân canxi cacbua d) Tách hiđ ro của etan 2. Điều chế các ankin a) Tách hiđ rohalogenua kh ỏi d ẫ n xuấ t đ ihalogen


Page 104 of 166

b) Phản ứ ng giữ a axetilenua v ớ i d ẫn xuấ t halogen

Ứ ng dụng của ankin Chỉ có axetilen có nhi ều ứng dụng quan tr ọng.  Để thắp sáng (khí đất đèn).  Dùng trong đèn xì để hàn, cắt kim loại.  Dùng để tổng hợ p nhiều chất hữu c ơ khác nhau: an đehit axetic, cao su t ổng hợ p (policlopren), các ch ất dẻo và các dung môi,… Ankađien (hay điolefin) Công thức chung là : CnH2n2 (n  3) Cấu tạo Có 2 liên kết đôi trong phân t ử. Các nối đôi có thể:  Ở vị trí liền nhau:  C = C = C   Ở vị trí cách bi ệt:  C = C  C  C = C   Hệ liên hợ p:  C = C  C = C  Quan trọng nhất là các anka đien thuộc hệ liên h ợ p. Ta xét 2 ch ất tiêu biểu là: Butađien : CH2 = CH  CH = CH2 và


Butađien là ch ất khí, isopren là ch ất lỏng (nhiệt độ sôi = 34oC). Cả 2 chất đều không tan trong nướ c, nhưng tan trong m ột số dung môi hữu cơ như: rượ u, ete. Tính chất hoá học Quan trọng nhất là 2 phản ứng sau: 1. Phản ứng cộng a) C ộng halogen làm mất màu nướ c brom

Đủ brom, các nối đôi sẽ bị bão hoà.


Page 105 of 166

b) C ộng H 2

c) C ộng hi đ rohalogenua.

2. Phản ứng trùng h ợ p

Điều chế 1. Tách hiđro khỏi hiđrocacbon no Phản ứng xảy ra ở 600 oC, xúc tác Cr2O3 + Al 2O3, áp suất thấp.

2. Điều chế từ rượ u etylic ho ặc axetilen

Hiđrocacbon thơ m (Aren)

 Các hiđrocacbon th ơ m quen thu ộc như benzen (C6H6), toluen (C6H5  CH3), etylbenzen (C6H5  C2H5) và các đồng đẳng của nó có công thức chung C nH2n-6 vớ i n  6. Ngoài ra, có các aren m ạch nhánh không no nh ư stiren C6H5  CH = CH2, phenylaxetilen C 6H5  C  CH,…ho ặc có nhiều nhân benzen nh ư naphtalen, antraxen.  Hiđrocacbon th ơ m điển hình là benzen.


Page 106 of 166

Benzen C6H6

1. Cấu tạo - đồng phân - tên g ọi a) C ấ ấu t ạo  Phân t ử ử benzen có cấ u t ạo vòng 6 c ạnh đề u. Mỗi nguyên t ử C trong phân tử benzen tham gia 3 liên kết  v ớ i 2C bên c ạnh và H nh ờ 3 obitan lai hoá sp 2 nên tất cả các nguyên t ử C và H đều nằm trên cùng m ặt phẳng. Còn mối liên kết thứ 4 (liên k ết ) đượ c tạo nên nh ờ obitan 2p có tr ục vuông góc vớ i mặt phẳng phân t ử. Khoảng cách gi ữa các nguyên t ử C trong phân tử là bằng nhau nên mây electron p c ủa nguyên tử C xen ph ủ đề u vớ i 2 mây electron 2p c ủa 2 nguyên t ử C bên cạnh, do đó trong phân t ử benzen không hình thành 3 liên k ết  riêng biệt mà là một hệ liên k ết  thống nhất gọi là hệ liên h ợ p thơ m, quyết định những tính ch ất thơ m đặc trưng của nhân benzen; vừa thể hiện tính chất no, v ừa thể hiện tính ch ất chưa no. Vì th ế CTCT của benzen th ườ ng ng đượ c biểu diễn bằng mấy cách sau:

rocacbon th ơ m  Gố c hiđ rocacbon Khi tách bớ t 1H khỏi phân tử benzen ta đượ c gốc phenyl C6H5  Khi tách bớ t 1H khỏi nguyên t ử C trên nhân benzen c ủa 1 phân tử hiđrocacbon th ơ m ta đượ c gốc aryl. Nếu tách 2H thì đượ c gốc phenylen và arylen b) Đồng phân Vì các liên k ết C  C trong nhân benzen đồng nhất nên benzen ch ỉ có 3 đồng phân v ị trí.  Nếu hai nhóm th ế ở hai C lân cận ta có đồng phân ortho (viết tắt là o) hoặc đánh s ố 1, 2.  Nếu hai nhóm th ế cách nhau m ột nguyên t ử C (một đỉnh lục giác g ọi là đồng phân meta (viết tắt là m) ho ặc 1, 3.  Nếu hai nhóm th ế ở hai nguyên t ử C đối đỉnh g ọi là đồng phân para (viết tắt là p) hoặc 1, 4. Ví dụ: Các đồng phân c ủa điclobenzen C 6H4Cl2.

2. Tính chất vật lý  Benzen là ch ất lỏng không màu, r ất linh động, có mùi đặc trưng, nhiệt độ sôi = 80oC. c, không tan trong n ướ c, c, nhưng tan nhi ều trong các dung môi h ữu cơ  Benzen nhẹ hơ n nướ c, như rượ u, u, ete, axeton.  Benzen là dung môi t ốt để hoà tan nhi ều chất như Cl2, Br2, I2, S, P,…chất béo, cao su.  Những ch ất đơ n giản nhất trong dãy đồng đẳng của benzen là ch ất lỏng, những đồng đẳng cao h ơ n là chất rắn.  Benzen đượ c dùng làm nguyên li ệu đầu để đ iều chế thuốc nhuộm, thuốc chữa bệnh, sợ i tổng


Page 107 of 166

hợ p, p, chất dẻo, phenol, nitrobenzen, anilin. Benzen là m ột trong những dung môi h ữu cơ tốt nhất. 3. Tính chất hoá học của benzen. Benzen vừa tham gia phản ứ ng ng thế vừa tham gia phản ứ ng ng cộng, trong đó phản ứng thế đặ c trưng hơ n, n, chứng tỏ nhân benzen r ất bền. Đặc điểm đó của benzen g ọi chung là tính thơ m. a) Phản ứ ng ng thế : Dễ dàng h ơ n hiđrocacbon no m ạch hở . ng có vỏ bào s ắt xúc tác:  V ớ ớ i halogen nguyên ch ất (Cl2, Br2) phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thườ ng (brombenzen) ng benzen không làm mấ t màu nướ c brom. Chú ý : Bình thườ ng ng nitro hoá : Vớ i HNO3 bốc khói, có m ặt H2SO4 đặc, đun nóng nh ẹ.  Phản ứ ng

ng vớ i H 2SO4 đặ c  Phản ứ ng ng vớ i d ẫ  Phản ứ ng ẫ n xuấ t halogen

b) Phản ứ ng ng cộng: Khó xảy ra hơ n hiđrocacbon ch ưa no, m ạch hở . ro  C ộng h ợ p hiđ ro

 Cộng h ợ p clo và brom 4. Tính chất hoá học của các đồng đẳng benzen a) Phản ứ ng ng thế  Thế trên nhân benzen . Phản ứng th ế trên nhân benzen c ủa các đồng đẳng ph ụ thuộc vào ảnh hưở ng ng của nhóm thế có sẵn đối vớ i nhân benzen. Ng ườ i ta chia thành 2 lo ại. + Nhóm thế là nhóm đẩ y electron: Khi trên nhân benzen đã có nhóm thế đẩ y electron như  NH2,  NR,  OH,  OCH 3, gốc ankyl  R, … (+C, +H) làm m ật độ electron ở các v ị trí ortho và para t ăng, do đó phản ứng thế xảy ra dễ hơ n (định hướ ng ng th ế vào v ị trí o, p). Ví d ụ phân tử toluen C6H5  CH3

+ Nhóm thế là nhóm hút electron Khi trên nhân benzen có nhóm th ế hút electron như  NO2,  SO3H,  COOH,  CHO… (


Page 108 of 166

C) làm giảm mật độ electron ở vị trí meta có tr ội hơ n (định hướ ng ng thế vào v ị trí m). Ví d ụ ở phân tử C6H5  NO 2

Sau đây là ph ản ứng th ế của Br2 ứng vớ i 2 trườ ng ng hợ p trên.

 Thế trên gố c ankyl: Vớ i halogen x ảy ra khi chiếu sáng không có xúc tác. b) Phản ứ ng ng oxi hoá : Các chất oxi hoá m ạnh (như KMnO4) oxi hoá nguyên t ử C của mạch nhánh đính trực tiếp vớ i nhân benzen:

5. Điều chế a) Điề u chế benzen  Chưng cất nhựa than đá.  Từ axetilen:

 Từ xiclohexan.  Từ n - hexan. b) Điề u chế các hi đ rocacbon rocacbon thơ m khác


Page 109 of 166

Giớ i thiệu một số hiđrocacbon thơ m

a) Tuloen C6H5  CH3: là chất lỏng (nhiệt độ sôi = 111oC), có mùi giống benzen, không tan trong nướ c, tan trong m ột số dung môi hữu cơ . b) Etylbenzen C6H5  CH2  CH3 là chất lỏng không màu, có mùi gi ống benzen (nhi ệt độ sôi = 136oC), ít tan trong nướ c. Ngoài các tính ch ất của hiđrocacbon th ơ m còn có ph ản ứng tách H2:

c) Stiren C6H5  CH = CH2 là chất lỏng (nhi ệt độ sôi = 145oC). Ít tan trong nướ c, tan nhiều trong rượ u, ete, xeton. Dễ tham gia phản ứng cộng ở nối đôi của mạch nhánh. Phản ứng trùng hợ p xảy ra rất dễ dàng khi có m ặt chất xúc tác:

Polistiren là chất rắn trong suốt, dễ gia công nhi ệt, dùng làm vật li ệu đi ện, dụng cụ gia đ ì nh.

Stiren đồng trùng hợ p vớ i butađien tạo thành cao su butađ ien  stiren. d) Xilen C6H4(CH)3 : có 3 d ạng.

e) Hiđ rocacbon th ơ m có nhiề u vòng benzen.  Điphenyl C6H5  C6H5 : ch ất rắn, tan trong r ượ u, ete.  Naphtalen C 10H8:

Chất rắn  Antraxen C14H10

Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon no


Page 110 of 166

1. Cấu tạo

 Do độ âm điện của nguyên tử halogen (X) l ớ n nên mối liên kết C-X bị phân cực đáng k ể và nguyên tử X linh động dễ tham gia phản ứng. Theo chiều từ Cl Br  I độ linh động của nguyên tử X trong phân tử dẫn xuất tăng lên.  Cách gọi tên: Theo danh pháp thế. Ví d ụ

2. Tính chất vật lý

 Ba chất CH3Cl, CH3Br, C2H5Cl là ch ất khí. Các ch ất khác là ch ất lỏng, rắn. Đều không màu.  Không tan trong n ướ c, dễ tan trong các dung môi h ữu cơ . 3. Tính chất hoá học a) Phản ứ ng thu ỷ phân trong môi tr ườ ng kiề m:

b) Phản ứ ng tách HX :

c) Tác d ụng vớ i NH 3


Page 111 of 166

d) Tác d ụng vớ i Na

4. Điều chế

 Phản ứng thế của halogen vào hi đrocacbon no.  Phản ứng cộng HX vào hi đrocacbon ch ưa no.  Phản ứng giữa HX và r ượ u (có H2SO4 đ) 5. Giớ i thiệu một số chất a) CH 2Cl  CH 2Cl (đicloetan) là ch ất lỏng, dùng để hoà tan nhựa, chất béo. b) CHCl3 (clorofom) là ch ất lỏng, dùng làm dung môi, gây mê. c) CCl4 (tetraclorua cacbon) là ch ất lỏng, dùng làm dung môi hoà tan cao su, ch ất béo, d ầu mỡ . d) Freon - 12 (CCl2F2) là chất khí, không màu, không mùi, không cháy, không độc. Dùng làm chất sinh hàn trong máy l ạnh. Tuy vậy, nó có nh ượ c điểm lớ n là phá hu ỷ tầng ozon bảo vệ Trái Đất, cho nên ng ườ i ta đang tìm cách h ạn chế sản xuất và sử dụng nó. Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon chư a no 1. Cấu tạo phân tử  Nguyên tử X (halogen) có th ể đ ính vào C ở nối đôi ho ặc ở nguyên tử C khác. Ví d ụ, ứng v ớ i CTPT C3H5Cl có 3 ch ất.

và CH2 = CH  CH2  Cl  Có liên kết bội (đôi ho ặc ba) trong phân t ử. 2. Tính chất hoá học Phản ứng cộng và phản ứng trùng hợ p:

3. Phản ứng trao đổi của nguyên t ử halogen


Page 112 of 166

Nguyên tử X linh động và dễ tham gia phản ứng trao đổi - dễ bị thu ỷ phân khi có m ặt kiềm.

Nguồn hiđrocacbon trong thiên nhiên

Trong thiên nhiên có ba ngu ồn cung cấp hiđrocacbon là: khí thiên nhiên, d ầu mỏ và than đá. Khí thiên nhiên

 Thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên là metan (90 - 98%), còn l ại là eta, propan, butan và một số đồ ng đẳng cao h ơ n, ngoài ra còn m ột lượ ng nh ỏ H2S, N 2,…  Ứ ng d ụng: * Dùng làm nhiên li ệu * Dùng làm nguyên li ệu hoá học để đ iều chế hiđro, axetilen, cao su nhân t ạo, chất dẻo, nhiều chất tổng hợ p khác. Ví d ụ: Từ axetilen có th ể tổng h ợ p nhiều chất khác. Dầu mỏ 1. Thành phần của dầu mỏ.  Dầu mỏ là chất lỏng đặc sánh, màu nâu s ẫm, có mùi đặc trưng, nhẹ hơ n nướ c. Dầu mỏ nằm trong những túi dầu sâu ở dướ i đất.  Dầu mỏ là hỗn hợ p hiđrocacbon có th ể thuộc các lo ại: no mạch hở , vòng no, thơ m. Ngoài ra, còn chứa những lượ ng nhỏ các chất hữu cơ khác trong phân t ử có O, N, S…  Trong dầu mỏ thành phần hiđrocacbon lỏng là chủ yếu, có hoà tan hi đrocacbon khí và r ắn. 2. Các sản phẩm ch ưng cất dầu mỏ a) Sản phẩ m nhẹ của d ầu mỏ gồm:  Khi chưng cất phân đoạn dầu mỏ thu đượ c các s ản ph ẩm nhẹ ghi ở bảng sau: Tên phân Số C trong Ứ ng dụng Nhiệt độ sôi, oC đoạ n phân tử C1 - C 4 Khí < 40 Nhiên liệu, nguyên liệu THHC. C5 - C11 Xăng nh ẹ 40 - 200 Nhiên liệu, dung môi C8 - C11 Ligorin 120 - 240 Nhiên liệu, dung môi C12 - C18 Dầu thắp 150 - 310 Nhiên li ệu , thắp sáng C15  Dầu nặng 300 - 450 Nhiên liệu, động cơ đ iezen  Phần còn lại của dầu mỏ sau khi chưng cất sản phẩm nhẹ gọi là mazut . Chưng phân đoạn mazut thu đượ c: + Dầu nhờ n: để bôi trơ n. + Vazơ lin: để bôi máy.


Page 113 of 166

+ Parafin: để làm nến thắp sáng. + Cuối cùng là hắ c ín dùng để làm nhựa rải đườ ng. b) Crackinh d ầu mỏ Crackinh là quá trình "b ẻ gãy" phân t ử hiđrocacbon m ạch dài (b ằng nhiệt và bằng xúc tác) thành các hi đrocacbon m ạch ngắn hơ n. Ví d ụ:

Có 2 phươ ng pháp crackinh  Crackinh bằ ng nhi ệt : Thực hiện ở 500 - 600 oC, áp suất vài chục atm. Xăng thu đượ c theo phươ ng pháp này ch ứa nhiều anken.  Crackinh bằ ng xúc tác : Thực hiện ở nhiệt độ thấp hơ n, chất xúc tác th ườ ng dùng là nhôm silicat. Xăng thu đượ c bằng phươ ng pháp crackinh này có ch ất lượ ng cao vì ch ứa nhiều ankan m ạch nhánh, xicloanken và aren. Than đá

Khi nung nóng than đá lên kho ảng 1000o C trong điều kiện không có không khí, các h ợ p chất hữu cơ lẫn trong than bay ra, còn l ại than cốc. Hơ i bay ra khi ch ưng than đá đượ c ngưng tụ và phân tách thành: 1. Khí lò cốc: H2, CH 4, oxit cacbon, NH 3, N2, C2H4,… 2. Nhựa than đá: là chất lỏng nh ớ t, màu thẫm, khi chưng phân đoạn thu đượ c.  Dầu nhẹ (nhi ệt độ sôi < 170oC) chứa hiđrocacbon th ơ m.  Dầu trung (nhiệt độ sôi = 170 - 230 oC) chứa phenol, naphtalen, piri đin  Dầu nặ ng (nhiệt độ sôi = 230 - 270 oC) chứa naphtalen và các đồng đẳng của nó, cresol, …  Dầu antraxen (nhi ệt độ sôi = 270 - 360oC) chứa antraxen, phenantren.  Còn lại (khoảng 60%) là nhự a than đ á, dùng để rải đườ ng, làm vật liệu xây dựng. 3. Nướ c amoniac Hoà tan NH 3 và các mu ối amoni như (NH4)2CO3, NH4Cl, … Công thứ c - cấu tạo - cách gọi tên 1. Công thức tổng quát R(OH)n v ớ i n  1. R là gốc hiđrocacbon Đặc biệt rượ u no, mạch th ẳng, một lần rượ u có CTPT : C nH2n+1OH. 2. Cấu tạo  Nhóm hiđroxyl OH vớ i mối liên kết O - H phân cực đáng kể.  Gốc R có thể là mạch hở no hay chưa no hoặc mạch vòng. Ví d ụ: CH3  OH, CH2 = CH  CH2  OH, C6H5  CH2  OH.  Nhóm OH có th ể đ ính vào nguyên tử C bậc 1, bậc 2, b ậc 3 tạo thành các r ượ u tươ ng ứng bậc 1, bậc 2, bậc 3.


Ví d ụ:

 Rượ u không b ề n khi: + Nhiều nhóm OH cùng đính vào 1 nguyên t ử C. + Nhóm OH đính vào nguyên t ử C có nối đôi. Ví d ụ:

 Hiện t ượ ng đồng phân là do: + Mạch C khác nhau. + Vị trí của các nhóm OH khác nhau. + Ngoài ra rượ u đơ n chức còn đồng phân là ete oxit R  O  R'. Ví d ụ: Chất đơ n giản C3H8O có 3 đồng phân.

3. Cách gọi tên a) Tên thông d ụng: Tên r ượ u = Tên gố c hiđ rocacbon no t ươ ng ứ ng + ic . Ví dụ: CH3  CH2  OH rượ u etylic b) Tên hợ p pháp Tên r ượ u = tên hiđ rocacbon no t ươ ng ứ ng + ol.


Page 114 of 166


Page 115 of 166

 Đối vớ i rượ u no, mạch hở , một lần rượ u CnH2n+1OH : Khi n = 1  12 ; rượ u là chất lỏng, n > 12 là ch ất rắn, nhiệt độ sôi của rượ u cao hơ n của hiđrocacbon no hay d ẫn xuất halogen có KLPT x ấp xỉ vì trong r ượ u có hiện tượ ng liên hợ p phân tử nhờ liên kết H, do đó sự bay hơ i khó kh ăn.

 Tất cả các rượ u đơ n chức đều nhẹ hơ n nướ c.  Ba chất đầu (metanol, etanol, propanol) tan vô h ạn trong n ướ c là do khi hoà tan r ượ u vào nướ c, giữa các phân t ử rượ u và các phân t ử nướ c hình thành liên k ết hiđro:

Sau đó độ tan giảm nhanh khi n t ăng. Tính chất hoá học 1. Tác dụng v ớ i kim loại kiềm. Các ancolat là ch ất rắn, tan nhiều trong rượ u tươ ng ứng, bị thu ỷ phân hoàn toàn. 2. Phản ứng este hoá v ớ i axit hữu cơ và vô cơ

 Các phản ứng este hoá đều thu ận nghịch, không hoàn toàn. Mu ốn phản ứng xảy ra hoàn toàn theo chiều thuận phải dùng H 2SO4 đặc để hút nướ c.  Phân biệt : Rượ u bậc 1: phản ứng chậm, không hoàn toàn. Rượ u bậc 2: phản ứng rất chậm. Rượ u bậc 3: gần như không xảy ra phản ứng. 3. Phản ứng tách n ướ c  Tạo ete:

 Tạo olefin:

4. Phản ứng tách hi đro: Cho hơ i rượ u qua bột Cu hay bột Fe nung nóng. Rượ u bậc 1  anđehit.


Rượ u bậc 2  xeton.

5. Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn (êm dịu)

6. Riêng rượ u etylic b ị lên men giấm.

Điều chế 1. Thuỷ phân este và d ẫn xuất halogen

2. Cộng H2O vào anken

3. Khử anđehit và xeton

4. Cho glucozơ lên men đượ c rượ u etylic Giớ i thiệu một số rượ u một lần rượ u

Page 116 of 166


Page 117 of 166

1. Rượ u metylic CH 3OH  Là chất lỏng, không màu, nh ẹ hơ n nướ c, tan vô hạn trong nướ c, có mùi đặc trưng, nhiệt độ sôi = 65oC.  Rất độc: uống ph ải dễ mù, uống nhiều dễ chết.  Dùng để đ iều chế anđehit fomic, tổng hợ p chất dẻo, làm dung môi.  Điều chế: + Tổng hợ p trực tiếp:

+ Bằng cách ch ưng g ỗ 2. Rượ u etylic CH3  CH2  OH

 Là chất lỏng, nhẹ hơ n nướ c, tan vô hạn trong n ướ c, có mùi th ơ m, nhiệt độ sôi = 78oC.  Có ứng dụng rất lớ n trong thực tế: Để chế tạo cao su và m ột số chất hữu cơ tổng hợ p khác như este, axit axetic, ete… Để làm dung môi hoà tan vecni, d ượ c phẩm, nướ c hoa. 3. Rượ u butylic C4H9OH Có 4 đồng phân là nh ững chất lỏng, ít tan trong n ướ c hơ n 3 chất đầu dãy đồng đẳng. Có mùi đặc trưng. 4. Rượ u antylic CH2 = CH  CH2OH  Là chất lỏng không màu, mùi x ốc, nhiệt độ sôi = 97oC  Đượ c dùng để sản xuất chất dẻo.  Khi oxi hoá ở chỗ nối đôi tạo thành glixerin:

 Điề u chế đi từ propilen

Rượ u nhiều lần rượ u

1. Phản ứng đặc trưng Do có nhiều nhóm OH trong phân t ử nên độ phân c ực của các nhóm O - H tăng, nguyên tử H ở đ ây linh động hơ n so vớ i ở rượ u 1 lần rượ u. Do vậy ngoài nh ững tính ch ất chung của rượ u, chúng còn có nh ững tính chất riêng của rượ u nhiều lần rượ u: Điể n hình là ph ản ứ ng hoà tan Cu (OH)2 t ạo thành dung d ịch màu xanh lam .


Page 118 of 166

2. Giớ i thiệu một số rượ u nhiều lần rượ u a) Etylenglicol CH2OH  CH2OH  Là chất lỏng d ạng xiro, không màu, không mùi, có v ị ngọt, độc, tan nhiều trong n ướ c, nhiệt độ sôi = 197oC.  Điề u chế : + Đi từ etilen

 Etylenglicol có th ể trùng ngưng vớ i điaxit tạo thành polime dùng làm s ợ i tổng hợ p b) Glixerin CH2OH  CHOH  CH2OH  Là chất lỏng d ạng xiro, không màu, không mùi, có v ị ngọt, tan nhiều trong nướ c, nhiệt độ sôi = 190oC  Phản ứng este hoá v ớ i HNO 3 (khi có mặt H2SO4đ):

Nitroglixerin là ch ất lỏng như dầu, rất độc, kém bền, khi va ch ạm mạnh gây n ổ. Dùng làm thu ốc nổ đ iamit  Điề u chế : + Xà phòng hoá ch ất béo.


Page 119 of 166

+ Lên men glucoz ơ khi có m ặt NaHSO3 + Tổng hợ p từ propilen

 Ứ ng d ụng: + Dùng để sản xuất thuốc nổ nitroglixerin. + Trong sản xuất thực phẩm, dượ c phẩm, hươ ng liệu, thuộc da, vải, mực, kem đánh răng. Cấu tạo phân t ử của phenol Phenol là d ẫn xu ất của hiđrocacbon th ơ m trong đó một hay nhi ều nguyên t ử H của nhân benzen đượ c thay th ế bằng nhóm OH. Ví d ụ:

Ở đ ây chỉ xét một chất tiêu bi ểu là C6H5  OH. Trong phân tử phenol có hiệu ứng liên h ợ p (+C) : Mây electron c ủa cặp e không tham gia liên k ết trong nguyên tử O bị dịch chuy ển về phía nhân benzen: k ết quả làm tăng độ phân cực của liên kết O  H. Nguyên tử H linh động, dễ tách ra làm phenol có tính axit. M ặt khác, do hi ệu ứng liên h ợ p dươ ng (+C) của nhóm OH làm m ật độ e ở các vị trí ortho và para trên nhân benzen t ăng lên, do đó phản ứng thế vào các v ị trí này d ễ hơ n ở benzen.


 Phenol là ch ất tinh thể không màu, nhi ệt độ nóng chảy = 42oC.  Ở nhiệt độ thườ ng, phenol ít tan trong nướ c, khi đun nóng độ tan t ăng lên. ở to > 70 oC tan vô hạn vào nướ c. Phenol tan nhiều trong rượ u, ete, clorofom,…  Phenol độc, có tính sát trùng, làm b ỏng da. Điều chế phenol và ứ ng dụng 1. Tách từ nhựa chưng than đá.


Page 120 of 166

2. Đi từ benzen.

3. Ứ ng dụng Phenol đượ c dùng làm thu ốc sát trùng, diệt nấm mốc, chế tạo thuốc nhu ộm, dượ c phẩm, thuốc diệt cỏ dại, để chế tạo tơ tổng h ợ p (poliamit) và ch ất dẻo (nh ựa bakelit) Rượ u thơ m Công thứ c: C6H5  R  OH. Trong đó R là gốc hiđrocacbon m ạch hở . C6H5  CH2OH C6H5  CH2  CH2OH (rượ u benzylic) (r ượ u phenyletylic) Cả hai đều là chất lỏng, ít tan trong nướ c, tan đượ c trong m ột số dung môi hữu cơ như rượ u etylic, ete, axeton,… Cả 2 đều tham gia ph ản ứng nh ư rượ u no, m ạch hở , bậc nhất một lần rượ u. Ete

1. Công thức  Ete là dẫn xuất của rượ u khi thay th ế H trong nhóm OH bằng một gốc hiđrocacbon. R  O  R'  Tên gọi của ete = Tên hai gố c hiđ rocacbon + ete Gốc R đượ c gọi theo thứ tự chữ cái đầu. Ví d ụ: CH3  O  CH2  CH3 : etyl metyllete. C2H5  O  C2H5 : đietylete. 2. Tính chất  Ete không có nguyên t ử H linh động nên không có ph ản ứng đặc trưng của rượ u. Ete không tác d ụng vớ i nướ c để tạo lại rượ u.  Đimetylete (CH 3  O  CH3) là chất khí (nhi ệt độ sôi = - 23,7oC), ít tan trong nướ c.

 Đietylete là ch ất lỏng, nhiệt độ sôi = 36oC, là dung môi r ất tốt để hoà tan ch ất béo và các chất hữu cơ . Đietylete tinh khiết đượ c dùng làm thu ốc mê trong y h ọc. Công thức - cấu tạo - cách g ọi tên

1. Công thức tổng quát : R(CHO)m, m  1. R có thể là H hoặc gốc hiđrocacbon và đặc biệt có h ợ p chất OHC  CHO trong đó m = 2, R không có.  Anđehit no, m ạch thẳng m ột lần anđehit có CTPT: CnH2n+1  CHO vớ i n  0. 2. Cấu tạo phân tử

 Đồng phân có th ể do: + Mạch C khác nhau.


Page 121 of 166

+ Vị trí các nhóm ch ức. + Đồng phân vớ i xeton và r ượ u chưa no. Ví d ụ: An đehit C3H7  CHO có các đồng phân

3. Cách gọi tên a) Tên thông d ụng: Gọi theo tên axit h ữu cơ tươ ng ứng. Ví d ụ. H  CHO : an đehit fomic. CH3  CHO : anđehit axetic. b) Danh pháp quố c t ế: Thêm đuôi al vào tên hi đrocacbon no t ươ ng ứng (về số C). Ví d ụ. H  CHO : metanal CH3  CHO : etanal. CH2 = CH  CH2  CHO : butenal. Tính chất vật lý

 Nhiệt độ sôi của anđehit th ấp hơ n của rượ u tươ ng ứng vì gi ữa các phân t ử anđehit không có liên kết hiđro.  Độ tan trong nướ c giảm dần khi tăng số nguyên tử C trong phân t ử. Tính chất hoá học 1. Phản ứng oxi hoá

a) Phản ứ ng tráng gươ ng: Tác dụng vớ i AgNO3 trong NH 3. b) Phản ứ ng vớ i Cu(OH)2 và nướ c feling:

(màu đỏ gạch) (nướ c feling) Các phản ứ ng này là các ph ản ứ ng đặ c tr ưn g để nhận biế t anđ ehit . c) V ới oxi không khí có muối Mn2+ xúc tác:


Page 122 of 166

2. Phản ứng cộng a) C ộng hợ p H 2: Phản ứng kh ử anđehit thành r ượ u bậc nhất. b) C ộng hợ p HX :

3. Phản ứng trùng h ợ p anđehit: Có nhiều dạng. * Tạo polime:

4. Phản ứng trùng ngưng : Giữa anđehit fomic và phenol t ạo thành polime phenolfoman đehit. 5. Nếu gốc R chưa no, anđehit d ễ dàng tham gia ph ản ứng cộng và ph ản ứng trùng hợ p. Ví d ụ (Phản ứng cộng ở đ ây trái vớ i quy t ắ c Maccôpnhicôp ). Điều chế

 Tách H2 khỏi rượ u bậc nhất.  Oxi hoá êm d ịu rượ u bậc nhất.  Hợ p nướ c vào axetilen đượ c anđehit axetic.  Thuỷ phân dẫn xuất thế 2 lần halogen: Giớ i thiệu một số anđehit

1. Fomanđehit HCHO  Là chất khí, có mùi xốc, tan nhiều trong n ướ c.  Dung dịch 37  40% gọi là fomon dùng nhiều trong y h ọc.  Điều chế: Trực tiếp từ CH4.


Page 123 of 166

 Foman đehit đượ c dùng làm ch ất sát trùng, chế tạo nhựa phenolfoman đehit. 2. Anđehit axetic CH3  CHO

 Là chất lỏng, tan nhi ều trong nướ c, nhiệt độ sôi = 52,4oC, bị oxi hoá thành axit acrilic, b ị khử thành rượ u anlylic.  Điều chế bằng cách tách n ướ c khỏi glixerin.

Cấu tạo

Trong đó R, R' là những gốc hiđrocacbon có th ể giống ho ặc khác nhau. Ví d ụ.


 Axeton là ch ất lỏng, các xeton khác là ch ất rắn, thườ ng có mùi th ơ m.  Axeton tan vô h ạn trong n ướ c, các xeton khác có độ tan giảm dần khi mạch C tăng.  Axeton dùng làm dung môi và nguyên li ệu dầu để tổng hợ p một số chất hữu cơ . Tính chất hoá học Khả năng phản ứng kém anđehit 1. Khó bị oxi hoá. Không có phản ứng tráng gươ ng và không có ph ản ứng vớ i Cu(OH)2. Khi oxi hoá mạnh thì đứt mạch cacbon.

2. Phản ứng cộng  Khử bằng H 2 thành r ượ u bậc 2.

Điều chế  Tách H2 khỏi rượ u bậc 2:

 Oxi hoá rượ u bậc 2.  Thủy phân dẫn xuất thế 2 lần halogen:


Page 124 of 166

 Cộng n ướ c vào đồng đẳng của axetilen Công thức - cấu tạo - cách g ọi tên

1. Công thức. Axit hữ u cơ (còn gọi là axit cacboxylic là nh ữ ng hợ p chấ t có một hay nhi ề u nhóm cacboxyl (  COOH) liên k ế t vớ i nguyên t ử C hoặ c H . Công thứ c t ổ ng quát : R(COOH)n R có thể là H hay g ốc hiđrocacbon.  R = O, n = 2  axit oxalic: HOOC  COOH  Nếu R là gốc hiđrocacbon ch ưa no, ta có axit ch ưa no.  Nếu R có nhóm ch ức khác ch ứa axit, ta có axit t ạp chức. Axit no một lần axit có công th ức tổng quát. 2. Cấu tạo

Do nguyên tử O hút mạnh cặp electron liên k ết của liên kết đôi C = O đã làm tăng độ phân cực của liên kết O  H. Nguyên tử H trở nên linh động, dễ tách ra. Do v ậy tính axit ở đây thể hiện mạnh hơ n nhiều so vớ i phenol.

b) Ả nh hưở ng của gố c R đế n nhóm - COOH : + N ế u R là gố c ankyl có hi ệu ứng cảm ứng +I (đẩy electron) thì làm gi ảm tính axit. Gốc R càng l ớ n hay bậc càng cao. +I càng l ớ n, thì tính axit càng y ế u. Ví d ụ: Tính axit giảm dần trong dãy sau.

+ N ế u trong g ố c R có nhóm th ế gây hi ệu ứ ng cảm ứ ng  I (như F > Cl > Br > I hay NO2 > F > Cl > OH) thì làm t ăng tính axit. Ví d ụ: Tính axit tăng theo dãy sau.

+ N ế u trong g ố c R có liên k ết bội Ví d ụ:

+ N ế u có 2 nhóm  COOH trong 1 phân t ử, do ảnh hưở ng lẫn nhau nên cũng làm t ă ng tính axit .


Page 125 of 166

c) Ả nh hưở ng của nhóm  COOH đế n gố c R: Nhóm COOH hút electron gây ra hi ệu ứng I làm cho H đính ở C vị trí  trở nên linh động, dễ bị thế. Ví d ụ:

3. Cách gọi tên a) Tên thông d ụng: Thườ ng bắt nguồn từ tên nguồn nguyên liệu đầu tiên đã dùng để tách đượ c axit. Ví d ụ Axit fomic (axit ki ến), axit axetic (axit gi ấm) b) Danh pháp quố c t ế: Tên axit = Tên hi đ rocacbon t ươ ng ứ ng +oic. CH3  CH2  COOH : propanoic CH2 = CH  CH2  COOH : butenoic. Tính chất vật lý của axit no, mạch hở một lần axit (C nH2n+1

COOH)

 Ba chất đầu dãy đồng đẳng là chất lỏng, có vị chua, tan vô h ạn trong n ướ c, điện li yếu trong dung dịch.  Những ch ất sau là chất lỏng, rồi chất rắn, độ tan gi ảm dần. Nhiệt độ sôi tăng dần theo n.  Giữa các phân t ử axit cũng xảy ra hiện tượ ng liên hợ p phân tử do liên k ết hiđro.

Do đó, axit có nhi ệt độ sôicao hơ n anđ ehit và r ượ u t ươ ng ứ ng Tính chất hoá học 1. Phản ứng ở nhóm chức  COOH a) Trong dung d ịch nướ c điện li ra ion H+ (H3O), làm đỏ giấy quỳ (axit yếu). R càng nhiều C, axit điện li càng yếu. b) Phản ứ ng trung hoà

c) Hoà tan kim lo ại đứ ng tr ướ c H trong dãy Bêkêtôp . d) Đẩ y mạnh axit y ế u hơ n ra khỏi muố i: 2. Phản ứng do nhóm OH c ủa  COOH


Page 126 of 166

a) Phản ứ ng este hoá v ớ i r ượ u:

b) Phản ứng tạo thành halogenua axit:

c) Phản ứ ng hợ p H 2 t ạo thành an đ ehit

d) Phản ứ ng t ạo thành anhi đ rit axit :

e) Phản ứ ng t ạo thành amit và nitril

3. Phản ứng ở gốc R Dễ thế halogen ở vị trí  :

Sau đó tiếp tục thế hết H tạo thành CCl3  COOH. Những dẫn xu ất thế halogen có tính axit mạnh hơ n axit axetic. Điều chế 1. Thuỷ phân este 2. Oxi hoá các hi đrocacbon  Oxi hoá hi đrocacbon no b ằng O2 của không khí v ớ i chất xúc tác (các mu ối Cu2+, Mn2+,

Cr3+,…) ở P = 7  20 atm và đun nóng s ẽ thu đượ c axit béo có t ừ 10 -20 nguyên tử C trong phân t ử. 3. Oxi hoá r ượ u bậc 1 thành an đehit rồi thành axit. 4. Thủy phân dẫn xu ất trihalogen


Page 127 of 166

5. Tổng hợ p qua nitril

Giớ i thiệu một số axit

1. Axit fomic H  COOH  Là chất lỏng, không màu, tan nhi ều trong n ướ c, có mùi x ốc, nhiệt độ sôi = 100,5oC.  Trong phân tử có nhóm ch ức anđehit CHO nên có tính khử mạnh của anđehit. Ví d ụ:

 Axit fomic có trong n ọc kiến, trong một số trái cây, trong mồ hôi động vật.  Điề u chế : có th ể đ iều chế từ CO và NaOH (cho CO đi qua kiềm nóng)

 Axit fomic đượ c dùng làm ch ất khử trong ngành nhu ộm, tổng hợ p các hợ p chất hữu cơ khác. 2. Axit axetic CH3  COOH

 Là chất lỏng, không màu, tan nhi ều trong n ướ c, có mùi chua, x ốc, nhi ệt độ sôi = 118,5oC.  Dung dịch 5  8% là giấm ăn.  Điề u chế : ngoài các ph ươ ng pháp chung, axit axetic còn đượ c điều chế bằng nh ững cách sau. + Đi từ axetilen.

+ Cho rượ u etylic lên men gi ấm. + Chưng khô g ỗ: trong lớ p nướ c có 10% CH 3COOH. Trung hoà b ằng vôi thành (CH3COO) 2Ca. Tách mu ối ra rồi chế hoá b ằng H 2SO4 để thu axit axetic.  Axit axetic đượ c dùng trong công nghi ệp thực phẩm, trong công nghi ệp dượ c phẩm và kỹ nghệ sản xuất chất dẻo và tơ nhân tạo. 3. Axit béo có KLPT l ớ n. Quan trọng nhất là C15H31COOH C17H35COOH (axit panmitic) (axit stearic)  Cả hai đều có cấu tạo mạch thẳng, không phân nhánh.  Là những chất rắn như sáp, không màu.  Không tan trong n ướ c nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ .  Phản ứng v ớ i kiềm và tan trong dung d ịch kiềm.


Page 128 of 166

Muối của các axit này v ớ i Mg và kim lo ại kiềm thổ (Ca, Ba, …) không tan trong n ướ c. Cấu tạo

 Có nối đôi trong g ốc R, do đó có thể có đồng phân hình h ọc. Ví d ụ axit crotonic

 Tính axit mạnh h ơ n so vớ i axit no tươ ng ứng. Tính chất  Phần lớ n các axit ch ưa no là chất lỏng.  Ngoài các ph ản ứng thông thườ ng của axit hữu cơ , các axit ch ưa no còn đượ c đặc trưng bằng. + Phản ứng cộng. + Bị oxi hoá. + Phản ứng trùng h ợ p thành polime. Ví d ụ:

Giớ i thiệu một số axit chư a no

1. Axit acrilic CH2 = CH  COOH  Là chất lỏng không màu, mùi x ốc, tan vô h ạn trong n ướ c, tan nhiều trong rượ u, ete.  Este của axit acrilic dùng để sản xuất chất dẻo.

 Là chất lỏng không màu, tan đượ c trong nướ c, rượ u, ete.  Este của nó vớ i rượ u metylic đượ c trùng hợ p để chế tạo thu ỷ tinh h ữu cơ (plexiglat).


Page 129 of 166

3. Axit sorbic CH3  CH = CH  CH = CH  COOH  Chất tinh thể màu tr ắng, ít tan trong nướ c.  Dùng để bảo quản thực phẩm. 4. Axit oleic

 Là chất lỏng như dầu.  Có trong dầu động, thực vật dướ i dạng este v ớ i glixerin, đặc biệt có tớ i 80% trong d ầu oliu.  Phản ứng v ớ i hiđro tạo thành axit stearic.  Muối oleat c ủa Na, K dùng làm xà phòng gi ặt. Các oleat c ủa Ca, Mg không tan trong n ướ c. Cấu tạo Trong phân tử có 2 nhóm cacboxyl COOH ảnh hưở ng đến nhau làm tính axit t ăng. Hai nhóm COOH cách nhau càng xa, tính axit càng gi ảm. Tính chất vật lý Là những chất tinh thể, tan đượ c trong nướ c, độ tan giảm khi số nguyên tử C t ăng. Tính chất hoá học

 Tính chất axit thể hiện mạnh hơ n so vớ i axit đơ n chức. Trong dung dịch nướ c điện li hai n ấc, nấc 1 mạnh hơ n nấc 2.

 Ngoài những tính chất chung c ủa axit, các đa axit còn tham gia. + Phản ứ ng trùng ng ư ng vớ i đ iamin

+ Phản ứ ng vớ i r ượ u 2 lần r ượ u t ạo thành chuỗ i polieste

Giớ i thiệu một số đ iaxit


Page 130 of 166

1. Axit oxalic HOOC  COOH  Là chất tinh thể, thườ ng ở dạng C 2H2O4 . 2H 2O.  Khi đun nóng d ễ bị mất CO2.

 Dễ bị oxi hoá Axit oxalic đượ c dùng làm ch ất khử và để định phân KMnO 4.  Điề u chế

2. Axit ađipic HOOC  (CH2)4  COOH  Dùng để sản xuất nhựa tổng hợ p (amit), sợ i tổng hợ p (nilon)  Điều chế Oxi hóa xiclohexan (l ấy từ dầu mỏ). Cấu tạo

 Là dẫn xuất của hiđrocacbon th ơ m có nhóm COOH ở mạch nhánh.  Nhân benzen hút electron làm t ăng độ linh động của H trong nhóm COOH, do đó axit thơ m có tính axit m ạnh h ơ n axit no m ạch hở .  Nhóm COOH có tính hút electron, do đó làm tăng tính bền của nhân benzen, làm ph ản ứng thế trên nhân benzen khó h ơ n và thườ ng xảy ra ở vị trí meta. Tính chất  Các axit cacboxylic th ơ m là chất tinh thể, ít tan trong nướ c.  Tính axit : thể hiện mạnh hơ n axit no m ạch hở .  Các axit này c ũng tham gia các ph ản ứng đặc trưng chung cho nhóm COOH.  Phản ứ ng trên nhân benzen :

Giớ i thiệu một số axit thơ m

1. Axit benzoic C6H5  COOH

 Là chất tinh thể hình kim, không màu, nhiệt độ sôi = 122,4oC. Ít tan trong nướ c lạnh, tan nhiều hơ n trong nướ c nóng.  Có tính sát trùng, đượ c dùng trong y h ọc, để bảo qu ản thực phẩm, để tổng hợ p các hợ p chất hữu cơ (thuốc nhuộm)


Page 131 of 166

 Điề u chế : Oxi hoá toluen có xúc tác 2. Axit phtalic C6H4(COOH)2  Thườ ng gặp dạng ortho và para.

 Axit ortho - phtalic là ch ất tinh thể, tan nhiều trong nướ c nóng. Khi đun nóng, không nóng chảy mà bị mất nướ c tạo thành anhiđrit phtalic.

 Điều chế bằng cách oxi hoá naphtalen

3. Axit salixilic HO  C6H4  COOH

 Là chất tinh thể, nhiệt độ nóng chảy = 159 oC, ít tan trong nướ c, tan trong các dung môi h ữu cơ .  Dùng làm thu ốc sát trùng, chế thuốc chữa bệnh, bảo quản thực phẩm. Giớ i thiệu một số axit có nhóm chứ c pha tạp

 Là chất tinh thể không màu, tan nhiều trong n ướ c.  Tính axit m ạnh h ơ n axit axetic (K = 1,48 . 10 4).  Có trong nhiều loại thực vật (củ cải đườ ng, nho), trong quả chưa chín. 2. Axit lactic (  hiđroxi propionic)

 Là chất tinh thể, không màu, hút ẩm mạnh và ch ảy rữa.  Tan nhiều trong nướ c.  Có trong sữa chua, tạo thành khi lên men lactic m ột số chất đườ ng. Ví d ụ.

 Axit lactic đượ c dùng trong công nghi ệp thu ốc nhu ộm (c ầm màu), công nghi ệp thu ộc da, công nghiệp thực phẩm và dượ c phẩm. 3. Axit malic (axit táo)


Page 132 of 166

 Là chất tinh thể, tan nhiều trong nướ c.  Có chứa trong m ột số quả (táo, nho).  Dùng trong công nghi ệp thực phẩm.  Là chất tinh thể, tan nhiều trong nướ c.  Có nhiều trong các lo ại quả, đặc biệt là nho (nên có tên là axit r ượ u vang)  Muối kali - natri tactrat. KOOC CHOH CHOH COONa Hoà tan đượ c Cu(OH)2 t ạo thành dung d ịch Feling, dùng làm thuốc thử anđehit và các hiđratcacbon.

5. Axit limonic hay axit xitric (axit chanh)

 Là chất tinh thể, tan nhiều trong nướ c.  Có nhiều trong chanh và m ột số quả chua khác. Cấu tạo và g ọi tên 1. Công thức  Este là sản phẩ m của phản ứ ng este hoá gi ữ a axit hữ u cơ hoặ c axit vô cơ vớ i r ượ u. Ví d ụ:

 Có thể phân este thành các lo ại Loại 1: Este của axit đơ n chức và rượ u đơ n chức có công th ức cấu tạo chung Gốc R và R' có thể giống nhau,hoặc khác nhau, có th ể là gốc hiđrocacbon no ho ặc không no Nếu R và R' đều là gốc no mạch hở thì CTPT chung của este là: CnH2nO2 (n  2) Loại 2: Este của axit đa chức và rượ u đơ n chức. Công thức chung là R - (COOR')n, trong đó R'


Page 133 of 166

là gốc rượ u hoá trị 1. Loại este này có: este trung hoà và este axit . Ví dụ:

đimetyl ađipat metyl hiđroađipat Loại 3: Este của axit đơ n chức và rượ u đa chức. Công thức chung là (R - COO) n - R'. Ví d ụ:

Có những este t ạo thành b ở i nhiều gốc axit khác nhau. Ví dụ:

2. Tên gọi Tên thông thườ ng của este đượ c gọi như sau Tên este = Tên g ố c hiđ rocacbon c ủa r ượ u + tên gố c axit có đ uôi at . Ví d ụ:


 Este của các r ượ u đơ n chức và axit đơ n chức (có số nguyên tử C không lớ n lắm) thườ ng là chất lỏng, dễ bay hơ i, có mùi thơ m dễ chịu của các lo ại hoa quả khác nhau. Nh ững este có KLPT cao th ườ ng là ch ất rắn.  Nhiệt độ sôi của este so v ớ i axit cùng CTPT thấp hơ n vì không có s ự tạo thành liên k ết hiđro.  Các este ít tan trong n ướ c (so vớ i axit và rượ u tạo ra nó), nhưng tan nhi ều trong các dung môi h ữu cơ . Tính chất hoá học 1. Phản ứng thuỷ phân. Ph ản ứng thuận nghịch, muốn phản ứng xảy ra hoàn toàn ph ải thưc hiện trong môi tr ườ ng kiềm: 2. Phản ứng xà phòng hoá (khi đun nóng) vớ i kiềm: 3. Nếu este có gốc axit ch ưa no thì có thể tham gia ph ản ứng cộng và ph ản ứng trùng hợ p giống như hiđrocacbon ch ưa no. Ví d ụ:


Page 134 of 166

Điều chế 1. Thực hiện phản ứng este hoá 2. Từ muối và dẫn xuất halogen của hiđrocacbon 3. Từ halogenua axit và ancolat.

4. Từ anđehit axit và r ượ u

Giớ i thiệu một số este thườ ng gặp

1. Etyl axetat CH3  COO  C2H5

 Là chất lỏng không màu, mùi đặc trưng, nhiệt độ sôi = 77oC.  ít tan trong nướ c. Đượ c dùng làm dung môi cho h ợ p chất cao phân t ử và dùng ch ế tạo sơ n. 2. Isoamyl axetat CH3COOCH2CH2CH (CH3)2  Là chất lỏng không màu, mùi lê, nhi ệt độ sôi = 142oC  Hầu nh ư không tan trong n ướ c.  Dùng làm dung môi và làm ch ất thơ m trong ngành th ực phẩm và hươ ng liệu 3. Este của các lo ại hoa qu ả. Tạo thành mùi th ơ m của các hoa qu ả. Ví dụ Etyl fomiat HCOO  C2H5 : mùi r ượ u rum Amyl fomiat HCOO  C5H11 : mùi anh đào. Etyl butyrat C3H7  COO  C2H5 : mùi mơ Isoamyl butyrat C3H7  COO  C5H11 : mùi dứa. 4. Este của axit acrilic và axit metacrilic

Cả 2 este đều dễ trùng hợ p t ạo thành các polime poliacrilat trong su ốt, không màu. Polimetyl acrilat dùng để sản xu ất màng keo, da nhân t ạo. Polimetyl metacrilat dùng để chế thuỷ tinh hữu cơ có độ trong suốt cao hơ n thu ỷ tinh silicat, cho tia tử ngoại đi qua, chế răng giả, mắt giả.


Page 135 of 166

Thành phần

 Chất béo (nguồn gốc động vật, thực vật) là este của glixerin vớ i axit béo (axit h ữu cơ một lần axit mạch th ẳng, khối lượ ng phân t ử lớ n). Các chất béo đượ c gọi chung là glixerit . Công thức tổng quát c ủa chất béo.

Trong đó R, R', R'' có th ể giống nhau ho ặc khác nhau.

 Một số axit béo th ườ ng g ặp.

Hai axit sau đây có nhi ều nối đôi cũng thườ ng gặp trong d ầu:

 Thườ ng gặp các glixerit pha t ạp. Ví d ụ:

 Trong chất béo, ngoài este c ủa glixerin v ớ i axit béo còn có m ột lượ ng nhỏ axit ở d ạng t ự do đượ c đặc trưng bở i chỉ số axit . Chỉ số axit của một chấ t béo là số miligam KOH c ần thi ế t để trung hoà axit t ự do trong m ột gam chấ t béo . Ví d ụ: Một chất béo có ch ỉ số axit b ằng 9 - Ngh ĩ a là để trung hoà 1 gam ch ất béo cần 9 mg KOH Tính chất vật lý

 Các chất béo thực tế không tan trong n ướ c nhưng tan nhi ều trong rượ u, ete và các dung môi hữu cơ khác.  phụ thuộc thành ph ần axit trong ch ất béo: nếu chất béo chủ yế u t ừ axit no thì ở thể r ắn (mỡ ), chủ yế u t ừ axit chư a no thì ở thể lỏng (d ầu).  Chấ t béo động vật : glixerit của axit no panmitic, stearic nên ở thể rắn.  Chấ t béo thự c vật : glixerit của axit ch ưa no oleic nên ở thể lỏng.


Page 136 of 166

Tính chất hoá học

1. Phản ứng thuỷ phân Chất béo ít tan trong n ướ c nên không b ị thuỷ phân bở i nướ c lạnh hay nướ c sôi. Để thuỷ phân ch ất béo phải đun nóng trong nướ c ở áp suất cao (25atm) để đạt đến nhiệt độ cao (220oC):

Có thể dùng axit vô cơ (axit sunfuric loãng) để tăng tốc độ phản ứng thu ỷ phân. Axit béo không tan trong n ướ c, đượ c tách ra. 2. Phản ứng xà phòng hoá Nấu chất béo vớ i kiềm :

Các muối tạo thành là xà phòng tan trong dung d ịch. Khi thêm NaCl vào h ỗn hợ p phản ứng, xà phòng sẽ nổi lên thành l ớ p, đông đặc. Glixerin tan trong dung d ịch đượ c tách b ằng cách ch ưng phân đoạn. 3. Phản ứng cọng của glixerit ch ưa no, biến dầu thành mỡ . Quan trọng nhất là phản ứng cộng hi đro (sự hiđro hoá) biến glixerit chưa no (dầu) thành glixerit no (mỡ ). Ví d ụ: 4. Các glixerit chưa no dễ bị oxi hoá ở chỗ nối đôi.  Làm mất màu dung dịch KMnO4.  Bị oxi hoá bớ i oxi của không khí. Ứ ng dụng của chất béo Dùng làm thự c phẩ m: khi ăn, nhờ men của dịch tụy, chất béo bị thuỷ phân thành axit béo và glixerin rồi bị hấp thụ qua mao tr ạng ru ột vào bên trong ru ột. Nhờ quá trình tiêu hoá nó bi ến thành năng lượ ng nuôi cơ thể. Thành phần Xà phòng là mu ố i của kim loại kiề m (Na, K) vớ i các axit béo kh ố i lượ ng phân t ử lớ n (có mạch cacbon dài > 12 nguyên t ử C) Các axit béo ch ủ yếu để sản xuất xà phòng là panmitic, stearic, oleic. Xà phòng r ắn là hỗn hợ p muối Na của các axit béo, ch ủ yếu là natri stearat, natri panmiat. Các xà phòng K đều là xà phòng l ỏng. Điều chế xà phòng

1. Hoà tan các axit béo vào dung d ịch kiềm (xôđa)


Page 137 of 166

Các axit béo có th ể đ iều chế từ dầu mỏ bằng cách oxi hoá các parafin có s ố nguyên tử cacbon lớ n hơ n 30 bằng oxi (không khí) có mu ối mangan xúc tác: 2 Đun nóng chất béo vớ i kiềm (xà phòng hoá ch ất béo) Tác d ụng tẩy rử a của xà phòng Phân tử xà phòng g ồm  Một gốc hiđrocacbon m ạch dài (ví dụ C15H31, C17H35, C17H33,…) khó tan trong nướ c nhưng dễ tan trong các dung môi không c ực (nh ư dầu, mỡ ).  Một nhóm phân c ực (là COONa hay COOK) có khả năng điện li thành ion nên d ễ tan trong nướ c,nhưng không tan trong dầu mỡ . Vì vậy xà phòng có tính ch ất đặc biệt là tính hoạt động b ề mặ t. Xà phòng làm gi ảm sức căng b ề mặt của nướ c, làm cho n ướ c dễ thấm ướ t các gi ọt dầu, mỡ và các chất bẩn trên bề mặt. Khi giặt, rửa bằng xà phòng, g ốc R của phân t ử xà phòng bám vào ch ất bẩn, nhóm phân c ực (COONa) chuy ển (hoà tan) ch ất bẩn vào nướ c dướ i dạng nhũ tươ ng hay huyền phù, do đó làm sạch vật giặt, rửa. Mặt khác, xà phòng là mu ối của axit yếu nên phân t ử xà phòng b ị thuỷ phân tạo ra môi trườ ng kiềm giúp cho vi ệc nhũ tươ ng hoá ch ất keo: Trong nướ c cứng xà phòng t ạo thành các mu ối panmiat, oleat, stearat (canxi, magie, s ắt) kết tủa, do đó xà phòng m ất tác dụng tẩy rửa. Các chất tẩy rử a tổng hợ p Ngoài xà phòng th ườ ng, hiện nay ng ườ i ta còn dùng nhi ều loại chất tẩy rửa tổng hợ p khác nhau. Đó cũng là những chất hoạt động bề mặt, thuộc mấy loại sau. 1. Những chất tảy r ửa sinh ion (iongen) Phân tử gồm gốc hiđrocacbon R và nhóm phân c ực. Ngoài lo ại R - COONa, còn có nh ững chất hoạt động bề mặt nhờ ion phức tạp. Ví d ụ:  Các ankyl sunfat: R  O  SO3 Na (R có > 11C)  Các ankyl sunfonat: R  SO3Na, điều chế bằng cách. (R có 10  20 nguyên tử C)  Các ankyl aryl sunfonat: Những ch ất hoạt động bề mặt nhờ cation phức tạp. Ví d ụ : 2. Những chất tẩy r ửa không sinh ion Phân tử chứa g ốc R không phân c ực và các nhóm phân c ực như OH, O (ete). Ví d ụ:


Page 138 of 166

R : có thể có tớ i 18C, n : có thể bằng 6  30 tuỳ theo công d ụng. Các chất tẩy rửa trên v ẫn giữ đượ c tác d ụng tẩy rửa cả trong môi trườ ng axit và n ướ c cứng. Phân loại Gluxit là tên gọi một loại hợ p chất hữu cơ rất phổ biến trong c ơ thể sinh vật  Công thức phân t ử Cn(H2O)m.  Các chất gluxit đượ c phân làm 3 lo ại. a) Monosaccarrit là những gluxit đơ n giản nh ất, không bị thuỷ phân thành nh ững gluxit đơ n giản hơ n. Ví dụ: glucozơ , fructozơ (C6H12O6), ribozơ (C5H10O5) b) Oligosaccarit là những sản phẩm ng ưng tụ từ 2 đến 10 phân t ử monosaccarit v ớ i sự tách bớ t nướ c. Quan trọng nhất là các đisaccarit hay điozơ có công th ức chung C12H22O11. Các đisaccarit này bị thuỷ phân tạo thành 2 phân t ử monosaccarit. Ví d ụ thuỷ phân saccaroz ơ .

c) Polisaccarit là những hợ p chất cao phân t ử. Khi bị thủy phân, polisaccarit t ạo thành một số lớ n phân tử monosaccarit. Ví d ụ: Tinh bột, xenlulozơ , glicogen đều có công th ức chung là (C 6H10O5)n. Monosaccarit

1. Công thức và cấu tạo (C6H12O6)

Monosaccarit là những hợ p chất tạp chức mà trong phân t ử ngoài nhóm còn có nhiều nhóm ch ức OH ở những nguyên t ử cacbon k ế nhau. Nếu nhóm ở dạng an đehit (có nhóm CH = O), ta g ọi monosaccarit là an đozơ , nếu nhóm đó ở dạng xeton, ta có xetoz ơ .

Tuỳ theo số nguyên t ử cacbon trong phân t ử, monosaccarit (an đozơ và xetozơ ) đượ c gọi là triozơ (3C), tetrozơ (4C), pentozơ (5C), hexozơ (6C), heptozơ (7C). Những monosaccarit quan trọng đều là hexoz ơ và sau đó là pentoz ơ . Ví dụ: glucozơ , frutozơ ,… Ngoài đồng phân cấu tạo (an đozơ và xetozơ ), monossaccarit còn có đồng phân không gian g ọi là đồng phân quang h ọc, mỗi đồng phân không gian l ại có tên riêng. 2. Cấu tạo dạng m ạch hở của glucozơ .  Glucozơ tham gia phản ứng tráng bạc và khử đượ c Cu2+, do vậy phân t ử phải có nhóm ch ức


Page 139 of 166

anđehit ( CH = O).  Glucozơ tác d ụng v ớ i (CH3CO)2O sinh ra pentaeste C 6H7O(OCOCH3)5, chứng tỏ trong phân t ử có 5 nhóm -OH; các nhóm -OH đó có thể tạo phức chất màu xanh lam khi tác d ụng vớ i Cu(OH) 2 (tươ ng tự như glixerin).  Từ các kết quả thực nghi ệm, ngườ i ta thấy rằng glucozơ là m ột pentahiđroxi an đehit có mạch thẳng không phân nhánh.

Do sự phân bố khác nhau c ủa các nhóm OH trong không gian, glucoz ơ có nhiều đồng phân không gian. Glucoz ơ thiên nhiên, đượ c gọi là D-glucozơ (có nhóm OH tại C5 ở bên phải) để phân biệt vớ i một đồng phân điều chế trong phòng thí nghi ệm là L-glucoz ơ (nhóm O đó ở bên trái). Công thức cấu trúc như sau:

3. Cấu trúc dạng mạch vòng c ủa glucoz ơ Ngoài dạng mạch hở , glucozơ còn có các d ạng m ạch vòng 6 c ạnh ho ặc 5 cạnh. Glucozơ vòng 6 cạnh đượ c gọi là glucopiranoz ơ vì vòng này có d ạng của dị vòng piran, còn vòng 5 c ạnh đượ c gọi là glucofuranoz ơ vì có dạng dị vòng furan.

Glucopiranoz ơ bền hơ n rất nhiều so vớ i glucofuranz ơ . 4. Cấu trúc phân t ử fructozơ . Fructoz ơ trong thiên nhiên đượ c gọi là D-fructoz ơ , có công th ức cấu trúc.

5. Tính chất vật lý - trạng thái tự nhiên Monosaccarit là nh ững chất không màu, có v ị ngọt, dễ tan trong nướ c, không tan trong dung môi h ữu cơ , có khả năng làm quay m ặt phẳng ánh sáng phân c ực sang ph ải và hoặc sang trái. Trong thiên nhiên, glucoz ơ có trong hầu hết các bộ phận cơ thể thực vật: rễ, lá, hoa… và nh ất


Page 140 of 166

là trong quả chính. Glucoz ơ cũng có trong c ơ thể ngườ i, động vật. Fructoz ơ ở trạng thái tự do trong quả cây, mật ong. Vị ngọt của mật ong ch ủ yếu do fructoz ơ . 6. Tính chất hoá học a) Phản ứ ng của nhóm an đ ehit  CH = O  Phản ứ ng oxi hoá nhóm chức anđehit thành nhóm ch ức axit. Khi đó glucozơ trở thành axit gluconic. + Phản ứng tráng g ươ ng.

+ Phản ứng vớ i Cu(OH)2 (trong môi trườ ng kiềm)

(màu đỏ gạch) + Phản ứng oxi hoá trong môi trườ ng trung tính và axit, ví d ụ bằng HOBr: + Phản ứng khử nhóm -CHO tạo ra rượ u 6 lần rượ u.

b) Phản ứ ng của các nhóm OH  Phản ứng v ớ i Cu(OH)2 cho dung d ịch màu xanh lam.  Tạo este có ch ứa 5 gốc axit một lần axit. Ví dụ glucoz ơ phản ứng vớ i anhiđrit axetic (CH3CO)2O tạo thành pentaaxetyl glucoz ơ :

c) Phản ứ ng của glucoz ơ d ạng vòng: Nhóm OH ở nguyên tr C1 trong phân t ử glucozơ dạng vòng linh động hơ n các nhóm OH khác nên dễ dàng tạo ete vớ i các phân t ử rượ u khác (ví d ụ vớ i CH3OH) tạo thành glucozit:


Page 141 of 166

d) Phản ứ ng lên men Dướ i tác dụng của các ch ất xúc tác men do vi sinh v ật tiết ra, ch ất đườ ng b ị phân tích thành các s ản phẩm khác. Các ch ất men khác nhau gây ra nh ững quá trình lên men khác nhau. Ví d ụ:  Lên men etylic tạo thành rượ u etylic.

 Lên men butyric tạo thành axit butyric:  Lên men lactic tạo thành axit lactic:  Lên men limonic tạo thành axit limonic:

7. Điều chế a) Quá trình quang h ợ p của cây xanh d ướ i tác dụng của bức xạ mặt trờ i, tạo thành glucoz ơ và các monosaccarit khác: b) Thu ỷ phân đ i, polisaccarit có trong thiên nhiên (nh ư saccaroz ơ , tinh bột, xenluloz ơ …) d ướ i tác d ụng của axit vô c ơ hay men.

(glucozơ) (fructoz ơ ) c) Trùng hợ p anđ ehit fomic

Đisaccarit

(glucozơ )

Đisaccarit là loại gluxit ph ức tạp hơ n, khi thuỷ phân cho hai phân t ử monosaccarit. Những monosaccarit tiêu bi ểu và quan tr ọng là saccaroz ơ , mantozơ , lactozơ đề u có công thức phân t ử C12H22O11. 1. Tính chất vật lý Tất cả các đisaccarit đèu là những chất không màu, k ết tinh đượ c và tan tốt trong nướ c. 2. Tính chất hóa học a) Phản ứ ng thu ỷ phân


Page 142 of 166

(Lactoz ơ là đisaccarit có trong s ữa) b) Phản ứ ng của nhóm an đ ehit  Saccaroz ơ không có nhóm ch ức anđehit nên không tham gia ph ản ứng tráng gươ ng và ph ản ứng vớ i Cu(OH)2.  Mantozơ và lactoz ơ khi hoà tan trong dung d ịch chuyển một phần sang d ạng tautome có nhóm chức anđehit nên có ph ản ứng tráng g ươ ng và phản ứng vớ i Cu(OH)2. c) Phản ứ ng vớ i hiđ roxit kim loại (tác dụng vớ i Cu(OH)2) và tham gia ph ản ứng tạo ete và este (phản ứng của rượ u nhiều lần rượ u). 3. Điều chế Các đisaccarit đượ c điều chế từ các nguồn nguyên liệu thiên nhiên. Ví d ụ Saccaroz ơ lấy từ mía, củ cải đườ ng. Saccaroz ơ trong mía tác d ụng v ớ i sữa vôi t ạo thành dung d ịch canxi saccarat trong su ốt. Khi sục CO2 vào dung d ịch canxi saccarat l ại tạo thành saccaroz ơ : Mantoz ơ là ch ất đườ ng ch ủ yếu trong mạch nha ( đườ ng mạch nha). Nó là s ản phẩm của sự thuỷ phân tinh b ột. Lactoz ơ có trong s ữa ngườ i, động vật (vì vậy còn có tên là đườ ng sữa). Ngoài ra cũng tìm th ấy có lactoz ơ trong thực vật. Polisaccarit

Polisaccarit là nh ững gluxit đượ c cấu thành bở i nhiều đơ n vị monosaccarit n ối vớ i nhau bằng những liên kết glicozit. Nh ững polisaccarit thườ ng gặp: tinh b ột, xenlulozơ ,… 1. Tinh bột (C6H10O5)n a) C ấu t ạo: Tinh bột là hỗn hợ p các polisaccarit (C 6H10O5)n, khác nhau v ề số n và cấu trúc của chuỗi polime. Tinh b ột có trong c ủ và hạt nhiều loại cây. Các phân t ử tinh bột gồm 2 loại:  Loại amilozơ cấu tạo từ chuỗi polime không phân nhánh g ồm các m ắt xích - glucozơ mạch vòng vớ i n vào kho ảng 200  400 và có khi t ớ i 1000. Giữa 2 mắt xích là một cầu oxi nối nguyên tử C1 của gốc thứ 1 vớ i nguyên t ử C4 của gốc thứ 2. Cầu oxi này đượ c gọi là liên kết -1, 4 glicozit.

 Loại amilopectin : Chuỗi polime có s ự phân nhánh, h ệ số n từ 600 - 6000. Sự hình thành mạch nhánh là do liên k ết  - 1,6 glicozit, đượ c biểu diễn như sau:


Page 143 of 166

Tỷ lệ amiloz ơ và amilopectin thay đổi tuỳ theo từng lo ại tinh bột, amilozơ thườ ng chiếm 20% và amilopectin chi ếm khoảng 80%. b) Tính chấ t vật lý : Tinh bột cấu tạo từ những h ạt nhỏ có hình d ạng và kích th ướ c khác nhau, ph ần ngoài của hạt tinh b ột cấu tạo từ amilopectin, ph ần bên trong c ấu tạo từ amiloz ơ . Các hạt tinh bột không tan trong nướ c l ạnh. Trong nướ c nóng hạt bị phồng lên rồi vỡ thành dung dịch keo g ọi là hồ tinh b ột. c) Tính chấ t hoá học:  Hồ tinh bột + dung dịch iot  dung dịch màu xanh.  Tinh bột không tham gia các ph ản ứng khử (phản ứng tráng g ươ ng và vớ i Cu2+) vì trong phân t ử không có ch ức anđehit.  Phản ứng thu ỷ phân tinh b ột thành glucoz ơ xảy ra khi đun nóng v ớ i xúc tác axit vô c ơ loãng hoặc nhờ các enzim, ph ươ ng trình tổng quát:

Ở giai đoạn trung gian có th ể sinh ra các đextrin (C6H10O5)x (x < n) và mantozơ . Quá trình thuỷ phân diễn ra theo s ơ đồ sau: d) Sự t ạo thành tinh b ột t ừ CO2 và H 2O: Năng lượ ng mặt trờ i đượ c lá cây hấp thụ, chuyển qua các s ắc tố: clorofin (màu xanh l ục), carotin (màu da cam), xantofin (màu vàng) và dùng để thực hiện quá trình quang hợ p.

(glucozơ ) (tinh b ột) e) Ứ ng dụng của tinh bột  Làm lươ ng thực cho ng ườ i và động v ật.  Điều chế glucoz ơ .  Điều chế mạch nha.  Điều chế rượ u etylic


Page 144 of 166

 Hồ vải. 2. Xenluloz ơ (C6H10O5)n a) C ấu t ạo phân t ử: Khác vớ i tinh bột, cấu tạo phân tử của xenluloz ơ có nh ững đặc điểm sau:  n rất lớ n ( từ 6000  12000 ).  Chuỗi polime của xenlulozơ là mạch th ẳng không phân nhán, vì v ậy nó tạo thành sợ i (sợ i bông, sợ i gai, sợ i đay…) trong đó các chu ỗi polime đượ c xếp theo cùng m ột phươ ng và xuất hiện lực tươ ng tác giữa các chu ỗi đó.  Mỗi mắt xích (1 m ắt xích glucozơ ) có 3 nhóm OH, trong đó 1 nhóm chức rượ u bậc 1 và 2 nhóm chức rượ u bậc 2. Để nhấn mạnh đặc điểm này, ngườ i ta thườ ng viết công thức phân t ử của xenluloz ơ như sau:

b) Tính chấ t vật lý Xenluloz ơ là ch ất rắn, không mùi, không có vị, có dạng sợ i, có tính thấm nướ c. Xenluloz ơ không tan trong n ướ c, ete, r ượ u nhưng tan trong m ột số dung môi đặc biệt như dung dịch Sveze g ồm Cu(OH) 2 trong NH3 đặc, dung dịch H2SO4 đặc. c) Tính chất hoá học:  Bền hơ n tinh bột (không t ạo màu xanh v ớ i iot)  T ạo thành este

Trinitroxenluloz ơ là ch ất nổ mạnh, đượ c dùng làm thu ốc súng không khói. Khi este hoá không hoàn toàn s ẽ thu đượ c mono, đinitroxenluloz ơ dùng để chế sơ n, làm phim, keo dán,…  Phản ứ ng t ạo thành xenluloz ơ đ iaxetat và xenluloz ơ triaxetat .

Các chất trên đượ c điều chế bằng ph ản ứng giữa xenlulozơ và anhi đrit axetic có H 2SO4 xúc tác: Xenluloz ơ axetat không d ễ cháy như xenluloz ơ nitrat, đượ c dùng để chế tơ nhân tạo, đồ nhựa, sơ n.  Khi chế hoá vớ i kiề m đặ c (NaOH) xenluloz ơ bị phồng lên thành xenluloz ơ kiềm là sản phẩm thế không hoàn toàn.


Page 145 of 166

Xenluloz ơ kiềm khi chế hoá vớ i CS2 tạo thành xenluloz ơ xantogenat

Xenluloz ơ xantogenat hoà tan trong dung d ịch kiềm loãng thành dung d ịch rất nhớ t gọi là visco. Khi ép để visco chảy qua lỗ nhỏ vào dung d ịch axit s ẽ thu đượ c sợ i xenlulozơ hiđrat, đó là tơ visco.

 Phản ứ ng thu ỷ phân xenlulozơ . Xenluloz ơ khó b ị thuỷ phân hơ n tinh bột. Phải đun nóng lâu v ớ i axit vô cơ loãng ở áp suất cao, xenluloz ơ thuỷ phân hoàn toàn thu đượ c glucozơ :

(glucoz ơ ) d) Xenluloz ơ trong t ự nhiên - Ứ ng d ụng  Xenluloz ơ có nhiều trong sợ i bông (98%), sợ i đay, gai…Trong g ỗ cớ kho ảng 50% xenluloz ơ .  Xenluloz ơ đượ c dùng để làm gi ấy, làm v ải, sợ i, tơ nhân tạo (ví dụ tơ visco), thuốc súng không khói, ch ất dẻo (xenluloit), sơ n, sản xuất rượ u etylic. Các h ợ p chất nitro

1. Cấu tạo Là dẫn xuất thu đượ c khi thế nguyên tử H trong phân t ử hiđrocacbon b ằng nhóm nitro -NO2. Công thức chung có d ạng R(NO 2)n, vớ i n  1. Trong phân tử của hợ p chất nitro có m ối liên kết trực tiếp giữa 2 nguyên t ử C - N và nguyên t ử N có hoá tr ị IV. Công thức cấu tạo đượ c biểu diễn:

Ví d ụ:


Page 146 of 166

2. Tính chất vật lý Các hợ p chất nitro là nh ững ch ất rắn hoặc lỏng, ít tan trong n ướ c. 3. Tính chất hoá học a) Nhiều hợ p chất nitro kém b ền, khi đun nóng hoặc va chạm có thể bị phân tích và t ự bốc cháy, ph ản ứng cháy không c ần oxi ngoài.

Do đó nhiều chất đượ c dùng làm thu ốc nổ, thuốc súng nh ư đ iamit (nitroglixerin), TNT (trinitroluen). b) Khi bị khử bở i hiđro mớ i sinh thì bi ến thành amin. Ví d ụ:

4. Điều chế Các hợ p chất nitro đượ c điều chế bằng phản ứng nitro hoá các hi đrocacbon.

 Các hiđrocacbon no m ạch hở :


Page 147 of 166

 Các hiđrocacbon th ơ m:

Amin

1. Cấu tạo Amin là d ẫn xuấ t của NH 3 khi thay th ế một hay nhi ề u nguyên t ử H bằ ng gố c hiđ rocacbon .

Cũng có thể xem amin như d ẫ n xuấ t của hiđ rocacbon khi thay th ế nguyên t ử H bằ ng nhóm NH 2.

 Phân loại: bậc của amin:

Tùy theo s ố nhóm NH2 ta có monoamin, điamin,… Ví d ụ:

 Trong phân tử amin (giống trong phân tử NH3), nguyên tử N có 1 cặp electron không phân chia.

Vì th ế amin có kh ả năng kết hợ p proton (H+), thể hiện tính baz ơ . Nếu R là gốc no m ạch hở , có khuynh hướ ng đẩy electron, làm t ăng điện tích âm ở N, làm tăng khả năng kết hợ p H+, ngh ĩ a là làm tăng tính bazơ . Amin bậc cao có tính baz ơ mạnh hơ n amin b ậc thấ p. Nếu R là nhân benzen, có khuynh h ướ ng hút electron, ng ượ c lại làm gi ảm tính baz ơ của amin


Page 148 of 166

(tính bazơ yếu hơ n NH3) 2. Tính chất vật lý a) Các amin m ạch hở : Nh ững ch ất đơ n giản nh ất (CH3  NH2, C2H5  NH2) là những chất khí, tan nhiều trong nướ c, có mùi đặc trưng giống NH3. Khi khối lượ ng phân tử tăng d ần, các amin chuy ển dần sang l ỏng và rắn, độ tan trong nướ c cũng giảm dần. Ví d ụ.

Chất : Nhiệt độ sôi

CH3CH2, (CH3)2NH, C2H5NH2, C2H4(NH2)2 6,3oC

+6,9oC +16,6oC

+116,5oC

b) Các amin thơ m: là những chất lỏng hoặc chất tinh thể, có nhiệt độ sôi cao, mùi đặc trưng, ít tan trong nướ c. 3. Tính chất hoá học Nói chung amin là nh ững bazơ yếu, có ph ản ứng tươ ng tự NH3. a) Tính bazơ

 Các amin m ạch hở tan đượ c trong n ướ c cho dung d ịch có tính baz ơ .

Do đó làm qu ỳ có màu xanh .

 Anilin (C6H5  NH2) và các amin th ơ m khác do tan ít trong n ướ c, không làm xanh giấy quỳ.  Phản ứ ng vớ i axit t ạo thành muố i.

Các muối của amin là chất tinh thể, tan nhiều trong n ướ c. Khi cho các mu ối này tác d ụng vớ i kiềm mạnh lại giải phóng amin.


Page 149 of 166

b) Các đ iamin : Các điamin có th ể tham gia phản ứng trùng ng ưng vớ i các điaxit tạo thành polime (xem ph ần điaxit) c) Amin thơ m:

 Nhóm NH2 có ảnh h ưở ng hoạt hoá nhân th ơ m và định hướ ng thế vào vị trí o-, p-. Ví d ụ:

 Do ảnh hưở ng của nhóm NH 2, tính bền của nhân benzen gi ảm xuống, dễ bị oxi hoá (ví dụ bằng hỗn hợ p K2Cr2O7 + H2SO4) cho nhi ều sản phẩm khác nhau. Ví d ụ:

4. Điều chế a) Khử hợ p chấ t nitro bằ ng hiđ ro mớ i sinh:

b) Phản ứ ng giữ a NH 3 vớ i R  X (X = Cl, Br, I)

Phản ứng có thể tiếp tục cho amin b ậc cao:

c) Phươ ng pháp Sabatie

5. Giớ i thiệu một số amin


Page 150 of 166

a) Metylamin CH3  NH2 Là chất khí, có mùi gi ống NH 3, tan nhiều trong n ướ c, trong rượ u và ete. b) Etylamin C2H5  NH2 Là chất khí (nhi ệt độ sôi = 16,6oC), tan vô hạn trong nướ c, tan đượ c trong rượ u, ete. c) Hecxametyl đ iamin H2N  (CH2)6  NH2: Là chất tinh thể, nhiệt độ sôi = 42oC.

Đượ c dùng để chế nhựa tổng hợ p poliamit, s ợ i tổng hợ p. d) Anilin C6H5  NH2: Là chất lỏng như dầu, nhiệt độ sôi = 184,4oC. Độc, có mùi đặc trưng. ít tan trong n ướ c nhưng tan t ốt trong axit do t ạo thành mu ối. Để trong không khí b ị oxi hoá có màu vàng r ồi màu nâu. Dùng để sản xuất thuốc nhuộm. e) Toluđ in CH3  C6H4  NH2 Dạng ortho và meta là ch ất lỏng. Dạng para là chất kết tinh.

Điều chế bằng cách khử nitrotoluen.

Amit

Amit có thể đượ c coi là d ẫ n xuấ t của axit cacboxylic khi th ế nhóm OH bằ ng nhóm amin (NH 2) hay các nhóm R  NH, (R)2 N .

 Amit của axit fomic là ch ất lỏng, các amit khác là ch ất rắn.  Amit đượ c điều chế bằng ph ản ứng giữa NH 3 vớ i dẫn xuất thế clo c ủa axit ho ặc vớ i este.


Page 151 of 166

Ví d ụ:

 Amit của axit cacbonic g ọi là cacbamit hay ure:

Ure là ch ất tinh thể, có tính baz ơ yếu (do nhóm NH 2), dễ dàng t ạo mu ối vớ i axit. Ure b ị phân huỷ khi có tác d ụng của các vi sinh v ật trong đất.

Ure đượ c dùng làm phân bón, điều chế chất d ẻo urefoman đehit ( HN  CO  NH  CH2 )n Trong công nghi ệp, ure đượ c điều chế bằng ph ản ứng.

Aminoaxit

1. Cấu tạo: Công thức tổng quát : (NH 2)x  R  (COOH) y Aminoaxit là h ợ p chất hữu cơ tạp chức, có chứa cả nhóm NH2 (baz ơ ) và nhóm -COOH (axit) trong phân t ử. Có thể coi aminoaxit là d ẫ n xuấ t thế NH 2 vào nguyên t ử H ở gố c R của axit cacboxylic , khi đó nhóm NH2 có thể đ ính vào nh ững v ị trí khác nhau ( , , ,…) trên mạch C.




Page 152 of 166

 

 C  C  C  COOH Các aminoaxit có trong các ch ất anbumin tự nhiên đều là -aminoaxit. Có những aminoaxit trong đó số nhóm NH2 và s ố nhóm COOH không b ằng nhau. Tính axit bazơ của aminoaxit tu ỳ thuộc vào số nhóm c ủa mỗi loại. 2. Tính chất vật lý Các aminoaxit đều là những chất tinh thể, nóng chảy ở nhiệt độ tươ ng đối cao đồng th ờ i bị phân huỷ. Phần lớ n đều tan trong nướ c, ít tan trong dung môi h ữu cơ . 3. Tính chất hoá học a) V ừ a có tính axit, v ừ a có tính baz ơ

 Trong dung dịch tự ion hoá thành l ưỡ ng cực:

 Tạo mu ối vớ i cả axit và kiềm:

 Phản ứng este hoá v ớ i rượ u.

b) Phản ứ ng trùng ngư ng t ạo polipeptit

 Trùng ngưng giữa 2 phân tử tạo đipeptit.

 Trùng ngưng tạo ra polipeptit


Page 153 of 166

Các polipeptit th ườ ng gặp trong thiên nhiên (protein) 4. Điều chế. a) Thu ỷ phân các chấ t protein thiên nhiên

b) T ổn g h ợ p

 Từ dẫn xuất halogen của axit.

 Tổng hợ p nhờ vi sinh v ật. 5. Giớ i thiệu một số aminoaxit a) Các aminoaxit thiên nhiên có trong protein

 Glixin: H2N  CH2  COOH

Còn gọi là  - aminoaxit propionic.

Là tinh thể không màu, tan trong nướ c, cho vị chua. Mu ối mononatri glutamat (mì chính) có v ị ngọt c ủa thịt, dùng làm gia v ị.


Page 154 of 166

b) Các aminoaxit d ạng  (nhóm NH2 ở cuối mạch C)

 Axit  - aminocaproic. H2N  (CH2)5  COOH Khi trùng ngưng tạo thành poliamit dùng để chế tạo tơ capron.

 Axit  - aminoenantoic. H2N  (CH2)6  COOH Khi trùng ngưng tạo thành polime để chế tạo sợ i tổng hợ p enan. Protein

1. Thành phần - c ấu tạo

 Thành phần nguyên t ố của protein g ồm có: C, H, O, N, S và c ả P, Fe, I, Cu.  Protein là những polime thiên nhiên c ấu tạo từ các phân t ử aminoaxit trùng ng ưng vớ i nhau.  Sự tạo thành protein từ các aminoaxit x ảy ra theo 3 giai đoạn. + Giai đ oạn 1: Tạo thành chu ỗi polipeptit nhờ sự hình thành các liên k ết peptit. + Giai đ oạn 2: Hình thành c ấu trúc không gian dạng xoắn (nh ư lò xo) của chuỗi polipeptit nhờ các liên kết hiđro giữa nhóm của vòng này v ớ i nhóm  NH  của vòng tiếp theo.

ở dạng xo ắn, gốc R hướ ng ra phía ngoài. + Giai đ oạn 3 các chu ỗi polipeptit ở dạng xoắn cuộn lại thành cuộn nhờ sự hình thành liên kết hoá học giữa các nhóm ch ức còn lại trong gốc aminoaxit c ủa chuỗi polipeptit.


Page 155 of 166

Vớ i cách c ấu tạo như vậy từ hơ n 20 aminoaxit đã tạo thành hàng ngàn ch ất protein khác nhau về thành phần, cấu tạo trong m ỗi cơ thể sinh vật. Mỗi phân t ử protein vớ i cấu hình không gian xác định, vớ i nhóm ch ức bên ngoài hình xo ắn mang nh ững hoạt tính sinh h ọc khác nhau và th ực hiện những ch ức năng khác nhau trong ho ạt động sống của cơ thể. 2. Tính chất: a) Các protein khác nhau t ạo thành nh ữ ng cuộn khác nhau . Có 2 dạng chính.

 Hình s ợ i: như tơ tằm, lông, tóc.  Hình cầu: Nh ư anbumin của lòng trắng trứng, huyết thanh, sữa. b) Tính tan: r ất khác nhau

 Có chất hoàn toàn không tan trong n ướ c (nh ư protein của da, s ừng, tóc…)  Có protein tan đượ c trong n ướ c tạo dung d ịch keo hoặc tan trong dung d ịch muối loãng. Tính tan của một số protein có tính thu ận nghịch: n ếu tăng nồng độ muối thì protein k ết tủa, nếu giảm nồng độ muối protein tan. c) Hiện t ượ ng biế n tính của protein Khi bị đ un nóng hay do tác d ụng của mu ối kim loại nặng hoặc của axit (HNO 3, CH 3COOH), protein bị kết tủa (đông tụ) kèm theo hiện tượ ng bi ến tính. Khi đó, các liên k ết hiđro, liên kết muối amoni, liên kết đisunfua, liên kết este bị phá huỷ và làm m ất hoạt tính sinh h ọc đặc trưng của protein. d) Tính lưỡ ng tính của protein Vì trong phân t ử protein còn có nhóm - NH 2 và - COOH tự do nên có tính baz ơ và tính axit tuỳ thuộc vào số lượ ng nhóm nào chi ếm ưu thế. Trong dung dịch, protein có th ể biến thành ion lưỡ ng cực +H3N - R - COO-. Khi t ổng số đ iện tích dươ ng và điện tích âm c ủa ion lưỡ ng cực bằng không thì protein đượ c gọi là ở trạng thái đẳng điện. e) Thu ỷ phân protein

f) Phản ứ ng có màu của protein


Page 156 of 166

Tươ ng tự peptit và aminoaxit, protein tham gia ph ản ứng cho màu.

 Phản ứ ng biure: Cho protein tác d ụng vớ i muối đồng (CuSO4) trong môi trườ ng kiềm cho màu tím do s ự tạo thành ph ức chất của đồng (II) vớ i hai nhóm peptit.  Phản ứ ng xantoproteinic : Cho HNO 3 đậm đặc vào protein s ẽ xuất hiện màu vàng. Nguyên nhân do ph ản ứng nitro hoá vòng benzen ở các gốc aminoaxit tạo thành các h ợ p chất nitro dạng thơ m có màu vàng. 3. Phân loại protein Gồm 2 nhóm chính: a) Protein đơ n giản: chỉ cấu tạo từ các aminoaxit, khi thu ỷ phân h ầu như không tạo thành các sản phẩm khác. Các protein đơ n giản lại đượ c chia thành nhi ều nhóm nhỏ. Ví dụ:

 Anbumin: Gồm một số protein tan trong n ướ c, không kết tủa bở i dung d ịch NaCl bão hoà nhưng kết tủa bở i (NH4)2SO4 bão hoà. Đông tụ khi đun nóng. Có trong lòng trắng trứng, sữa.  Globulin : Không tan trong n ướ c, tan trong dung d ịch mu ối loãng, đông tụ khi đun nóng. Có trong sữa, trứng.  Prolamin : Không tan trong nướ c, không đông tụ khi đun sôi. Có trong lúa mì,ngô.  Gluein : Protein thực vật tan trong dung d ịch ki ềm loãng. Có trong thóc gạo.  Histon : Tan trong nướ c và dung dịch axit loãng.  Protamin : Là protein đơ n giản nhất. Tan trong nướ c, axit loãng và ki ềm. Không đông t ụ khi đun nóng. b) Các protein ph ứ c t ạ p: Cấu tạo từ protein và các thành ph ần khác không ph ải protein. Khi thuỷ phân, ngoài aminoaxit còn có các thành ph ần khác nh ư hiđratcacbon, axit photphoric. Protein phức tạp đượ c chia thành nhi ều nhóm.

 Photphoprotein : có chứa axit photphoric.  Nucleoprotein : trong thành phần có axit nucleic. Có trong nhân t ế bào động, thực vật.  Chromoprotein : có trong thành phần của máu.  Glucoprotein : trong thành phần có hiđratcacbon.  Lipoprotein : trong thành phần có chất béo.


Page 157 of 166

4. Sự chuyển hoá protein trongg c ơ thể.

 Protein là một thành phần quan trọng nh ất trong thức ăn của ngườ i và động vật để tái tạo các tế bào, các ch ất men, các kích thích t ố, xây dựng tế bào mớ i và cung c ấp năng lượ ng. Khi tiêu hoá, đầu tiên protein b ị thuỷ phân (do tác d ụng của men) thành các polipeptit (trong dạ dày) rồi thành aminoaxit (trong m ật) và đượ c h ấp thụ vào máu r ồi chuyển đến các mô t ế bào của cơ thể. Phần chủ yếu của aminoaxit này l ại đượ c tổng h ợ p thành protein của cơ thể. Một phần khác để tổng hợ p các hợ p chất khác ch ứa nit ơ như axit nucleic, kích thích t ố…M ột phần bị phân huỷ và bị oxi hoá để cung cấp năng lượ ng cho c ơ thể.

 Đồng th ờ i vớ i quá trình tổng hợ p, trong cơ thể luôn xảy ra quá trình phân hu ỷ protein qua các giai đoạn tạo thành polipeptit, aminoaxit r ồi các sản phẩm xa hơ n, như NH3, ure O = C(NH 2) 2 t ạo thành CO2, nướ c…Quá trình tổng hợ p protein tiêu thụ năng lượ ng, quá trình phân hu ỷ protein giải phóng năng lượ ng. 5. Ứ ng dụng của protein

 Dùng làm thức ăn cho ngườ i và động vật.  Dùng trong công nghi ệp dệt, giày dép, làm keo dán.  Một số protein dùng để chế tạo chất dẻo (như cazein c ủa sữa). Định ngh ĩ a:

Nhữ ng hợ p chấ t có khố i lượ ng phân t ử r ất lớ n (thườ ng hàng ngàn, hàng tri ệu đ.v.C) do nhiề u mắ t xích liên k ế t vớ i nhau đượ c gọi là hợ p chấ t cao phân t ử hay polime. Ví d ụ: Cao su thiên nhiên, tinh b ột, xenlulozơ là những polime thiên nhiên. Cao su Buna, polietilen, P.V.C là những polime tổng hợ p. Cấu trúc và phân loại

1. Thành phần hoá học của mạch polime a) Polime mạch cacbon:

 Mạch C bão hoà. Ví d ụ polietilen.


 Mạch C chưa bão hoà. Ví d ụ cao su Buna:

 Polime chứa nguyên t ử halogen thế. Ví dụ P.V.C:

 Rượ u polime. Ví dụ rượ u polivinylic:

 Polime dẫn xuất của rượ u. Ví dụ polivinyl axetat:

 Các polime an đehit và xeton. Ví d ụ poli acrolein.

 Polime của axit cacboxylic. Ví d ụ poliacrilic:

 Polime nitril (có nhóm - C  N). Ví d ụ poliacrilonitril:

 Polime của hiđrocacbon th ơ m. Ví dụ polistiren:

b) Polime d ị mạch: Trên mạch polime có nhi ều loại nguyên t ố.

 Mạch chính có C và O. Ví d ụ poliete (poliglicol):

Page 158 of 166


Page 159 of 166

polieste (polietylenglicol terephtalat)

 Mạch chính có C, N. Ví d ụ polietylen điamin :

 Mạch chính có C, N, O. Ví d ụ poliuretan :

2. Cấu tạo hình h ọc của mạch polime. Các phân t ử polime thiên nhiên và t ổng h ợ p có thể có ba dạng sau. a) Dạng m ạch th ẳ ng dài: Mỗi phân tử polime là một chuỗi mạch thẳng dài, do các m ắt xich polime kết hợ p đều đặn tạo ra. b) Dạng m ạch nhánh: Ngoài m ạch thẳng dài là mạch chính, còn có các m ạch nhánh do các monome kết hợ p tạo thành. c) Dạng m ạch lướ i không gian : Nhiều mạch polime liên kết vớ i nhau theo nhi ều hướ ng khác nhau. Ví dụ trong cao su đã l ưu hóa, trong ch ất dẻo phenolfoman đehit. Tính chất của polime.

1. Tính chất vật lý:

 Là những chất rắn tinh thể hoặc vô định hình tu ỳ thuộc vào tr ật tự sắp xếp các phân t ử polime. Khi các phân t ử polime s ắp xếp hỗn độn tạo thành trạng thái vô định hình.  Hợ p chất polime không có nhi ệt độ nóng chảy xác định. Phần lớ n các polime khi đun nóng thì đều ra rồi chảy nh ớ t. Một số polime bị phân huỷ khi đun nóng.  Phần nhiều polime khó tan trong các dung môi. Có lo ại polime hoàn toàn không tan trong các dung môi. 2. Tính chất hoá học:


Page 160 of 166

Phụ thuộc thành ph ần và cấu tạo của polime.

 Phần lớ n các polime b ền vững hoá học (đối vớ i axit, ki ềm, ch ất oxi hoá). Có ch ất rất bền vớ i nhiệt và hoá ch ất, ví dụ như teflon ( - CF2 - CF2 - )n.  Một số polime kém bền vớ i tác dụng của axit và baz ơ . Ví dụ: Len, tơ tằm, t ơ nilon bị thuỷ phân bở i dung d ịch axit ho ặc kiềm do có nhóm peptit.  Những polime có liên k ết đôi trong phân t ử có th ể tham gia phản ứng cộng. Ví dụ phản ứng lưu hoá cao su. Điều chế polime:

a) Phản ứ ng trùng hợ p: Là quá trình k ế t hợ p nhiề u phân t ử đơ n giản giố ng nhau (monome) thành phân t ử polime, khi đó không có s ự tách b ớ t các phân t ử nhỏ nên thành phần nguyên t ử của polime và monome gi ống nhau. Phân tử monome tham gia ph ản ứng trùng h ợ p phải có liên k ết kép hoặc có vòng không b ề n. Ví d ụ:

 Phản ứng trùng hợ p có thể xảy ra giữa 2 loại monome khác nhau, khi đó gọi là đồng trùng hợ p.

b) Phản ứ ng trùng ngư ng: là ph ản ứ ng t ạo thành polime t ừ các monome, đồng thờ i t ạo ra nhiề u phân t ử nhỏ , đơ n giản như H2O, NH3, HCl,…

Để có thể tham gia ph ản ứng trùng ngưng, các phân t ử monome phải có ít nhất 2 nhóm ch ức có khả năng ph ản ứng ho ặc 2 nguyên tử linh động có thể tách kh ỏi phân t ử monome.  Trùng ngư ng nhữ ng monome cùng lo ại: Ví d ụ:


Page 161 of 166

 Trùng ngư ng giữ a các monome khác nhau : Giữ a đ iamin và đ iaxit:

Giữ a đ iaxit và r ượ u 2 l ần r ượ u:

(tơ lapxan) Ứ ng dụng của polime

1. Chất dẻo a) Định ngh ĩ a: ch ấ t d ẻo là nhữ ng vật liệu polime có tính d ẻo, tức là có khả năng bị biến dạng dướ i tác dụng bên ngoài và gi ữ đượ c biến dạng sau khi ng ừng tác d ụng. b) Thành phần:

 Thành phần cơ bản: là 1 polyme nào đó. Ví dụ thành phần chính c ủa êbônit là cao su, c ủa xenluloit là xenluloz ơ nitrat, của bakelit là phenolfoman đehit.  Chấ t hoá d ẻo: để tăng tính dẻo cho polime, h ạ nhiệt độ chảy và độ nhớ t của polime. Ví dụ đibutylphtalat,…  Chấ t độn: để tiết kiệm nguyên liệu, tăng cườ ng m ột số tính ch ất. Ví d ụ amiăng để tăng tính chịu nhiệt.  Chấ t phụ: chất tạo màu, chất chống oxi hoá, chất gây mùi thơ m. c) Ư u đ iể m của chấ t d ẻo:


Page 162 of 166

 Nhẹ (d = 1,05  1,5). Có loại xốp, r ất nhẹ.  Phần lớ n bền về mặt cơ học, có thể thay th ế kim loại.  Nhiều chất dẻo bền về mặt cơ học.  Cách nhiệt, cách điện, cách âm t ốt.  Nguyên liệu rẻ. d) Giớ i thiệu một số chấ t d ẻo.

 Polietilen (P.E) than đá.

: Điều chế từ etilen lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí

Là chất rắn, h ơ i trong, không cho nướ c và khí thấm qua, cách nhi ệt, cách điện tốt. Dùng bọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám không, làm thi ết bị trong ngành s ản xuất hoá học, sơ n tàu thu ỷ.

 Polivinyl clorua (P.V.C)

Chất bột vô định hình, màu tr ắng, bền vớ i dung d ịch axit và kiềm. Dùng chế da nhân t ạo, vật liệu màng, vật liệu cách điện, sơ n tổng hợ p, áo mưa, đĩ a hát…

 Polivinyl axetat (P.V.A) Điều chế bằng cách : cho

Dùng để chế sơ n, keo dán, da nhân t ạo.

 Polimetyl acrilat

rồi trùng hợ p.


Page 163 of 166

và polimetyl metacrilat

Điều chế bằng cách trùng h ợ p các este t ươ ng ứng. Là những polime r ắn, không màu, trong su ốt. Polimetyl acrilat dùng để sản xu ất các màng, t ấm, làm keo dán, làm da nhân t ạo Polimetyl metacrilat dùng làm thu ỷ tinh hữu c ơ .

 Polistiren

Dùng làm v ật liệu cách điện. Polistiren d ễ pha màu nên đượ c dùng để sản xuất các đồ dùng dân dụng như cúc áo, lươ c…

 Nhự a bakelit : Thành phần chính là phenolfoman đehit. Dùng làm v ật liệu cách điện, chi tiết máy, đồ dùng gia đ ình.

 Êbonit : là cao su rắn có tớ i 25 - 40% lưu huỳnh. Dùng làm ch ất cách điện. : rất bền nhiệt, không cháy, bền vớ i các hoá ch ất. Dùng trong công  Têflon nghiệp hoá ch ất và kỹ thuật điện. 2. Cao su Cao su là nhữ ng vật liệu polime có tính đ àn h ồi, có ứ ng d ụng r ộng rãi trong đờ i số ng và trong k ỹ thuật.

a) Cao su thiên nhiên : đượ c chế hoá từ mủ cây cao su.

 Thành phần và c ấu tạo: là sản phẩm trùng hợ p isopren.


Page 164 of 166

n từ 2000 đến 15000

 Mạch polime uốn khúc, cu ộn lại như lò xo, do đó cao su có tính đàn hồi. Cao su không thấm nướ c, không th ấm không khí, tan trong x ăng, benzen, sunfua cacbon.

 Lư u hoá cao su: Chế hoá cao su v ớ i lưu huỳnh để làm tăng nh ững ưu điểm của cao su nh ư: không bị dính ở nhiệt độ cao, không bị dòn ở nhiệt độ thấp. Lư u hoá nóng : Đung nóng cao su v ớ i lưu hu ỳnh. Lư u hoá lạnh: Chế hoá cao su v ớ i dung d ịch lưu huỳnh trong CS2.

Khi l ưu hóa, nối đôi trong các phân t ử cao su m ở ra và tạo thành nh ững cầu nối giữa các mạch polime nhờ các nguyên t ử lưu huỳnh, do đó hình thành m ạng không gian làm cao su b ền cơ học hơ n, đàn hồi hơ n, khó tan trong dung môi hữu cơ hơ n.

b) Cao su t ổn g hợ p:

 Cao su butađ ien (hay cao su Buna)

Là sản ph ẩm trùng h ợ p buta đien v ớ i xúc tác Na. Cao su butađien kém đàn hồi so vớ i cao su thiên nhiên nh ưng chống bào mòn t ốt hơ n.

 Cao su isopren.

Có cấu tạo tươ ng tự cao su thiên nhiên, là s ản phẩm trùng h ợ p isopren vớ i khoảng 3000.

 Cao su butađ ien - stiren


Page 165 of 166

Có tính đàn hồi và độ bền cao:

 Cao su butađ ien - nitril: sản phẩm trùng hợ p butađien và nitril của axit acrilic.

Do có nhóm C  N nên cao su này r ất bền vớ i dầu, mỡ và các dung môi không c ực. 3. Tơ tổng h ợ p: a) Phân loại t ơ : Tơ đượ c phân thành:

 T ơ thiên nhiên : có ngu ồn gốc từ thực vật (bông, gai, đay…) và từ độ ng vật (len, tơ tằm…)  T ơ hoá học: chia thành 2 lo ại. + T ơ nhân t ạo: thu đượ c từ các sản phẩm polime thiên nhiên có c ấu trúc hỗn độn (ch ủ yếu là xenluloz ơ ) và bằng cách ch ế tạo hoá học ta thu đượ c tơ . + T ơ t ổn g h ợ p: thu đượ c từ các polime t ổng h ợ p. b) T ơ t ổn g hợ p:

 T ơ clorin : là sản phẩm clo hoá không hoàn toàn polivinyl clorua.

Hoà tan vào dung môi axeton sau đó ép cho dung d ịch đi qua lỗ nhỏ vào bể nướ c, polime k ết tủa thành s ợ i tơ . Tơ clorin dùng để dệt thảm, v ải dùng trong y h ọc, kỹ thuât. Tơ clorin rất bền về mặt hoá học, không cháy nh ưng độ bền nhiệt không cao.

 Các loại t ơ poliamit : là sản phẩm trùng ngưng các aminoaxit ho ặc điaxit v ớ i điamin. Trong chuỗi polime có nhiều nhóm amit - HN - CO - : + T ơ capron : là sản phẩm trùng hợ p của caprolactam

So Tay Hoa Hoc Pho Thong

Recommend Documents