Title Bài 20 Sơ lược về kim lại chuyển tiếp dãy thứ nhất.pdf ✅

1 Nguyên tử Cấu hình electron nguyên tử Độ âm điện (theo Pauling) Scandium (Sc) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4s2 1,36 Titanium (Ti) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 1,54 Vanadium (V) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2 1,63 Chromium (Cr) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 1,66 Manganese (Mn) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2 1,55 Sắt (Fe) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 1,83 Cobalt (Co) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d'4s2 1,88 Nickel (Ni) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2 1,91 Đồng (Cu) ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s1 1,90 CHỦ ĐỀ 8. SƠ LƢỢC VỀ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT VÀ PHỨC CHẤT BÀI 20: SƠ LƢỢC VỀ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. KHÁI QUÁT VỀ KIM LOẠI CHUYÊN TIẾP DÃY THỨ NHẤT 1. Đặc điểm cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất  Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 21 (Sc) đến 29 (Cu), thuộc chu kì 4.  Câu hình electron nguyên tử của các nguyên tố trong dãy từ Sc đến Cu có xu hướng xếp đầy electron ở phân lớp 4s và tăng dần so electron ở phân lớp 3d (trừ Cr và Cu).  Nguyên tử của kim loại chuyến tiếp dãy thứ nhất có electron hoá trị ở phân lớp 4s và phân lớp 3d. 2. Số oxi hoá và màu sắc của các ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất  Do có nhiều electron hoá trị, đồng thời có độ âm điện nhỏ nên nguyên tử của nguyên tố kim loại chuyển tiếp thể hiện nhiều số oxi hoá dương khác nhau.  Cation kim loại chuyên tiếp dãy thứ nhất và hợp chất của chúng thường có màu sắc đặc trưng. Nguyên tố Số oxi hóa phổ biến Chromium (Cr) +3, +6 Manganese (Mn) +2, +4, +7 Sắt (Fe) +2, +3 Đồng (Cu) +2 Cr3+ Fe3+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Minh hoạ màu của một số dung dịch của cation kim loại chuyên tiếp dãy thứ nhất trong nước
2 II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP 1. Tính chất vật lí Đơn chất Khối lƣợng riêng (g.cm-3 ) Nhiệt độ nóng chảy ( 0C) Độ cứng Calcium (Ca) 1,54 850 1,7 Scandium (Sc) 2,99 1 540 . 13] Titanium (Ti) 4,54 1 675 6,0 Vanadium (V) 5,96 1 900 7,0 Chromium (Cr) 7,19 1 890 8,5 Manganese (Mn) 7,20 1 240 6,0 Iron (Fe) 7,86 1 535 4,0 Cobalt (Co) 8,90 1 492 5,0 Nickel (Ni) 8,90 1 453 4,0 Đồng (Cu) 8,92 1 083 3,0  Các kim loại chuyển tiếp thường có khối lượng riêng lớn, cứng và khó nóng chảy.  Các kim loại chuyên tiếp dãy thứ nhất có khối lượng riêng, độ cứng và nhiệt độ nóng chảy cao hơn.  Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (trà đồng) có khả năng dân điện thấp hơn. 2. Một số ứng dụng từ tính chất vật lí  Do có độ cứng vừa phải nên đồng dễ gia công tạo các sản phẩm. Vì độ cứng vừa phải và dẫn điện tốt nên đồng được sử dụng làm dây dẫn trong các thiết bị và mạng lưới diện gia dụng.  Nhờ có độ cứng cao đồng thời bền trước tác động của các tác nhân ăn mòn nên chromium được dùng làm lớp bảo vệ chông ăn mòn cho các dụng cụ, máy móc, thiết bị, xe cộ, đồ gia dụng,...  Ứng dụng phố biến của kim loại chuyển tiếp là tạo các hợp kim có các tính chất đáp ứng nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Ví dụ: Hợp kim Fe-Ti không bị gỉ và chịu được nhiệt.
3 B. BÀI TẬP VẬN DỤNG  CÂU HỎI BÀI HỌC Câu hỏi đầu bài (CD-SGK) Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm 9 nguyên tố từ Sc (Z = 21) đến Cu (Z = 29) trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Các nguyên tố này thường thể hiện nhiều trạng thái oxi hoá khác nhau. Chẳng hạn, nguyên tố sắt (Z = 26) có số oxi hoá +2 trong hợp chất FeCl2, có số oxi hoá +3 trong hợp chất FeCl3. a) Vì sao kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường tạo được nhiều hợp chất với các số oxi hoá dương khác nhau? b) Nêu một số tính chất và ứng dụng của đơn chất kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất. Hƣớng dẫn giải a) Nguyên tử của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có electron hóa trị ở cả phân lớp 4s và 3d nên có nhiều electron hóa trị. Đồng thời có độ âm điện nhỏ nên nguyên tử của nguyên tố kim loại chuyển tiếp thể hiện nhiều số oxi hóa dương khác nhau trong hợp chất. b) Tính chất: khối lượng riêng lớn, cứng và khó nóng chảy. Ứng dụng: tạo hợp kim, làm lớp bảo vệ chống ăn mòn cho các dụng cụ, máy móc, thiết bị, xe cộ, đồ gia dụng, ... Câu 1. [CD - SGK] Dựa vào Bảng 20.1, giải thích vì sao nhiều kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường có số oxi hoá +2 trong các hợp chất. Hƣớng dẫn giải Dựa vào Bảng 20.1, ta thấy cấu hình electron lớp ngoài cùng của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đa số là 4s2 do xu hướng xếp đầy electron ở phân lớp 4s và tăng dần số electron ở phân lớp 3d. Do đó, kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường nhường 2 electron lớp ngoài cùng (ở phân lớp 4s) để có số oxi hoá +2 trong các hợp chất. Câu 2. [CD - SGK] Xác định số oxi hoá của sắt trong các hợp chất sau: FeO, Fe2O3, Fe3O4 (hay FeO.Fe2O3). Hƣớng dẫn giải Số oxi hóa của Fe trong FeO là +2. Số oxi hóa của Fe trong Fe2O3 là +3. Số oxi hóa của Fe trong Fe3O4 là +8/3 (hay +2 và + 3). Câu 3. [CD - SGK] Có nên sử dụng các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất làm dây chảy trong các cầu chì không? Giải thích. Hƣớng dẫn giải Không nên sử dụng các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất làm dây chảy trong các cầu chì. Vì các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nhiệt độ nóng chảy cao nên không thể kịp thời ngắt mạch khi chập cháy điện, gây hiện tượng nổ thiết bị.  CÂU HỎI CUỐI BÀI
4 Câu 1. [CD - SGK] a) Từ Bảng 20.1. hãy chỉ ra xu hướng biến đổi về số electron hoá trị của các nguyên tử nguyên tố từ scandium đến cobalt. b) Từ Bảng 20.4, hãy chỉ ra xu hướng biến đổi về khối lượng riêng của các kim loại từ candium đến đồng. Hƣớng dẫn giải a) Từ Bảng 20.1, ta thấy số electron hoá trị của các nguyên tử nguyên tố từ scandium đến cobalt có xu hướng tăng dần (tăng từ 3 đến 9). b) Từ Bảng 20.4, ta thấy khối lượng riêng của các kim loại từ scandium đến đồng có xung hướng tăng dần. Câu 2. [CD - SGK] Potassium là nguyên tố họ s, thuộc cùng chu kì 4 với các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất. Từ Bảng 17.1 và Bảng 20.4, hãy chỉ ra sự khác biệt về khối lượng riêng, độ cứng và nhiệt độ nóng chảy giữa các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất với kim loại potassium. Hƣớng dẫn giải Từ Bảng 17.1 và Bảng 20.4, ta thấy khối lượng riêng, độ cứng và nhiệt độ nóng chảy của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất lớn hơn nhiều so với của kim loại potassium. Câu 3. [CD - SGK] Một mẫu chất có thành phần chính là muối Mohr. Muối Mohr có công thức hoá học là (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O. Hoà tan 0,2151 g mẫu chất trong dung dịch sulfuric acid loãng dư, thu được dung dịch có chứa cation Fe2+. Lượng Fe2+ trong dung dịch này phản ứng vừa đủ với 5,40 mL dung dịch thuốc tím nồng độ 0,020 M (Các chất và ion khác trong dung dịch không phản ứng với thuốc tím). Xác định: a) Số mg sắt có trong mẫu chất. b) Phần trăm khối lượng của (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O trong mẫu chất. Hƣớng dẫn giải Phương trình hóa học: 5Fe2+(aq) + MnO4 − (aq) + 8H+ (aq) →5Fe3+(aq) + Mn2+(aq) + 4H2O(1) Ta có: = 0,02 . 5,4 . 10-3 = 1,08 . 10-4 (mol) Theo phương trình: nFe2+ = 5nMnO4 - = 5.1,08.10-4 = 5,4.10-4 (mol) a) Khối lượng sắt có trong mẫu chất là: 56 . 5,4 . 10-4 = 0,03024 (g) = 30,24 (mg) b) Ta có: = ( ) = 5,4 . 10-4 (mol) ⇒ ( ) = 392 . 5,4 . 10-4 = 0,21168 (g) ⇒ ( ) = ⋅100% ≈ 98,41%  CÂU HỎI SÁCH BÀI TẬP Câu 4 [CD - SBT] Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất được xếp ở A. chu kì 3 . B. chu kì 4 . C. chu kì 5 . D. chu kì 3 và chu kì 4 . Hƣớng dẫn giải