Tiêu đề (TỜ 01) CHƯƠNG 8. SƠ LƯỢC VỀ DÃY KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP THỨ NHẤT VÀ PHỨC CHẤT-ĐỀ.pdf ✅

I, ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - Các nguyên tố từ Sc (Z = 21) đến Cu (Z = 29) được gọi là nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất. - Nguyên tử của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nhiều electron hoá trị thuộc phân lớp 3d và 4s nên kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường tạo thành các hợp chất với nhiều số oxi hoá khác nhau. II, TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ ỨNG DỤNG - Các kim loại chuyển tiếp thường có khối lượng riêng lớn, cứng và khó nóng chảy. - Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (trừ đồng) có khả năng dẫn điện thấp hơn. DẠNG 1. ĐƠN CHẤT KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT Đặc điểm cấu hình electron Đều có lớp vỏ bên trong của khí hiếm Ar Số electron trên phân lớp 3d tăng dần từ 1 (ở Sc) đến 10 (ở Cu). Trên phân lớp 4s, số electron thường bằng 2 (trừ Cr và Cu). PHẦN 1: KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT
1.1. BÀI TẬP TỰ LUẬN Câu 1. [KNTT - SGK] Các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất và hợp kim của chúng được sử dụng phổ biến làm vật liệu chế tạo dụng cụ, thiết bị, máy móc, phương tiện giao thông... Các ứng dụng này dựa trên tính chất nào của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất? Câu 2. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố scandium (21Sc), titanium (22Ti), vanadium (23V), chromium (24Cr), manganese (25Mn), Sắt (26Fe), Cobalt (27Co), nickel (28Ni), đồng (29Cu). a) Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất. b) Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thuộc khối s, p, d hay f? c) Nhận xét chung về cấu hình electron của nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất về: i) Đặc điểm giống nhau và khác nhau trong cấu hình electron nguyên tử. ii) Sự biến đổi số electron trên phân lớp 3d và 4s. Câu 3. [KNTT - SGK] Đặc diểm cấu hình electron nguyên tử kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có gì khác biệt với nhóm IA và IIA trong cùng chu kì? Câu 4. [CD-SGK]. Cấu hình electron của nguyên tử và độ âm điện các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất được cho trong bảng sau: Nguyên tử Cấu hình electron nguyên tử Độ âm điện (Theo Pauling) Nguyên tử Cấu hình electron nguyên tử Độ âm điện (Theo Pauling) Scandium (Sc) [Ar]3d1 4s2 1,36 Sắt (Fe) [Ar]3d6 4s2 1,83 Titanium (Ti) [Ar] 3d2 4s2 1,54 Cobalt (Co) [Ar] 3d7 4s2 1,88 Vanadium (V) [Ar] 3d3 4s2 1,63 Nickel (Ni) [Ar] 3d8 4s2 1,91 Chromiium (Cr) [Ar] 3d5 4s1 1,66 Đồng (Cu) [Ar] 3d104s1 1,90 Manganese (Mn) [Ar] 3d5 4s2 1,55 Dựa vào bảng trên, giải thích vì sao nhiều kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường có số oxi hoá +2 trong các hợp chất.
Câu 5. [CD-SBT]. a) Số electron hoá trị của nguyên tử sắt ( 26) Z = là bao nhiêu? b) Số electron độc thân của nguyên tử cobalt (Z 27) = là bao nhiêu? Câu 6. Nguyên tố X, Y đều là kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất. Biết nguyên tử nguyên tố X và Y lần lượt có số electron hoá trị là 6 và 8. Viết cấu hình electron nguyên tử của X và Y. Câu 7. Một số thông số vật lí của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất được trình bày ở Bảng 27.2 Bảng 27.2. Một số thông số vật lí của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất Kim loại Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Nhiệt độ nóng chảy (oC) 1 541 1 668 1 917 1 907 1 244 1 535 1 494 1 453 1 084 Khối lượng riêng (g/cm3 ) 2,98 4,50 6,11 7,15 7,21 7,86 8,90 8,91 8,96 Độ dẫn điện ở 20oC (Hg=1) 1,7 2,3 4,9 7,7 0,7 10 15,4 13,8 57,1 Độ dẫn điện ở 25oC (Hg=1) 1,9 2,6 3,7 11,3 0,9 9,7 12,0 11,0 48,3 Độ cứng (kim cương = 10) - 6 7 8,5 6 4 5 4 3 1.Trong số các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất, hãy chỉ ra: a. Các kim loại khó nóng chảy hơn Be. Biết nhiệt độ nóng chảy của Be là 1287oC b. Các kim loại nặng (D ≥ 5g/cm3 ) 2. a. Tra cứu Bảng 24.2, Bảng 25.2 và Bảng 27.2 để hoàn thành các thông số vật lí của K, Ca, Fe, Cu vào vở theo mẫu bảng sau: Kim loại K Ca Fe Cu Nhiệt độ nóng chảy (oC) ? ? ? ? Khối lượng riêng (g/cm3 ) ? ? ? ? Độ dẫn điện ở 20oC (Hg=1) 13,3 28,5 ? ? Độ cứng (kim cương = 10) 0,4 1,75 ? ? b. So sánh sự khác biệt về các thông số vật lí trên giữa Fe, Cu ( kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất) với K, Ca (kim loại họ s). Câu 8. Một số thông số vật lí của một số kim loại được trình bày ở bảng sau: Kim loại Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu K Ca Nhiệt độ nóng chảy (oC) 1541 1668 1917 1907 1244 1535 1494 1453 1084 63 838 Khối lượng riêng (g/cm3 ) 2,98 4,50 6,11 7,15 7,21 7,86 8,90 8,91 8,96 0,86 1,55 Độ cứng (kim cương = 10) - 6 7 8,5 6 4 5 4 3 0,4 1,75 Dựa vào số liệu trong bảng, hãy nhận xét, so sánh nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng, độ cứng của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất với kim loại K và Ca. Giải thích.
Câu 9. Nối những tính chất ở cột A với ứng dụng phù hợp ở cột B cho phù hợp Cột A Cột B (a) Nhiệt độ nóng chảy cao, đặc biệt là vanadium, chromium và cobalt. 1. Chế tạo nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, đồ gia dụng,... (b) Độ cứng cao, chromium là kim loại cứng nhất trong các kim loại. 2. Chế tạo dụng cụ, máy móc, thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao. (c) Dẫn điện tương đối tốt, đồng là kim loại dẫn điện tốt (sau bạc). 3. Chế tạo thiết bị nồi hơi, thiết bị trao đổi nhiệt, đồ gia dụng. (d) Dẫn nhiệt tương đối tốt, điển hình là đồng. 4. Chế tạo dây dẫn điện, thiết bị điện 5. Chế tạo hợp kim không gỉ hoặc siêu cứng để sản xuất dụng cụ y tế, nhà bế, vòng bi, mũi khoan,... 1.2. BÀI TẬP TRẢ LỜI NGẮN Câu 1. Cho các nguyên tố hoá học: 11Na, 13Al, 16S, 20Ca, 23V, 25Mn, 26Fe. Có bao nhiêu nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất? Câu 2. Chromium (Cr) có độ bền cơ học và hoá học rất cao, do đó người ta thường thêm Cr vào thép để chế tạo các loại thép không gỉ (inox). Biết số hiệu nguyên tử của chromium là 24. Xác định số electron độc thân của nguyên tử chromium. Câu 3. Số electron hoá trị của nguyên tử sắt ( 26) Z = là bao nhiêu? Câu 4. Cấu hình electron của sắt (Fe) là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 . Xác định số độc thân trong ion Fe2+? Câu 5. Biết số hiệu nguyên tử của chromium là 24. Xác định số electron độc thân trong ion Cr3+? Câu 6. Cho khối lượng riêng của một số kim loại như sau: Kim loại (1) Titannium (2) Vanadium (3) Manganese (4) Đồng Nhiệt độ nóng chảy (oC) 1541 1917 1244 1084 Xác định số thứ tự (số trong ngoặc đặt trước tên kim loại) của kim loại thích hợp nhất để chế tạo hợp kim chịu nhiệt. Câu 7. Cho khối lượng riêng của một số kim loại chuyển tiếp thứ nhất như sau: Số thứ tự 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Kim loại Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Khối lượng riêng (g/cm3 ) 2,98 4,50 6,11 7,15 7,21 7,86 8,90 8,91 8,96 Một kim loại chưa biết có khối lượng 425 gam. Bằng phương pháp đẩy nước, thể tích của kim loại được xác định là 54 mL. Xác định số thứ tự của kim loại phù hợp. Câu 8. Cho khối lượng riêng của một số kim loại chuyển tiếp thứ nhất như sau: Kim loại Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Khối lượng riêng (g/cm3 ) 2,98 4,50 6,11 7,15 7,21 7,86 8,90 8,91 8,96 Trong các kim loại trên, có bao nhiêu kim loại nặng?