Tải bản đầy đủ (.ppt) (36 trang)

nhóm IVB trong bảng hệ thống tuần hoàn

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.49 MB, 36 trang )


CHƯƠNG NHÓM VIB
Cr Mo W
Crom Molipden Vonfram-Tungsten
[Ar]3d
5
4s
1
[Kr]4d
5
5s
1
[Xe]4f
14
5d
4
6s
2
III VI VI
24 42 74
I
1,
eV 6.76 7.10 7.98
I
2,
eV 16.49 16.15 17.70
I
3,
eV 30.95 27.13 24.08
r
A


, A 1.27 1.39 1.40
E
3+
/E, V - 0.74 - 0.2 - 0.15

Một số đặc điểm chung
1. Cấu hình e khá giống nhau nhưng AO-d của
Cr, Mo điền đầy một nửa  BỀN.
2. I
3
lớn  ít khả năng tạo liên kết ion với số
OXH lớn hơn 2.
3. r
A
của Mo-W gần giống nhau do sự co La (Zr-
Hf, Nb-Ta)  tính chất giống nhau hơn so với
Cr. Không tồn tại chúng trong tự nhiên.
4. Có số OXH từ 0 +6. Cr có số OXH đặc
trưng nhất là +3, kém nhất là +6; Mo, W đặc
trưng nhất là +6. Giống S ở số OXH +6.
5. Tạo anion của poliaxit.

NỘI DUNG
1. ĐƠN CHẤT
1. Tính chất lý học
2. Tính chất hóa học
3. Ứng dụng
4. Trạng thái tự nhiên, điều chế
2. HỢP CHẤT
1. Oxit

2. Muối

1. Cấu trúc tinh thể lập phương tâm khối
2. Là kim loại, màu trắng ánh xám, nhiệt độ
nóng chảy cao
3. Nguyên chất dễ chế hóa cơ học; lẫn vết tạp
chất C, N, H, O… thì cứng, giòn.
TÍNH CHẤT LÝ HỌC

Mp Bp ΔH
R-L
d Moxo Hg=1
o
C
o
C kJ/mol g/cm
3
Cr 1875 2197 368.2 7.2 5 7.1
Mo 2610 5560 669.4 10.2 5.5 20.2
W 3410 5900 878.6 19.3 4.5 19.3
TÍNH CHẤT LÝ HỌC


Theo thuyết liên kết trong kim loại, trong tinh
thể kim loại thường chỉ có 1 hoặc 2 e dẫn, các
e hóa trị còn lại ghép đôi tạo liên kết cộng hóa
trị.

Độ bền liên kết trong tinh thể kim loại tăng do
liên kết cộng hóa trị là nhiều nhất bởi số e trên

AO-d độc thân.

1. Đều nặng, dẫn điện-nhiệt tốt, khó nóng chảy (đứng
đầu trong 3 dãy kim loại chuyển tiếp), khó sôi.
2. W khó nóng chảy nhất được dùng làm sợi tóc bóng
đèn, âm cực và đối âm cực của ống phát tia X.
3. Mo có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn W dùng làm
chân treo sợi tóc bóng đèn.
4. Thép đặc biệt chứa Cr, Mo, W đều tăng độ cứng, độ
bền nhiệt, bền ăn mòn và bền hóa.
5. Vi lượng Mo cần cho sự lớn và phát triển của cây và
vi khuẩn nốt sần. Vi lượng Mo trong động vật liên
quan đến hoạt động một số enzim (xantinoxidazo).
TÍNH CHẤT LÝ HỌC

1. 90% Mo, 85% W trong công nghiệp để chế tạo THÉP ĐẶC BIỆT.
2. Thép 3-4% Cr làm dụng cụ.
3. Thép 20%W làm cắt gọt.
4. Thép không rỉ: 18-25%Cr+0.14%Ni+0.8%Ti
5. Hợp kim Nicrom 10%Cr+25%Fe+2%Mn+63%Ni làm dây đốt lò
điện.
6. Thép 60%Cr+5%Mo rất bền axit.
7. Hợp kim W-Mo thay thế Pt.
8. Hợp kim Al-W chế tạo động cơ ôtô, máy bay.
9. Hợp kim siêu cứng Stelit 20-35%Cr+35-55%Co+9-15%W+4-
15%Fe+2%C cứng như kim cương dùng làm dụng cụ cắt gọt tốc
độ cao.
10. Hợp kim nặng 90%W+6%Ni+4%Cu có tỷ trọng ~ 18 dùng để ngăn
tia phóng xạ tốt hơn Pb.
TÍNH CHẤT LÝ HỌC


1. Độ hoạt động hóa học kém, giảm dần từ trên
xuống trong nhóm
2. Ở nhiệt độ thường bền trong không khí, hơi
ẩm, khí cacnonic do lớp màng oxit mỏng và
bền bảo vệ bề mặt
3. Cr tấm cháy 1800
o
C; mạ 5 μm để chống rỉ
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
300
2 2 3
1141 /
600
2 3
745 /
600
2 3
842 /
4 ( ) 3 2
2 3 2
2 3 2
o
o
o
C
kJ mol
C
kJ mol
C

kJ mol
C r powder O Cr O
Mo O MoO
W O WO

>

>

+ →
+ →
+ →

1. F phản ứng ngay nhiệt độ thường tạo các
florua CrF
4
, CrF
5
, MoF
6
, WF
6

Phản ứng với Cl khi nóng;
Phản ứng với Br chỉ có Cr và Mo;
Phản ứng với I thì chỉ Cr.
Hợp chất Mo, W có số OXH max, còn Cr thấp hơn.
2. CrH, CrH
2
không bền, phân hủy khi đun

nóng. Cr hấp thụ đến 5 % nguyên tử H; Mo,
W hấp thụ H ở > 1200
o
C
3. Ở nhiệt độ cao đều phản ứng với N, C, Si,
B, S, P… tạo hợp chất có thành phần khác
nhau.

Các nitrua, cacbua là hợp chất kiểu xâm nhập có
thành phần khác nhau, độ cứng rất lớn 
truyền độ cứng cho hợp kim siêu cứng
2000 2500
2 2
800
1400
o
o
o
C
C
C
W N WN
Mo C MoC
W C WC

>
>
+ →
+ →
+ →


0.91
2
0.41
3 2
2
1
o
o
V
V
Cr e Cr
Cr e Cr
ε
ε
=−
+
=−
+ +
+
+
ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ†
‡ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆˆ
ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ†
‡ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆˆ
1. Đều bền với nước. Mo, đặc biệt W bền với nhiều axit.
2. Trong dãy thế khử, Cr-Mo-W đều đứng trước H nhưng Mo-W rất
gần H.
3. Cr có thể tác dụng với các axit H
2

SO
4
, HCl loãng do thế khử chuẩn
nhỏ hơn 0, ban đầu phản ứng chậm do lớp màng oxit bảo vệ, khi
đun nóng màng oxit tăng sẽ dễ phản ứng với; HNO
3
đặc nguội gây
thụ động cho Cr
2
2
2 3
2
2
2 2 2
Cr H Cr H
Cr H Cr H
θ
θ
+ +
+ + +
+ → +
+ → +
Z
Z

1. Trên 600-800
o
C, cả Cr-Mo-W tác dụng với H
2
O giải

phóng H
2
.
2. Cr có thể tác dụng với các axit H
2
SO
4
, HCl loãng do
thế khử chuẩn nhỏ hơn 0; HNO
3
đặc nguội gây thụ
động cho Cr
600 800
2 2 3 2
600 800
2 2 2 2
600 800
2 2 2
2 3 3
2 2
2 2
o
o
o
C
C
C
Cr H O Cr O H
Mo H O Mo O H
W H O WO H




+ → +
+ → +
+ → +
Z
Z
Z


Mo phản ứng được với HNO
3

Cr, Mo đều bị thụ động hóa giống Al, Fe trong
dung dịch đặc-nguội của HNO
3
, H
2
SO
4
.

Mo, W hòa tan nhanh trong hỗn hợp axit

Không tan trong DD kiềm, tan trong kiềm nóng
chảy với nitrat, clorat tạo thành cromat,
molipdat, vonframat
3 2 3 2
2 ( 1) . 2Mo HNO x H O MoO xH O NO+ + − → ↓ +

3 2 8 2
2 8 4 2W HNO HF H WF H O NO+ + → + + Z
3 2 3 2 4 2 2
3 3M NaN O Na CO Na MO NaNO CO+ + → + + Z


Cromit Fe(CrO
2
)
2
, molipdenit MoS
2
, vonfamit
(Fe,Mn)WO
4
, selit CaWO
4

Khử C để chế tạo ferocrom, feromolipden,
ferovonfram; Điện phân dung dịch; Nhiệt nhôm;
Khử H các oxit…
TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN, ĐIỀU CHẾ
2
2 2 2
2 2
( ) 4 2 4
C O CO
Fe CrO CO Cr Fe CO
+ →
+ → + +

2 3 2 3
2 2Cr O Al Al O C r
+ → +
3 2 2
3 3WO H W H O
+ → +


Cr. Louis Vauquelin, người Pháp, điều chế năm
1797. Chrome, tiếng Hilạp nghĩa là màu sắc.

Mo. Carl Scheele, người Thụy điển, chế hóa quặng
molipden tách được MoO
3
. Hjelm, người Thụy điển,
năm 1790 dùng than gỗ khử MoO
3
thành Mo. Tiếng
Hilạp Mo nghĩa là chì vì khoáng vật MoS
2
molipdenit
giống khoáng Galen của chì khi vạch lên nền trắng
thì để lại vạch đen.

W. Cũng Carl Scheele năm 1781 tách được WO
3
từ
khoáng CaWO
4
silit. 1783 hai anh em Jose-Frausto

d’Elhuyar, Tây ban nha, tách được W và xác định
tính chất.
TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN, ĐIỀU CHẾ


Chủ yếu là cấu tử của hợp kim; Cr dùng để mạ

Thép không rỉ, thép chịu axit, chịu nhiệt đều chứa Cr; Mo
làm tăng tính bền nhiệt

Anot, catot, lưới, đầu vào dòng điện, dây tóc bóng đèn
trong đèn điện tử, đèn đốt nóng, ống phát tia X, đèn phát
sáng đều chế tạo bằng W tinh khiết.

WC rắn gần bằng kim cương, khó nóng chảy, chịu mài
mòn cao để chế tạo hợp kim công cụ.

Các hợp kim của chúng chứa Ti, Tl, Nb, C để chế tạo chi
tiết dụng cụ cắt gọt, khoan.

MoS
2
là chất bôi trơn rất tốt

Hợp kim W-Co-Cr có độ rắn cao, bền mài mòn, chịu nhiệt

Hợp kim W-Cu-Ag có tính dẫn điện, nhiệt tốt, bền với mài
mòn để chế tạo chi tiết cầu dao, công tắc, điện cực hàn
điểm


Dây W, thanh W dùng cho lò điện nhiệt độ cao
ỨNG DỤNG





Grade C Cr Mo W V Co
T-1 0.75 - - 18.0 1.1 -
M-2 0.95 4.2 5.0 6.0 2.0 -
M-7 1.00 3.8 8.7 1.6 2.0 -
M-42 1.10 3.8 9.5 1.5 1.2 8.0

×