Chuong 13-Group VIIB

CHƯƠNG 13. NHÓM VIIB
Mn Tc Re
25 43 75
[Ar]3d54s2 [Kr]4d55s2 [Xe]4f145d56s2
1.3 1.36 1.37 r [Å]
7.43 7.28 7.79 I1 [eV]
15.63 15.26 13.1 I2 [eV]
33.69 29.5 26.0 I3 [eV]
7.21 11.5 20.99 d [g/cm3]
1247 2127 3175 Mp [oC]
2146 3927 5760 Bp [oC]
II, IV, VII IV, VII III, IV, V, VII Số OXH
-1.18 Mn2+/Mn 0.4 Tc2+/Tc 0.3 Re3+/Re
Tc và Re giống nhau nhiều hơn do bán kính nguyên tử giống nhau.
Cấu hình e d5 bền nên I3 lớn hơn tổng I1+I2.
Có nhiều số OXH; hợp chất số OXH +7 giống với Cl.
Hợp chất Mn bền với số OXH 2, còn Tc-Re có xu hướng bền với số OXH cao hơn.
Sự tăng độ bền của trạng thái OXH cao từ nguyên tố nhẹ  nguyên tố nặng giống như nhóm VIB; nguyên nhân là độ bền của liên kết CHT tăng làm độ bền của anion chứa nguyên tố có số OXH cao tăng.
1.69 V
1.23 V
1.51 V
NỘI DUNG
ĐƠN CHẤT
Tính chất lý học
Tính chất hóa học
Ứng dụng
Trạng thái tự nhiên, điều chế
HỢP CHẤT
Oxit
Muối
Màu trắng ở dạng khối; bề ngoài Mn giống Fe, Tc và Re giống Pt
Màu xám ở dạng bột
Tính chất cơ học phụ thuộc % tạp chất C, N, H, S, P
TÍNH CHẤT LÝ HỌC
Mp Bp ΔHR-L d Moxo Hg=1
oC oC kJ/mol g/cm3
Mn 1244 2080 280 7.44 5-6 5
Tc 2140 4900 649 11.49 - -
Re 3180 5900 777 21.04 7.4 4.5
TÍNH CHẤT LÝ HỌC
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
(0.56 . 1 + 2.26 . 2)/3
1.69 V
(0.95 . 1 + 1.51 . 1)/2
1.23 V
Mn là kim loại hoạt động; tính kim loại giảm nhanh từ Mn đến Re
Mn, Re dạng bột cháy trong oxi khi đun nóng tạo thành MnO2, Re2O7; Mn dạng khối tạo lớp oxit bảo vệ ở bề mặt khi nhiệt độ cao, Re khối bị oxi hóa ở nhiệt độ cao hơn 1000 oC
Mn dễ bị halogen oxi hóa thành MnX2; Re tác dụng với F thành ReF6, với Cl thành ReCl5, với Br thành ReBr5 không bền, với I không tác dụng
TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
Molybdenite MoS2 - Re
ĐIỀU CHẾ
Điện phân dd MnCl2 hoặc MnSO4 trong (NH4)2SO4
Khử oxit bằng Si trong lò điện
Nhiệt Al
Khử bằng C
Khử bằng H
ỨNG DỤNG
95% Mn dùng trong luyện kim: Mn loại O, S trong thép-gang, Mn tạo hợp kim ra thép đặc biệt  khó rỉ, cứng, chịu mài mòn.
Feromangan (70-80%Mn) dùng để chế tạo thép đặc biệt
Thép 15 %Mn có độ rắn và bền cao  chế tạo ray tàu hỏa, máy nghiền bi, máy đập búa
Thép Mg-Mn chống ăn mòn tốt
Hợp kim Cu-Mn-Ni có hệ số nhiệt điện trở thấp
Hợp kim Re-W-Mo dùng sản xuất đèn điện, dụng cụ điện chân không
Hợp kim W-Re làm cặp nhiệt điện trong khoảng 0-2500 oC
Re và hợp chất dùng làm chất xúc tác khi oxi hóa NH3, CH4, hidro hóa C2H4
56% Cu + 35% Ag + 9% Mn

88.5% Cu + 6% Zn + 3.5% Mn + 2% Ni
the only United States coins to use Mn were the "Wartime" nickel from 1942–1945, and the Sacagawea Dollar (2000–present).
HỢP CHẤT
Mn2O7 là anhidrit của axit pemanganic HMnO4, ở điều kiện thường là chất lỏng, phân hủy chậm ở 55 oC, nổ ở 90 oC, là chất oxy hóa mạnh làm cháy khi tiếp xúc với cồn, ete
Phụ thuộc vào số OXH, đặc tính axit-bazo của oxit sẽ biến đổi. Tính bazo giảm dần, tính axit tăng dần theo số OXH tăng của nguyên tố
Tính chất axit-bazo của hidroxit sẽ tương tự như của oxit tương ứng
Muối Mn(II) bền nhất. Mn2+ có tính khử yếu nên chỉ tác dụng với chất OXH mạnh


MnSO4.4H2O, MnCl2.4H2O, Mn(NO3)2.6H2O màu hồng nhạt, dễ tan trong nước
Đa số phức chất của Mn2+ là spin cao [MnF6]4- [MnCl4]2-, [Mn(NH3)6]2+, ít bền trong nước; trừ ion phức spin thấp [Mn(CN)6]4-
Muối Mn(III) không bền.
Bền hơn cả là muối kép CsMn(SO4)2.12H2O màu đỏ thắm
Muối Mn(IV) không bền.
Các ion phức [MnF6]2-, [MnCl6]2- tương đối bền


MnO2 có tính OXH; điều chế Cl2
Mn(VI) trong axit manganic H2MnO4
H2MnO4 không điều chế được ở dạng tự do
Muối manganat tạo thành khi nấu nóng chảy MnO2 trong kiềm và chất OXH


Manganat kim loại kiềm tan trong nước, dung dịch có màu xanh của ion MnO42-. Ion này chỉ bền trong dung dịch kiềm mạnh-đặc, nếu không sẽ bị phân hủy theo phản ứng:
Mn(VII) trong axit pemanganic HMnO4
HMnO4 là axit mạnh, nồng độ max 20% trong dung dịch
Muối pemanganat bền hơn, quan trọng nhất là KMnO4, tinh thể tím sẫm, dễ tan trong nước


Phản ứng điều chế oxy trong phòng thí nghiệm
MnO4- OXH mạnh, sản phẩm phụ thuộc pH:
Trong môi trường axit mạnh



Trong môi trường trung tính, axit-kiềm yếu


Trong môi trường kiềm mạnh, đặc
Hợp chất Re(VII) bền nhất
Anhidrit perenic Re2O7 là chất rắn màu vàng, rất bền, không phân hủy khi nóng chảy và bay hơi, tác dụng với nước tạo axit perenic HReO4
Muối perenat không màu, bền hơn muối pemanganat. KReO4 bay hơi trên 1000 oC không bị phân hủy  tính chất OXH của ReO4- rất yếu