Chuong 16-Group IIB

CHƯƠNG 16. NHÓM IIB
NỘI DUNG
ĐƠN CHẤT
Tính chất lý học
Tính chất hóa học
Ứng dụng
Trạng thái tự nhiên, điều chế
HỢP CHẤT
Hợp chất chứa nguyên tố có số OXH II
Hợp chất chứa nguyên tố có số OXH I
Zn Cd Hg
30 48 80
[Ar]3d104s2 [Kr]4d105s2 [Xe]4f145d106s2
II II I, II
419 321 -39 Mp
906 767 357 Bp
140 112 61 ΔH kJ/mol
1.39 1.56 1.60 rA
7.13 8.63 13.55 g/cm3
9.39 8.99 10.43 I1 eV
17.96-27.35 16.90-25.89 18.75-29.18 I2 eV
39.90 37.47 32.43 I3 eV
-0.763 -0.402 0.854 εo V
Cấu hình (n-1)d10 giống IB nhưng bền hơn do I3 rất cao làm năng lượng solvat hóa và năng lượng tạo mạng lưới tinh thể không đủ lớn để làm bền trạng thái +III  IIB chỉ có e hóa trị ở ns (+I, +II).
(I1+I2) lớn hơn nhiều so với IIA cùng chu kỳ do vỏ 18e chắn các e-ns kém hiệu quả so với vỏ 8e bền của khí trơ  kém hoạt động hóa học so với IIA.
Từ Zn  Cd, I giảm do rA tăng.
Từ Cd  Hg, I tăng do e-6s2 xâm nhập vào e-5d10 và e-4f14. Độ bền cao của e-6s2 làm I của Hg cao hơn các nguyên tố d và có nhiều tính chất khác với Zn, Cd.
IIB không là kim loại chuyển tiếp do nguyên tử và ion không có AO-d hoặc AO-f chưa điền đầy e; kim loại mềm, dễ nóng chảy, hoạt động hóa học mạnh hơn IB; không thể hiện hóa trị biến đổi.
IIB là kim loại chuyển tiếp do tạo được phức chất với amoniac, amin, ion halogen, ion xianua.
Hợp chất 3 kim loại đều độc, nhất là Hg. Hơi Hg làm suy nhược hệ thần kinh; hợp chất Hg làm rối loạn ruột, thận, loét miệng, suy tim.
TÍNH CHẤT LÝ HỌC
Là kim loại, có Mp và Bp thấp nhất trong số các kim loại d
Hg là kim loại duy nhất tồn tại trạng thái lỏng ở nhiệt độ thường
Các e (n-1)d10 bền không tham gia liên kết kim loại, tính trơ cặp e ns tăng dần từ trên xuống trong nhóm  năng lượng liên kết kim loại là yếu và giảm dần từ trên xuống trong nhóm
Dễ tạo hợp kim với nhau và với nhiều kim loại khác. Hợp kim của Hg gọi là hỗn hống
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Hoạt động hơn nhóm IB do liên kết kim loại yếu hơn.
Hoạt tính hóa học giảm dần từ Zn-Cd-Hg do tính trơ cặp e-ns tăng dần: Zn, Cd tương đối hoạt động, Hg khá trơ.
Với Oxy: không tác dụng ở nhiệt độ thường do màng oxit bảo vệ. Ở nhiệt độ cao: Zn cháy màu lam, sáng chói mãnh liệt; Cd cháy màu sẫm; Hg phản ứng ở 300oC tạo HgO, đến 400oC lại bị phân hủy thành nguyên tố.
Với X, S, P, Se: đều tác dụng. S, I2 tác dụng Hg ở nhiệt độ thường  thu gom Hg.
Với H2O: bền với nước ở nhiệt độ thường do màng oxit bảo vệ.; Ở nhiệt độ cao khử hơi nước thành hidro.
Với axit loãng: do Zn, Cd có ε âm nên tác dụng giải phóng H2
Với axit oxi hóa mạnh: có phản ứng
Với kiềm: Zn là chất khử mạnh trong môi trường kiềm cao; giống Al do khử NO3- thành NH3, khác Al bởi tan được cả trong NH3. Cd, Hg không có khả năng này, Hg(OH)2 không bền phân hủy thành ngay oxit.
TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Hợp chất chứa nguyên tố có số OXH II
ZnO màu trắng, lưỡng tính, bền nhiệt.
CdO màu nâu, tính bazo yếu, bền nhiệt.
Có thể thăng hoa không phân hủy, hơi rất độc.
HgO màu vàng, tính bazo yếu, không bền nhiệt
Đều không tan trong nước, dễ tan trong axit. ZnO tan trong kiềm. CdO chỉ tan trong kiềm nóng chảy


ZnO có nhiều ứng dụng làm sơn trắng, thuốc trong y học



Kali catmiat
Điều chế bằng cách đốt cháy kim loại trong không khí hoặc nhiệt phân hidroxit, muối cacbonat, muối nitrat
Hydroxit Zn(OH)2, Cd(OH)2 là kết tủa nhầy trắng xốp, rất ít tan trong nước.


Zn(OH)2 lưỡng tính điển hình


Hydroxit Hg(OH)2 không bền:
Hidroxozincat
Amoniacat
Hg(II) có tính OXH rõ rệt hơn nhiều so với hợp chất Cd(II), Zn(II):





Các phản ứng này không xảy ra với Cd(II), Zn(II)
Các muối sunfua ít tan, độ tan giảm dần: ZnS trắng, CdS vàng, HgS đen:



ZnS, ZnO phát huỳnh quang
Thuốc thử Nessler để phát hiện vết NH3 hoặc NH4+
Hợp chất chứa nguyên tố có số OXH I
Hg+ tồn tại dưới dạng ion Hg22+ (Hg-Hg):
Đo tính chất từ hợp chất Hg(I) đều nghịch từ, trong khi Hg+ còn 1e độc thân.
Đo XRD trong hợp chất Hg(I) liên kết Hg-Hg có độ dài biến đổi từ 2.43 đến 2.69 tùy thuộc anion.
Đo độ dẫn điện dung dịch nitrat Hg(I) cho thấy trong dung dịch tồn tại Hg2(NO3)2 chứ không có monome HgNO3.

Đa số muối Hg(I) ít tan trừ nitrat, peclorat, florua.
Do số OXH trung gian nên ion Hg22+ dễ bị KH thành Hg và OXH thành Hg2+.