Bài giảng Hóa học đại cương - Chương 6: Các nguyên tố nhóm VA

6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
6.1.1 Đặc tính của các nguyên tố phân 
nhóm VA
 Gồm các nguyên tố: nitơ (N), photpho (P), 
asen (As), antimon (Sb), bismut (Bi)
 Cấu hình electron ns2np3 có khả năng thu 
electron tạo X(-3)
 Có khả năng mất electron tạo số oxy hoá 
dương (+1 →+5)
6.1.2 Đơn chất của các nguyên tố phân nhóm VA
Một số thông số hoá lý
Thông số hoá lý N P
(Trắng)
As
(xám)
Sb
(xám)
Bi
Bán kính nguyên tử R(A0)
Năng lượng ion hóa l1(eV)
Khối lượng riêng d(g/cm3)
Nhiệt độ nóng chảy tnc(
0C)
Nhiệt độ sôi ts(0C)
Hàm lượng trong vỏ trái đất 
(%ngtử)
0,71
14,53
0,8(lỏng)
-209,9
-195,8
0,25
1,3
10,49
1,83
44,1
275
0,05
1,48
9,82
5,72
818
615(t/h)
1.5.10-4
1,61
8,64
6,68
630,5
1634
5.10-6
1,82
7,29
9,80
271,3
1550
17.10-6
6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
 Nitơ:
 Chất khí, không màu, không mùi, không vị, 
nhiệt độ nóng chảy thấp, có hai dạng thù 
hình
 Ít tan trong nước và dung môi hữu cơ
 Nguyên tố phi kim điển hình, hoạt tính kém 
O2 và F2
 Cấu hình electron 1s22s22p3
 Hoá trị cực đại bằng 4
 Phân tử có 2 nguyên tử
6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
 Điều kiện thường chỉ phản ứng với Li
 10000C tác dụng với H2
 10000C có xúc tác phản ứng với oxy
 Tác dụng với kim loại tạo thành nitrua
 Trong tự nhiên tồn tại dưới dạng nguyên chất 
trong khí quyển và lượng nhỏ hợp chất
 Photpho 
 3 dạng thù hình: trắng, đỏ, đen
 Photpho trắng dễ nóng chảy, dễ tan trong 
dung môi không cực, hơi có mùi tỏi, không 
bền và độc hại
6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
 Photpho đỏ: nóng chảy ở 6000C, thăng hoa 
nhưng khi ngưng tụ tạo thành photpho trắng, 
photpho đỏ không độc hại
 Photpho đen do photpho trắng nung ở 2200
– 3700C trong thời gian dài, áp suất cao 
hoặc xúc tác Hg. Photpho đen khó nóng 
chảy không tan trong dung môi, photpho đen 
không độc
 Photpho vừa có tính oxy hoá vừa có tính 
khử
6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
 Asen, antimon, bismut
 Số oxy hoá đặc trưng X(+3, +5) trạng thái 
(+5) kém bền
 Asen có 3 dạng: xám, vàng, đen
 Antimon có 3 dạng: xám, trắng, đen
 Đều là những nguyên tố lưỡng tính
 Hợp chất của chúng là những chất độc
 Trong thiên nhiên, thường gặp ở dạng 
khoáng sunfua
 Ứng dụng chủ yếu tạo hợp kim
6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
6.1.3 Hợp chất của các nguyên tố phân 
nhóm VA
 Hợp chất nitơ: thể hiện trong hợp chất 
nitrua với kim loại hoặc phi kim
 Hợp chất P, As, Sb, Bi: photphua, 
asenua, antimonua, bismutua
 Hợp chất với hydro XH3:
 Amoniac NH3 chất khí, không màu, mùi 
khai, tan trong nước
 Phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng
6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
 Các hợp chất có số oxy hoá dương (+3)
 Điển hình là N2O3, HNO2, NO2
-
 N2O3 (anhydrit nitrơ) là chất khí, tan trong nước, 
kiềm, tạo axit và muối tương ứng
 HNO2 axit yếu, không bền, có cả tính oxy hoá và khử
 Với photpho: P2O3, H3PO3, HPO3
-2
 Các chất As, Sb, Bi (+3) là X2O3, X(OH)3, X2S3
 Oxit đều là chất rắn từ As →Bi tính axit giảm, tính 
bazơ tăng
 Đi từ As →Bi tính phi kim giảm, độ bền tăng, tính 
khử tăng
6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
 Các hợp chất có số oxy hoá (+5)
 Hợp chất (+5) của nitơ thường là N2O5, HNO3, NO3
-
 N2O5 là tinh thể, không bền, chất oxy hoá mạnh
 N2O5 tan trong nước cho axit HNO3, nó có thể khử:
 Hợp chất (+5) của photpho: PHal5, P2O5, P2S5, PO4
-3
 Hợp chất (+5) của As, Sb, Bi thể hiện X2O5, XO3
-, 
XHal5, [X(OH)6]
- đều có tính oxy hoá tăng từ As 
→Bi
3
0
3
2
1
2
23
22
45
3 HNNONONHNOONHNO
6.1 Các nguyên tố phân nhóm VA
6.2 Các nguyên tố phân nhóm VB
6.2.1 Đặc tính của các nguyên tố phân nhóm 
VB
 Vanadi (V), Niobi (Nb), Tantan (Ta)
 Cấu hình electron (n-1)d3-4ns1-2
 Kim loại chuyên tiếp
 Số oxy hoá (+2, +3) đặc trưng (+5)
 Nb và Ta rất giống nhau nên khó tách
6.2.2 Đơn chất của các nguyên tố phân nhóm VB
 Kim loại màu trắng và xám, khó nóng chảy, khó 
sôi
 Đều tạo hợp kim với một số kim loại
 Nhiệt độ thường trơ về mặt hoá học, tạo màng 
bảo vệ
 Nhiệt độ cao tác dụng với Cl2, S, N2, C, Si
 Trong thiên nhiên trừ V còn Nb và Ta là 
nguyên tố hiếm
6.2 Các nguyên tố phân nhóm VB
6.2.3 Hợp chất của các nguyên tố phân nhóm VB
 Hợp chất X(+2)
 Đặc trưng là VO: ít tan trong nước, dễ tan trong axit 
tạo muối V(H2O)6
+2
 VCl2 là chất khử mạnh
 Hợp chất Nb(+2) và Ta(+2) có ít và kém bền
 Hợp chất X(+3)
 Đặc trưng là V2O3, không tan trong nước, tan trong 
axit
 VX3 (trihalogenua) tan trong nước và dung môi hữu cơ
 V+3 dễ tạo phức chất
6.2 Các nguyên tố phân nhóm VB