Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất: Đặc điểm cấu hình electron, tính chất vật lí? Hóa 12 bài 19 CTST

Vậy Đặc điểm cấu hình electron và tính chất vật lí của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất như nào? được hayhochoi trình bày ngắn gọn, dễ hiểu trong bài viết này.

I. ĐẶC ĐIỂM CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT

- Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố từ Sc đến Cu, chúng là các kim loại nhóm B, tương đối phổ biến và có nhiều ứng dụng trong đời sống.

- Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có dạng [Ar]3d^1÷104s^1÷2. Nguyên tử của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có electron hoá trị nằm ở phân lớp 3d và 4s, vì vậy các nguyên tố này có nhiều tính chất vật lí và hoá học khác biệt với các nguyên tố kim loại nhóm A.

II. MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ ỨNG DỤNG CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP DÃY THỨ NHẤT

1. Tính chất vật lí kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

- Đa số kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ cứng, khối lượng riêng, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt cao.

- Độ dẫn điện, dẫn nhiệt của Cu cao nhất trong dãy. Độ dẫn điện, dẫn nhiệt của K, Ca đều thấp hơn của Cu.

2. Một số ứng dụng kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

- Hầu hết kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đều có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.Đồng có độ dẫn điện lớn nên được dùng trong sản xuất các thiết bị như: biến thế, cầu dao điện, dây dẫn điện,...

- Chromium có độ cứng cao được dùng mạ lên các thiết bị để chống mài mòn, chế tạo hợp kim đặc biệt. Scandium, titanium là những kim loại tương đối nhẹ và bền, được dùng để chế tạo hợp kim ứng dụng trong hàng không, vũ trụ. Vanadium có nhiệt độ nóng chảy cao được dùng trong chế tạo thiết bị chịu nhiệt.

- Sắt, manganese là các kim loại có thể tạo ra hợp kim với độ bền cơ học tốt nên được dùng trong sản xuất thiết bị quốc phòng, công nghiệp, nông nghiệp, đời sống.Sắt, cobalt còn được dùng để chế tạo nam châm điện. Nickel được dùng để chế tạo các hợp kim sử dụng trong máy móc, thiết bị.

III. TRẠNG THÁI OXI HÓA VÀ MÀU SẮC ION CỦA KIM LOẠI CHUYỂN TIẾPDÃY THỨ NHẤT

- Với cấu hình electron [Ar]3d^1÷104s^1÷2, các kim loại chuyển tiếp thường có xu hướng thể hiện nhiều trạng thái oxi hoá.

Ví dụ: trạng thái oxi hoá thường gặp của sắt là +2, +3; của đồng là +2; của chromium là +3, +6; của manganese là +2, +4, +7.

- Trong dung dịch, ion của kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất thường có màu.

IV. THÍ NGHIỆM

1. Thực hiện thí nghiệm xác định hàm lượng muối Fe(II) bằng dung dịch thuốc tím

Để xác định hàm lượng của muối Fe(II), người ta có thể sử dụng phương pháp chuẩn độ permanganate. Phương trình ion của phản ứng như sau:

MnO₄^-+ 5Fe²⁺ + 8H⁺→ Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O

2. Thực hiện thí nghiệm nhận biết sự có mặt của từng ion Cu²⁺, Fe³⁺ riêng biệt

* Nhận biết ion Cu²⁺ bằng dung dịch kiềm: Cho vào ống nghiệm khoảng 1 mL dung dịch CuSO₄. Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm.

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa xanh là Cu(OH)₂.

- Phương trình hoá học: CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

* Nhận biết ton Fe³⁺ bằng dung dịch kiềm:Cho vào ống nghiệm khoảng 1 mL dung dịch FeCl₃. Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm.

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa nâu đỏ là Fe(OH)₃.

- Phương trình hoá học: FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl