Bài giảng Hóa đại cương - Chương 5: Phân nhóm VA

nvhoa102@yahoo.com Chương 5 1
CHƯƠNG 5 – PHÂN NHÓM VA
NHẬN XÉT CHUNG
I. ĐƠN CHẤT
II. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXH (-3)
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXH
(+3) (+5)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 2
NHẬN XÉT CHUNG
 Các nguyên tố PN VA gồm có: N , P , As , Sb , Bi
 Cấu trúc electron hóa trị: ns2np3
 X + 3e- = X3- thể hiện tính oxi hóa
 X – ne- X(+1) đến X(+5) thể hiện tính khử
Từ N Bi : 
Tính PK (oxihóa), tính axit, độ bền (+5): 
Tính KL (khử), tính bazo, độ bền (+3) : 
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 3
I. ÑÔN CHAÁT
1. Nitơ
 Năng lượng liên kết lớn N2 trơ ở điều kiện thường
 Không duy trì sự cháy, sự sống
 Khí không màu, không mùi, tan ít trong nước
 Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 4
–N2 kém hoạt động ở điều kiện bình thường, 
nhưng khi đốt nóng, có xúc tác, phóng điệnnó trở 
nên hoạt động, thể hiện tính oxyhóa (đặc trưng) và 
khử khi tác dụng với flo và oxi.
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 (500
0C, p, xt) 
N2 + 3Mg ⇌ Mg3N2 (700
0C)
N2 + 6Li 2Li3N (t
0
thường)
N
2
+ 3F
2
 2NF
3
(phóng điện)
N
2
+ O
2
⇌ 2NO (10000C, xt)
I. ÑÔN CHAÁT
1. Nitơ
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 5
I. ÑÔN CHAÁT
2. Photpho Có một số dạng thù hình:
 Photpho trắng - P4: Không bền P đỏ; 
phát quang; độc; không tan trong nước
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 6
I. ÑÔN CHAÁT
 Photpho đỏ - P∞: Bền; không độc; thăng hoa
khi đun nóng; không tan trong CS2
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 7
0
200 300
12000
C
atm
  
0250 C,khoâng co ùKK
P P Pñoû ñentraéng
 Photpho đen - P∞: Rất bền; bán dẫn
I. ÑÔN CHAÁT
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 8
Các dạng thù hình khác nhau hoạt tính khác nhau:
Ptrắng > Pđỏ > Pđen
P hoạt động hơn N2, thể hiện tính khử và oxihóa :
P + O2 P2O3 (thiếu O2) P + Cl2 PCl3 (thiếu clo)
P + O2 P2O5 (dư O2) P + Cl2 PCl5 (dư clo)
P + Mg Mg3P2
Ca3P2 + H2O Ca(OH)2 + PH3
I. ÑÔN CHAÁT
2.Photpho
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 9
1. Hợp chất N (-3)
 Nitrua: Đốt nóng KL, PK + N2 nitrua
Na
3
N Mg
3
N
2
AlN Si
3
N
4
P
3
N
5
S
4
N
4
Cl
3
N
axitbaz lưỡng tính
Li
3
N+3H
2
O 3LiOH+NH
3
Cl
3
N+3H
2
O 3HClO+NH
3
II. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (-3)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 10
Amoniac: NH3
Tính chất hoá học
- NH3 dễ cho liên kết cho – nhận
Tính chất vật lý
- Chất khí, tan nhiều trong nước, dễ bị nén
- Là dung môi phân cực tốt
- Có hoạt tính hóa học cao, tham gia phản ứng:
+ Cộng (đặc trưng) + Khử
+ Thế + Bazo yếu (Kb = 1,8.10
-5)
II. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (-3)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 11
 NH3 cộng hợp nhiều chất:
NH3
 +H2O ⇌ NH4
+ + OH ̅
NH3(k)+HCl(k) NH4Cl(r)
2NH3+AgNO3 [Ag(NH3)2]NO3
 NH3 có tính khử mạnh khi đốt nóng:
4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O (900oC)
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O (to,Pt)
2NH3 + 3CuO 3Cu + 2H2O + N2
 Phản ứng thế:
2Na+2NH3 H2+2NaNH2 (to)
2Na+NH3 H2+Na2NH (to) 
II. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (-3)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 12
Amoni: NH4
+
II. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (-3)
- Tan tốt trong nước, bị thủy phân
- Dễ kết tinh
- Dễ phân hủy nhiệt [NH4HCO3; NH4Cl; NH4NO3]
- Tính khử: 
2NH4Cl + 4CuO 3Cu + CuCl2 + N2 + 4H2O
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 13
2.Hợp chất P (-3) :
- PH3: chất khí, mùi trứng thối, rất độc
- Tham gia phản ứng cộng, có tính khử
PH3 + HI PH4I
PH3 + 2O2 H3PO4
II. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (-3)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 14
 N2O3
Có tính axit: tan trong nước và kiềm
N2O3 + H2O 2HNO2
N2O3 + 2NaOH 2NaNO2 + H2O
 HNO2 Có tính axit yếu (Ka = 5.10
-4), không bền:
3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
1. Hợp chất N (+3)
O=N–N
O
O
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 15
HNO2 : Có cả tính oxi hóa và khử:
2HNO2 + 2FeSO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + 2NO + 2H2O 
KMnO4+5HNO2 +3H2SO4 2MnSO4+5HNO3+ K2SO4 + 3H2O
NO2
- : có tính khử và oxi hóa trong môi trường axit:
2NaNO2+2KI+2H2SO4 I2 + 2NO + K2SO4 + Na2SO4 + 2H2O
5NaNO2+2KMnO4+3H2SO4 5NaNO3+2MnSO4+K2SO4+3H2O
1. Hợp chất N (+3)
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 16
2. Hợp chất N (+5)
HNO3
- Tan vô hạn trong nước, không bền, bị phân hủy hoàn
toàn khi đốt nóng: 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O
- Tính oxyhóa mạnh:
∙ Chất khử Số oxh dương cực đại hay oxh 
dương cao. 
∙ HNO3 số oxyhóa khác nhau:
HNO3 NO2 HNO2 NO N2O N2 NH3
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 17
- Axit nitric là axit mạnh điển hình, nhưng khi tác dụng 
với kim loại không cho H2 bay ra. 
- HNO3 đặc nguội thụ động hóa Al, Fe, Cr
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
- Hỗn hợp HNO3 đặc và HCl đặc có tính oxyhóa rất mạnh, 
được gọi là nước cường toan (cường thủy):
Au + HNO3 + 4HCl H[AuCl4] + NO + 2H2O
2. Hợp chất N (+5)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 18
Muối NO3
-
Dễ tan, bị nhiệt phân:
2NaNO3 2NaNO2 + O2 (1000OC) 
2Pb(NO3)2 PbO + 4NO2 + O2 (700OC)
AgNO
3
 Ag + NO
2 
+ O
2 
(to)
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
2. Hợp chất N (+5)
Tính oxi hóa mạnh: 
Cu + 2NO
3
̅
+ 8H
+ Cu2+ + 2NO + 4H
2
O 
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 19
3.Hợp chất P (+3) : H3PO3 (axit photphorơ)
- Là axit 2 lần, đúng ra nên viết H2[HPO3]
- Là axit trung bình :
H3PO3 + H2O ⇌ H3O
+ + H2PO3
̅ K1 = 10
-2
H2PO3
̅ + H2O ⇌ H3O
+ + HPO3
2– K2 = 3.10
-7
- Phân hủy nhiệt: 4H3PO3 3H3PO4 + PH3
– Là chất khử mạnh: 2H3PO3 + O2 2H3PO4
HgCl2 + H3PO3 + H2O Hg + H3PO4 + 2HCl
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 20
4. Hợp chất P (+5) :
–P4O10 tác dụng với nước tạo nhiều loại axit photphoric:
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
P
4
O
10
 (HPO
3
)
4
 H
6
P
4
O
13
 H
3
PO
4
+ H
5
P
3
O
10
H
3
PO
4
+ H
4
P
2
O
7
 2H
3
PO
4
+H
2
O
+H
2
O +H
2
O+H
2
O+H
2
O
(hôû)(hôû)(voøng)
(hôû)
Đơn giản có 3 loại axit sau:
P2O5 + H2O 2HPO3 (axit metaphotphoric)
P2O5 + 2H2O H4P2O7 (axit pyrophotphoric)
P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (axit octophotphoric)
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 21
H3PO4
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
– Là axit 3 lần, có độ mạnh trung bình:
H3PO4 + H2O ⇌ H3O
+ + H2PO4
̅ 
K
1
= 7,52.10
-3
H2PO4
̅ + H2O ⇌ H3O
+ + HPO4
2–
K
2
= 6,31.10
-8
HPO4
2– + H2O ⇌ H3O
+ + PO4
3–
K
3
= 2,2.10
-13
– Axit bị nhiệt phân mất nước dần: 
H3PO4  H4P2O7  HPO3
t
0
t
0
4. Hợp chất P (+5) :
- Axit H3PO4 rất bền, chỉ thể hiện tính oxyhóa yếu ở t
0 > 
4000C
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 22
- Muối photphat rất đa dạng, có tính tan khác nhau: 
H2PO4
̅ tan trong nước, các photphat còn lại đa số 
không tan.
- Các muối photphat bị nhiệt phân khử nước như sau:
NaH2PO4 → Na2H2P2O7 → (NaPO3)x → (NaPO3)3 → (NaPO3)6
Viết đơn giản:
Na2HPO4 Na4P2O7 ; NaH2PO4 NaPO3
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
4. Hợp chất P (+5) :
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 23
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
5. Ứng dụng trong ngành dược
 Photpho: Hàm lượng photpho trong máu 0,81 –
1,36 mmol/L
Các trường hợp phải dùng photphat:
 Photphat dạng viên và dạng dung dịch thường chứa 
một hỗn hợp của Na3PO4, NaH2PO4 và/hoặc 
Na2HPO4 dùng cho các bệnh nhân giảm photphat 
huyết, tăng canxi huyết. Các chế phẩm tiêm tĩnh 
mạch có chứa photphat kali và natri có thể được sử 
dụng trong trường hợp photphat huyết giảm mạnh.
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 24
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
5. Ứng dụng trong ngành dược
 Dung dịch photphat được dùng làm thuốc xổ có 
chứa NaH2PO4.nH2O và Na2HPO4.nH2O được dùng 
để tẩy ruột trước khi nội soi hoặc phẫu thuật.
Khi tăng photphat huyết, các chế phẩm canxi (ví 
dụ canxi citrate) được sử dụng để kiểm soát nồng 
độ photphat trong máu cao.
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 25
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
5. Ứng dụng trong ngành dược
Axit alendronic được sử dụng để điều trị chứng 
tăng calci huyết do bệnh khối u xương gây ra, trị 
loãng xương và ngăn ngừa loãng xương ở phụ nữ 
sau mãn kinh.
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 26
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
5. Ứng dụng trong ngành dược
 Asen
- Salvarsan (3-amino-4-hydroxyphenyl asen), còn
được gọi là arsphenamine hoặc hợp chất 606, được
dùng để chữa bệnh giang mai.
Hai dạng cấu trúc của Salvarsan theo Lloyd
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 27
III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+3) (+5)
5. Ứng dụng trong ngành dược
- Asen trioxit (As4O6) – tên thương mại Trisenox,
Trisenox đã được FDA chấp thuận vào năm 2000
để điều trị bệnh bạch cầu cấp tính promyelocytic.
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 28
BÀI TẬP
1.Trình bày các tính chất hóa học đặc trưng của HNO2 và 
muối nitrit ? Cho ví dụ.
2. Vì sao HNO3 có tính oxi hóa mãnh liệt? Trình bày tính axit 
của HNO3. Tại sao HNO3 là một axit mạnh nhưng khi tác 
dụng với kim loại không tạo thành H2?
3.Nước cường toan là gì? Nó có tính chất gì đặc biệt? Vì 
sao muối tạo thành giữa kim loại và nước cường toan là 
muối clorua?
nvhoa102@yahoo.com Chương 5 29
4.Viết các phản ứng sau:
a.N2 + H2
b.NH4Cl + NaOH
c. HNO2 + FeCl2 + HCl
d. KMnO4 + KNO2 + H2SO4
f. Cu + NaNO3 + HCl
g. HNO3 loãng + FeSO4
h. S + HNO3 đđ
5. Khi nhiệt phân hoàn toàn mg NaNO3 thu được một chất 
rắn. Dung dịch tạo thành khi hòa tan chất rắn trong nước và 
axit hóa bằng H2SO4 phản ứng hết với 320ml dung dịch 
KMnO4 2,5N. Xác định m g?
BÀI TẬP