Bài 7. Xu hướng biến đổi thành phần và một số tính chất của hợp chất trong một chu kì

Nhận xét được xu hướng biến đổi thành phần và tính acid – base của các oxide và các hydroxide theo chu kì. Viết được phương trình hoá học minh hoạ.

Hoá trị cao nhất của các nguyên tố nhóm A trong hợp chất với oxygen tăng từ I đến VII khi đi từ trái qua phải trong một chu kì (trừ chu kì 1 và nguyên tố fluorine ở chu kì 2), do đó thành phần của các oxide và hydroxide có sự lặp lại theo chu kì.

Bảng 7.1. Công thức oxide, hydroxide ứng với hoá trị cao nhất của các nguyên tố thuộc chu kì 2, 3

Nhóm
| | IA
| IIA
| IIIA
| IVA
| VA
| VIA
| VIIA
| Chu kì 2
| $\mathrm{L}\mathrm{i}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}$
| $\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{O}$
| $\mathrm{B}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{X}}_2$
| $\mathrm{N}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_5$
| |
Oxide
| | | | | | | |
| Chu kì 3
| $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}$
| $\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}$
| $\mathrm{A}\mathrm{l}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{X}}_2$
| $\mathrm{P}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_5$
| $\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_7$
| Chu kì 2
| $\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{O}\mathrm{H}$
| $\mathrm{B}\mathrm{e}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{X}}_2$
| $\mathrm{H}{\phantom{X}}_3\mathrm{B}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{H}{\phantom{X}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| |
Hydroxide
| | | | | | | |
| Chu kì 3
| $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$
| $\mathrm{M}\mathrm{g}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{X}}_2$
| $\mathrm{A}\mathrm{l}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{H}{\phantom{X}}_2\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{H}{\phantom{X}}_3\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{X}}_4$
| $\mathrm{H}{\phantom{X}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{X}}_4$
| $\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{X}}_4$

Trong một thí nghiệm, cho lần lượt các oxide $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}$, $\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}$, $\mathrm{P}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_5$ vào nước, nhúng giấy quỳ tím vào dung dịch sau phản ứng, hiện tượng phản ứng được trình bày trong bảng sau:

Oxide
| Hiện tượng
$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}$
| Tan hoàn toàn trong nước.
| Quỳ tím chuyển màu xanh đậm.
$\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}$
| Tan một phần trong nước.
| Quỳ tím chuyển màu xanh nhạt.
$\mathrm{P}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_5$
| Tan hoàn toàn trong nước.
| Quỳ tím chuyển màu đỏ.

Trả lời câu hỏi:

Chuẩn bị: dung dịch $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{X}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$; dung dịch $\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$ loãng; ống nghiệm.
Tiến hành:
Thêm từng giọt dung dịch $\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{X}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$ vào ống nghiệm chứa dung dịch $\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$.
Quan sát hiện tượng và trả lời câu hỏi:
a) Viết phương trình hoá học của phản ứng.
b) Hãy so sánh độ mạnh, yếu giữa acid $\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$ và $\mathrm{H}{\phantom{X}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$.

Các oxide khi tác dụng với nước tạo thành hydroxide có tính base hoặc acid. Nói chung, hydroxide của các nguyên tố nhóm IA thể hiện tính base mạnh, hydroxide ứng với hoá trị cao nhất của các nguyên tố nhóm VIIA (trừ fluorine) thể hiện tính acid mạnh.

Bảng 7.2. Tính acid – base của oxide và hydroxide ứng với hoá trị cao nhất
của các nguyên tố chu kì 3
$\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}$
| $\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}$
| $\mathrm{A}\mathrm{l}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{X}}_2$
| $\mathrm{P}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_5$
| $\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{X}}_2\mathrm{O}{\phantom{X}}_7$
basic oxide
| basic oxide
| oxide
lưỡng tính
| acidic oxide
| acidic oxide
| acidic oxide
| acidic oxide
$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$
| $\mathrm{M}\mathrm{g}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{X}}_2$
| $\mathrm{A}\mathrm{l}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{H}{\phantom{X}}_2\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{X}}_3$
| $\mathrm{H}{\phantom{X}}_3\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{X}}_4$
| $\mathrm{H}{\phantom{X}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{X}}_4$
| $\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{X}}_4$
base mạnh
| base yếu
| hydroxide
lưỡng tính
| acid yếu
| acid
trung bình
| acid mạnh
| acid
rất mạnh

Chiều giảm tính base và tăng tính acid

Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, đồng thời tính acid của chúng tăng dần.