Kim Loại Kiềm Thổ
Có thể bạn quan tâm
KIM LOẠI KIỀM THỔ
I. VỊ TRÍ CẤU TẠO
1) Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn
- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn; trong một chu kì, kiềm thổ đứng sau kim loại kiềm.
- Kim loại kiềm thổ gồm: Beri (Be); Magie (Mg); Canxi (Ca); Stronti ( Sr); Bari (Ba); Rađi (Ra) (Rađi là nguyên tố phóng xạ không bền).
2) Cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm thổ
Nguyên tố | Be | Mg | Ca | Sr | Ba |
Cấu hình electron | [He]2s2 | [Ne]3s2 | [Ar]4s2 | [Kr]5s2 | [Xe]6s2 |
Bán kính nguyên tử (nm) | 0,089 | 0,136 | 0,174 | 0,191 | 0,220 |
Năng lượng ion hóa I2 (kJ/mol) | 1800 | 1450 | 1150 | 1060 | 970 |
Độ âm điện | 1,57 | 1,31 | 1,00 | 0,95 | 0,89 |
Thế điện cực chuẩn E◦M2+/M(V) | -1,85 | -2,37 | -2,87 | -2,89 | -2,90 |
Mạng tinh thể | Lục phương | Lập phương tâm diện | Lập phương tâm khối |
* Lưu ý :
+ Be tạo nên chủ yếu những hợp chất trong đó liên kết giữa Be với các nguyên tố khác là liên kết cộng hóa trị.
+ Ca, Sr, Ba và Ra chỉ tạo nên hợp chất ion.
+ Bằng phương pháp nhiễu xạ Rơghen, người ta xác định được rằng trong một số rất ít hợp chất kim loại kiềm thổ có thể có số oxi hóa +1. Thí dụ : Trong hợp chất CaCl được tạo nên từ CaCl2 và Ca (ở 1000◦C )
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Màu sắc : kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám nhạt.
- Một số tính chất vật lý quan trọng của kim loại kiềm thổ :
Nguyên tố | Be | Mg | Ca | Sr | Ba |
Nhiệt độ nóng chảy (◦C) | 1280 | 650 | 838 | 768 | 714 |
Nhiệt độ sôi (◦C) | 2770 | 1110 | 1440 | 1380 | 1640 |
Khối lượng riêng (g/cm3) | 1,85 | 1,74 | 1,55 | 2,6 | 3,5 |
Độ cứng (lấy kim cương = 10) |
| 2,0 | 1,5 | 1,8 |
|
* Nhận xét
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (trừ Be) và biến đổi không theo một chiều. Vì các nguyên tố có cấu trúc tinh thể khác nhau Be, Mg, Caβ có mạng lưới lục phương ; Caα và Sr có mạng lưới lập phương tâm diện ; Ba lập phương tâm khối.
- Độ cứng : kim loại kiềm thổ cứng hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp ; độ cứng giảm dần từ Be → Ba (Be cứng nhất có thể vạch được thủy tinh ; Ba chỉ hơi cứng hơn chì).
- Khối lượng riêng : tương đối nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ Ba).
* Lưu ý : Trừ Be, Mg ; các kim loại kiềm thổ tự do và hợp chất dễ bay hơi, cháy khi đưa vào ngọn lửa không màu, làm cho ngọn lửa có màu đặc trưng.
• Ca : màu đỏ da cam • Sr : màu đỏ son
• Ba : màu lục hơi vàng.
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, yếu hơn so với kim loại kiềm. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng từ Be → BA.
M – 2e → M2+
1) Tác dụng với phi kim
- Khi đốt nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy tạo oxit, phản ứng phát ra nhiều nhiệt.
Ví dụ : 2Mg + O2 2MgO ∆H= - 610 KJ/mol
- Trong không khí ẩm Ca, Sr, Ba tạo nên lớp cacbonat (phản ứng với không khí như oxi) cho nên cần cất giữ các kim loại này trong bình rất kín hoặc dầu hỏa khan.
- Khi đun nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, siliC.
Ca + Cl2 →CaCl2
Mg + Si →Mg2Si
- Do có ái lực lớn hơn oxi, khi đun nóng các kim loại kiềm thổ khử được nhiều oxit bền (B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3,).
2Be + TiO2 → 2BeO + Ti
2Mg + CO2 → 2MgO + C
2) Tác dụng với axit:
A. HCl, H2SO4 (l) : Kim loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
B. HNO3,H2SO4 đđ : Khử N+5, S +6 thành các hợp chất mức oxi hoá thấp hơn.
4Ca + 10HNO3 (l) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Mg + 4HNO3 đđ → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3) Tác dụng với nước:
- Ca, Sr, Ba tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo dung dịch bazơ:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑
- Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành MgO.
Mg + H2O → MgO + H2↑
- Be không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao vì có lớp oxit bền bảo vệ. Nhưng Be có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo berilat:
Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2
Be + 2NaOH(nóng chảy) → Na2BeO2 + H2
IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ
1) Ứng dụng
- Kim loại Be: làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn.
- Kim loại Ca: dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép, làm khô 1 số hợp chất hữu cơ.
- Kim loại Mg có nhiều ứng dụng hơn cả: tạo hợp kim có tính cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô… Mg còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hóa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm dùng trong pháo sáng, máy ảnh.
2) Điều chế kim loại kiềm thổ
- Trong tự nhiên, kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại dạng ion M2+ trong các hợp chất.
- Phương pháp cơ bản là điện phân muối nóng chảy của chúng.
Ví dụ: CaCl2 → Ca + Cl2↑
MgCl2 → Mg + Cl2↑
- Một số phương pháp khác:
+ Dùng than cốc khử MgO; CaO từ đolomit bằng febositic (hợp chất Si và Fe ) ở nhiệt độ cao và trong chân không.
MgO + C → Mg + CO
CaO + 2MgO + Si → 2Mg + CaO.SiO2
+ Dùng nhôm hay magie khử muối của Ca, Sr, Ba trong chân không ở 1100◦C→1200◦C.
2Al + 4CaO → CaO.Al2O3 + 3Ca
2Al + 4SrO → SrO. Al2O3 + 3Sr
2Al + 4BaO → BaO. Al2O3 + 3Ba
BÀI TẬP
Câu 1: Cho 2 gam một kim loại thuộc nhóm IIA tác dụng hết với dung dịch HCl tạo ra 5,55 gam muối clorua. Kim loại đó là kim loại nào sau đây?
A. Be. B. Mg. C. Ca. D. Ba.
Câu 2: Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử kim loại kiềm thổ có số electron hoá trị là
A. 1e. B. 2e. C. 3e. D. 4e.
Câu 3: Để oxi hoá hoàn toàn một kim loại M hoá trị II thành oxit phải dùng một lượng oxi bằng 40% lượng kim loại đã dùng. Kim loại M là
A. Zn. B. Mg. C. Ca. D. Ba.
Câu 4: Nung hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại kế tiếp nhau trong nhóm IIA tới khối lượng không đổi thu được 2,24 lít CO2 (đktc) và 4,64 gam hỗn hợp hai oxit. Hai kim loại đó là
A. Mg và Ca. B. Be và Mg. C. Ca và Sr. D. Sr và Ba.
Câu 5: Cho 18,4 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại thuộc nhóm IIA ở hai chu kì liên tiếp tác dụng hết với dung dịch HCl. Cô cạn dung dịch sau khi phản ứng thu được 20,6 gam muối khan. Hai kim loại đó là
A. Be và Mg. B. Mg và Ca. C. Ca và Sr. D. Sr và Ba.
ĐÁP ÁN
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C | B | C | A | B |
Từ khóa » Nguyên Tố Kiềm Thổ
-
Kim Loại Kiềm Thổ – Wikipedia Tiếng Việt
-
Kim Loại Kiềm Thổ Là Gì? Cấu Tạo Và Tính Chất ... - Marathon Education
-
Kim Loại Kiềm Thổ Là Gì? - LaGi.Wiki
-
Vị Trí Và Cấu Tạo Của Kim Loại Kiềm Thổ
-
Các Kim Loại Kiềm Thổ - Nắm Vững Kiến Thức Hóa Học 12
-
Kim Loại Kiềm Thổ Là Gì?
-
Lý Thuyết Kim Loại Kiềm Thổ Và Hợp Chất Quan Trọng ...
-
Tìm Hiểu Về Kim Loại Kiềm Thổ Cũng Như Cách điều Chế
-
Kim Loại Kiềm Thổ Là Gì? Vị Trí Cấu Tạo Và Tính Chất Của Kim Loại Nhóm IIA
-
VỊ TRÍ, CẤU TẠO, TÍNH CHẤT, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA KIM ...
-
Các Nguyên Tố Kim Loại Kiềm Thổ - Tài Liệu Text - 123doc
-
Các Tính Chất Của Kim Loại Kiềm Thổ Là Gì?
-
Kim Loại Kiềm Thổ | Khái Niệm Hoá Học - Chemical Equation Balancer