Các kim loại kiềm thổ – Nắm vững kiến thức hóa học 12
Ghi chú: Tài liệu trích dẫn
Kim loại kiềm thổ là gì? Các kim loại kiềm thổ có khác gì nhiều so với các kim loại kiềm? Không ít bạn trong quá trình học bị nhầm lẫn giữa 2 phần kiến thức này. Hôm nay, Vietlearn sẽ chia sẻ nội dung tổng hợp kiến thức về kim loại kiềm thổ để nắm vững kiến thức này nhé! Đừng bỏ lỡ những giây phút khám phá thú vị với hóa học ngay sau đây!
Vị trí cấu tạo của các kim loại kiềm thổ
Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm nào?
Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn
Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA trong bảng tuần hoàn hóa học bà đứng sau kim loại kiềm trong một chu kỳ.
Các nguyên tố thuộc kim loại kiềm thổ gồm có: Beri (Be), Magie (Mg), Canxi (Ca), Stronti (Sr), Bari (Ba), Rađi (Ra)*.
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
Một số lưu ý :
Với hợp chất có thành phần Be, liên kết giữa Be với các nguyên tố khác là liên kết cộng hóa trị.
Ca, Sr, Ba và Ra là các nguyên tố kim loại kiềm thổ chỉ tạo nên hợp chất ion.
Tính chất vật lý của kim loại kiềm thổ
Các kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám nhạt. Một số tính chất vật lý của kim loại kiềm thổ được thể hiện trong bảng sau:
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
Hầu hết các nguyên tố đều có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp ( chỉ trừ Be), biến đổi không theo một chiều.
Kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp, nhưng vẫn cứng hơn kim loại kiềm. Độ cứng giảm dần theo chiều từ Be → Ba
Khối lượng riêng của kim loại kiềm thổ tương đối nhỏ, đa số nhẹ hơn nhôm (trừ Ba).
Tính chất hóa học của các kim loại kiềm thổ
Các kim loại kiềm thổ đều tan trong nước có đúng không?
Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, nhưng lại yếu hơn so với kim loại kiềm. Tính khử tăng dần từ Be → BA.
M – 2e → M2+
Tác dụng với phi kim
Khi đốt nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy và tạo oxit, phát ra nhiều nhiệt, chẳng hạn như phương trình: 2Mg + O2 → 2MgO ∆H= – 610 KJ/mol
Trong điều kiện không khí ẩm Ca, Sr, Ba phản ứng với không khí như oxi tạo nên lớp cacbonat. Do vậy cần bảo quản kim loại kiềm thổ này trong bình kín hay trong dầu hỏa khan.
Các kim loại kiềm thổ có khả năng tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, siliC trong điều kiện nhiệt độ cao. Chẳng hạn như:
Ca + Cl2 → CaCl2
Mg + Si → Mg2Si
Khi được đun nóng, kim loại kiềm thổ có thể khử nhiều oxit bền như: B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3,
2Be + TiO2 → 2BeO + Ti
2Mg + CO2 → 2MgO + C
Tác dụng với axit
Khi kim loại kiềm tác dụng với HCL hay H2SO4 loãng, ion H+ sẽ được khử thành H2: Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
Khi kim loại kiềm tác dụng với HNO3 hay H2SO4 đặc sẽ có phản ứng khử N+5, S+6 thành các hợp chất mức oxi hóa thấp hơn.
4Ca + 10HNO3 (l) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Mg + 4HNO3 đđ → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Tác dụng với nước
Các kim loại kiềm thổ: Ca, Sr, Ba khi tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo ra dung dịch bazơ: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑
Mg không tan trong nước lạnh nhưng tan chậm trong nước nóng tạo hỗn hợp MgO:
Mg + H2O → MgO + H2↑
Do có lớp oxit bảo vệ, Be không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao, có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo berilat:
Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2
Be + 2 NaOH(nóng chảy) → Na2BeO2 + H2
Ứng dụng và điều chế
Điện phân muối nóng chảy là phương pháp điều chế kim loại kiềm thổ
Ứng dụng
Trong thực tế, kim loại kiềm thổ có nhiều ứng dụng như: làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, không bị ăn mòn (Be); dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép; dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ,…
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 điều chế cơ bản là điện phân muối nóng chảy của chúng.
CaCl2 → Ca + Cl2↑
MgCl2 → Mg + Cl2↑
Ngoài ra, còn một số phương pháp khác như dùng than cốc khử MgO, CaO,…
Lời kết,
Trên đây là một số thông tin về các kim loại kiềm thổ mà Vietlearn chúng tôi muốn chia sẻ đến các bạn. Hy vọng bài viết bổ ích sẽ góp phần củng cố lại kiến thức đã học và có thêm một số khám phá mới mẻ. Chắc hẳn các câu hỏi như Kim loại nào sau đây là kim loại kiềm thổ sẽ không làm khó bạn được nữa. Chúc các bạn đạt kết quả học tập tốt nhé!
Xem thêm các bài viết khác cùng chủ đề:
Tính chất hóa học đặc trưng của Kim loại là gì – Hóa học lớp 9
Hóa học 12 – Nắm vững kiến thức chuẩn bị cho kỳ thi Đại học
Dãy hoạt động hóa học của kim loại đầy đủ lớp 9 -Vietlearn
Tính chất hóa học của phi kim – Những lưu ý khi họ