Tổng quát lý thuyết về kim loại kiềm thổ

Bạn đang tìm một tài liệu giúp bạn tổng quát lý thuyết kim loại kiềm thổ? Cunghocvui viết nên bài viết này để giúp đỡ bạn thuận lợi trong việc học, giúp bạn tổng quát nhanh chóng những kiến thức liên quan như kim loại kiềm và kiềm thổ là gì, tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ cũng như tính chất vật lý của chúng,...

I) Kim loại kiềm thổ

1) Kim loại kiềm và kiềm thổ

Kim loại kiềm và kiềm thổ là hai dãy nguyên tố hóa học liền kề nhau, cùng tìm hiểu xem ở phần 1) sự giống và khác nhau của hai dãy nguyên tố hóa học này nhé!

a) Kim loại kiềm là gì?

- Kim loại kiềm là những nguyên tố hóa học thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn.

- Nguyên tố là kim loại kiềm khi trong nguyên tử lớp ngoài cùng có 1 electron, ứng với cấu hình tổng quát là \(ns^1\).

♦ Lưu ý: Franxi tuy thuộc nhóm IA nhưng vì nó là nguyên tố phóng xạ nhân tạo không bền nên trong chường trình hóa học phổ thông không tìm hiểu.

Có thể bạn quan tâm: Lý thuyết về kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

b) Kim loại kiềm thổ là gì?

- Kim loại kiềm thổ là một dãy các nguyên tố hóa học thuộc nhóm IIA trong bảng tuần hoàn.

- Nguyên tố là kim loại kiềm thổ khi trong nguyên tử lớp ngoài cùng có 2 electron.

2) Ví trí

- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA

- Bao gồm Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.

3) Cấu tạo

- Cấu hình e chung là \(ns^2\), thuộc nhóm s, hai e lớp ngoài cùng dễ tách ra tạo thành cation \(M^{+2}\)

- Kim loại kiềm thổ có cấu tạo khác nhau, dựa vào từng mạng tinh thể như:

• Be, Mg: Lục phương.
• Ca: Lập phương tâm diện.
• Ba: Lập phương tâm khối.
• Sr: Lập phương tâm diện.

II) Tính chất

1) Tính chất vật lý của kim loại kiềm thổ

- Màu sắc: Có màu trắng bạc hoặc xám nhạt.

- Có độ cứng thấp nhưng cao hơn kim loại kiềm.

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp (trừ Be)

- Khối lượng riêng tương đối nhỏ, nhẹ hơn nhôm (Al) nhưng trừ Ba.

♦ Lưu ý: Các đại lượng vật lý của nhóm IIA biến đổi không theo quy luật và một số tính chất hóa học cũng được thể hiện khác nhau.

2) Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ

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 dần.

Phương trình trao đổi ion của kim loại kiềm thổ:

\(M-2e \rightarrow M^{2+}\)

a) Tác dụng với phi kim

\(2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO\)

Chú ý:

- Với Ca, Sr, Ba trong không khí ẩm tạo nên lớp cacbonat phản ứng với oxi như không khí nên cần cho những kim loại này trong bình rất kín hoặc dầu hỏa khan.

- Do có ái lực lớn hơn oxi nên khi đun nóng các kim loại kiềm thổ khử được nhiều oixt bền.

b) Tác dụng với axit

Khi kim loại kiềm thổ tác dụng với axit ở hai trạng thái khác nhau sẽ dẫn đến hai phản ứng và hai sản phẩm khác nhau.

• Với \(HCl, H_2SO_4 (l)\): Kim loại kiềm khử ion \(H^+\) thành \(H_2\)

Phương trình ion của quá trình khử:

\(Ba + 2H^+ \rightarrow Ba^{2+} + H_2\)

• Với \(HNO_3, H_2SO_4đ đ\): Khử \(N^{+5}, S^{+6}\) thành các hợp chất mức oxi hóa thấp hơn.

Phương trình hóa học:

\(Mg + 4HNO_3đ đ \rightarrow Mg(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O\)

c) Tác dụng với nước

- Ca, Sr, Ba tác dụng với nước ngay ở nhiệt độ thường, tạo ra dung dịch bazo.

- Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành MgO.

- Riêng Be không tan ngay cả ở nhiệt độ cao vì có lớp oxit bền bảo vệ.

III) Ứng dụng

- Với Be người ta dùng làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, bền, chắc và không bị ăn mòn.

- Với Ca dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép để tránh bị ăn mòn.

- Với Mg thì ứng dụng nhiều hơn so với kim loại kiềm thổ khác, nó được dùng tạo hợp kim có tính cứng, nhẹ bền để chế tạo máy bay. Nó cũng được dùng để tổng hợp chất hữu cơ. Với bột Mg khi trộn chung với chất oxi hóa thì tạo sáng ban đêm dùng trong pháo sáng và máy ảnh.

IV) Bài tập kim loại kiềm thổ

Bài tập 1: Mô tả nào dưới đây không phải nói về nguyên tố nhóm IIA

A. Cấu hình e hóa trị là \(ns^2\)

B. Tinh thể có cấu trúc lục phương.

C. Gồm các nguyên tố Be, Mg, Ca, Sr, Ba.

D. Mức oxi hóa đặc trưng trong các hợp chất nhóm IIA là +2.

Hướng dẫn

Chọn B.

Bài tập 2: Cho các phát biểu sau

(1) Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, các kim loại kiềm thổ (từ Be đến Ba) có nhiệt độ nóng chảy giảm dần.

(2) Kim loại Ba có kiểu mạng tinh thể lập phương.

(3) Kim loại Mg có ứng dụng ít hơn cả so với các kim loại trong nhóm kiềm thổ.

(4) Ca tác dụng với nước ngay ở nhiệt độ thường.

Có bao nhiêu phát biểu đúng?

A. 2

B. 3

C. 4

D. 1

Hướng dẫn

Chọn D.

Bài tập 3: Khi nước ở điều kiện thường, các kim loại kiềm thổ nào phản ứng được?

A. Mg, Sr, Ba

B. Sr, Ca, Ba

C. Ba, Mg, Ca

D. Ca, Be, Sr

Hướng dẫn

Chọn B.

Xem thêm >>> Bài 25. Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

                         Bài 26. Kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ

Trên đây là bài viết tổng hợp kiến thức lý thuyết về kim loại kiềm thổ mà Cunghocvui muốn gửi đến cho bạn, hy vọng bài viết sẽ giúp ích được nhiều cho bạn trong quá trình học tập. Chúc bạn học tập tốt <3