- 25 Tháng mười 2018
- 1,560
- 1,682
- 251
- 27
- Quảng Bình
- Đại học Sư phạm Huế
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
TÓM TẮT LÝ THUYẾT VỀ 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 tinh thể
Mạng tinh thể lục phương: Be, Mg
Lập phương tâm diện: Ca, Sr
Lập phương tâm khối: Ba
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (trừ Be) và biến đổi không theo một chiều.
- Độ cứng giảm dần từ Be → Ba (kim loại kiềm thổ cứng hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp)
- 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.
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 → M2+ + 2e
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.
2Mg + O2 →(to) 2MgO
- Khi đun nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic.
Ca + Cl2 →(to) CaCl2
- 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 →(to) 2BeO + Ti
2Mg + CO2 →(to) 2MgO + C
⇒ Không dùng CO2 để dập tắt đám cháy Mg.
2) Tác dụng với axit:
a. Tác dụng với HCl, H2SO4 (l) : Kim loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
b. Tác dụng với 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 tác dụng với 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
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 tinh thể
Mạng tinh thể lục phương: Be, Mg
Lập phương tâm diện: Ca, Sr
Lập phương tâm khối: Ba
II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (trừ Be) và biến đổi không theo một chiều.
- Độ cứng giảm dần từ Be → Ba (kim loại kiềm thổ cứng hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp)
- 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.
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 → M2+ + 2e
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.
2Mg + O2 →(to) 2MgO
- Khi đun nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic.
Ca + Cl2 →(to) CaCl2
- 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 →(to) 2BeO + Ti
2Mg + CO2 →(to) 2MgO + C
⇒ Không dùng CO2 để dập tắt đám cháy Mg.
2) Tác dụng với axit:
a. Tác dụng với HCl, H2SO4 (l) : Kim loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
b. Tác dụng với 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 tác dụng với 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