Tính chất của Kim loại kiềm thổ: Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng chi tiết nhất - Hoá học lớp 12

Tính chất của Kim loại kiềm thổ: Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng chi tiết nhất

Tài liệu Tính chất của Kim loại kiềm thổ: Tính chất hóa học, vật lí, Điều chế, Ứng dụng chi tiết nhất Hoá học lớp 12 sẽ tóm tắt kiến thức trọng tâm về Tính chất của Kim loại kiềm thổ từ đó giúp học sinh ôn tập để nắm vứng kiến thức môn Hoá học lớp 12.

I. Vị trí, cấu tạo

1. Vị trí

    - 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

II. Tính chất vật lý

    - Kim loại kiềm IIA gồm: Be: [He]2s², Mg: [Ar]3s², Ca: [Ar]4s², Sr: [Kr]5s², Ba: [Xe]6s².

    - Là những chất rắn màu trắng bạc hoặc xám nhạt, có ánh bạc, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

    - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tương đối thấp (cao hơn kim loại kiềm).

    - 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, độ cứng tuy cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn nhỏ hơn nhôm.

    Thế điện cực chuẩn:

III. Tính chất hóa học

    - Kim loại nhóm IIA là chất khử mạnh nhưng yếu hơn so với kim loại kiềm. Trong các hợp chất chúng có số oxi hóa +2.

    - Tính khử tăng từ Be đến Ra:

M – 2e → M²⁺

1. Tác dụng với phi kim

    - Ở t^o thường, Be và Mg bị oxi hóa chậm tạo thành lớp màng oxit bảo vệ, các kim loại còn lại tác dụng với mạnh hơn.

    - Khi đốt nóng tất cả các kim loại nhóm IIA đều cháy thành oxit.

2M + O₂ → 2MO

    Ví dụ:

2Ca + O₂ → 2CaO

    - Với halogen: phản ứng dễ dàng ở nhiệt độ thường

M + X₂ → MX₂

    Ví dụ:

Mg + Cl₂ → MgCl₂

    - Với phi kim kém hoạt động phải đun nóng:

2. Tác dụng với nước H₂O

    - 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

3. Tác dụng với axit

    - Axit không có tính oxi hóa, khử H⁺ thành H₂

M + 2H⁺ → M²⁺ + H₂↑

    Ví dụ:

Ca + 2HCl → CaCl₂ + H₂

    - Khử N⁺⁵, S⁺⁶ thành các hợp chất mức oxi hoá thấp hơn.

4M + 10HNO₃ (l) → 4M(NO₃)₂ + 3H₂O + NH₄NO₃

    Ví dụ:

4Ca + 10HNO₃ (l) → 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Mg + 4HNO₃ đđ → Mg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

4. Ứng dụng, điều chế

    a. 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.

    b. Điều chế

        + Điện phân nóng chảy muối halogenua

       + Ví dụ:

CaCl₂ → Ca + Cl₂↑

MgCl₂ → Mg + Cl₂↑