Kim loại kiềm thổ là gì? Công thức chung của oxit kim loại kiềm thổ? Tính chất của kim loại kiềm thổ là gì? Ứng dụng của kim loại kiềm thổ như nào? Bài tập kim loại kiềm thổ trong chương trình?… Trong bài viết dưới đây, hãy cùng DINHNGHIA.COM.VNtìm hiểu về chủ đề kim loại kiềm thổ là gì cũng như những nội dung liên quan nhé!
Nội dung bài viết
Kim loại kiềm thổ là gì?
- Các kim loại kiềm thổ, theo định nghĩa là một dãy các nguyên tố trong nhóm nguyên tố 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Điển hình như canxi, magiê, stronti, radi, berili hay bari.
- Nhìn chung các kim loại kiềm thổ được đặt tên theo các ôxít của chúng. Với các đất kiềm, có tên gọi cũ là berilia, magiêsia, strontia và baryta, vôi sống.
- Các kim loại này được gọi là kiềm thổ vì các thuộc tính tự nhiên trung gian của chúng giữa các chất kiềm (còn gọi là ôxít của các kim loại kiềm) và các loại đất hiếm (còn gọi là ôxít của các kim loại đất hiếm)
Vị trí cấu tạo của kim loại kiềm thổ
Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn:
- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA trong bảng tuần hoàn hóa học
- Cụ thể, trong một chu kì, kiềm thổ đứng sau kim loại kiềm.
- Kim loại kiềm thổ bao gồm: Beri (Be); Magie (Mg); Canxi (Ca); Stronti ( Sr); Bari (Ba) hay Rađi (Ra) (Trong đó Rađi là nguyên tố phóng xạ không bền).
Tính chất vật lý của kim loại kiềm thổ là gì?
- Màu sắc: Kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám nhạt.
- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp.
- Độ cứng có cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn thấp.
- Khối lượng riêng tương đối nhỏ, là những kim loại nhẹ hơn nhôm (trừ Ba)
Lưu ý: Trừ Be và Mg, nhìn chung các kim loại kiềm thổ tự do và hợp chất dễ bay hơi, cháy khi đưa vào ngọn lửa không màu, và làm cho ngọn lửa có màu đặc trưng.
- Ca : Màu đỏ da cam • Sr : Màu đỏ son
- Ba : Màu lục hơi vàng
Mạng tinh thể
- Be, Mg: lục phương
- Ca: lập phương tâm diện
- Ba: lập phương tâm khối
- Sr: lập phương tâm diện
Các đại lượng vật lý của nhóm IIA biến đổi không theo quy luật và một số tính chất hóa học thể hiện khác nhau.
Trạng thái tự nhiên
- Đôlomit: CaCO3.MgCO3
- Canxi: CaCO3
- Magierit: MgCO3
- Đá xà vân: MgSiO3
Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ là gì?
- 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+
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 ΔH= −610KJ/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.
Ví dụ:
Ca+Cl2→ CaCl2
2Mg+Si→ Mg2Si
- Do có ái lực lớn hơn oxi, khi đun nóng các kim loại kiềm thổ khử được nhiều oxit bền (CO2,SiO2,Al2O3,Cr2O3,…).
Ví dụ:
2Mg+CO2→ 2MgO+C
Tác dụng với axit
- Tác dụng với HCl,H2SO4(l) : Kim loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg+2H+→ Mg2++H2
- Tác dụng với HNO3,H2SO4 đặc : Khử N5+,S6+ thành các hợp chất mức oxi hoá thấp hơn.
4Ca+10HNO3(l)→ 4Ca(NO3)2+NH4NO3+3H2O
Mg+4HNO3(d)→ Mg(NO3)2+2NO2+2H2O
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(nc)→ Na2BeO2+H2
Ứng dụng và điều chế kim loại kiềm thổ
Ứng dụng của kim loại kiềm thổ là gì?
- Kim loại Be: Được dùng làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn.
- Kim loại Ca: Được 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, cụ thể là tạo hợp kim có tính cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô… Bên cạnh đó, 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.
Cách 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→ dpncCa+Cl2
MgCl2→ dpncMg+Cl2
- Một số phương pháp khác:
+) Dùng than cốc khử MgO; CaO từ đôlomit 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
Xem thêm:
- Tính chất hóa học của kim loại và Một số đặc điểm chung của kim loại
- Chuyên đề phương pháp nhận biết các chất hóa học
- Phương pháp điều chế kim loại và các dạng bài tập liên quan
Như vậy, bài viết trên đây của DINHNGHIA.COM.VN đã tổng hợp kiến thức về chủ đề kim loại kiềm thổ là gì cũng như những nội dung liên quan. Hy vọng qua bài viết, bạn đã nắm rõ khái niệm, tính chất cũng như ứng dụng của kim loại kiềm thổ là gì. Chúc bạn luôn học tốt!
