Kiến thức

Kim loại kiềm thổ là gì? Định nghĩa, khái niệm

Kim loại kiềm thổ là gì?

Kim loại kiềm thổ 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.

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)

Bạn đang xem: Kim loại kiềm thổ là gì? Định nghĩa, khái niệm

Vị trí cấu tạo của kim loại kiềm thổ

  • 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).

Xem thêm: Bài tập C++ có giải (code mẫu) về biến, kiểu dữ liệu và toán tử

Tính chất vật lý của kim loại kiềm thổ

  • 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

Xem thêm: Cách giải Bài tập về tốc độ phản ứng hay, chi tiết

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 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

Xem thêm: Phương pháp giải và tính nhẩm nghiệm phương trình bậc 2

Ứng dụng và điều chế kim loại kiềm thổ

  • 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.

Người đăng: hoy


Time: 2020-09-22 09:41:31

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button