Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 10

NHÓM IIA - Bao gồm những nguyên tố: berili(Be), magie(Mg), canxi(Ca), stronti(Sr), bari(Ba) và rađi(Ra). - Chúng được gọi là kim loại kiềm thổ vì một mặt các oxit CaO, SrO và BaO tan được trong nước cho dung dịch kiềm mạnh và mặt khác các oxit đó có độ tan bé và độ bền nhiệt cao, nghĩa là có tính chất của chất mà các nhà giả kim thuật ngày xưa gọi là “thổ”. * Một số đặc điểm của nguyên tử kim loại kiềm thổ: Be Mg Ca Sr Ba Ra Số thứ tự 4 12 20 38...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 10 Chương10 – Nguyên tố và các chất nhóm IICHƯƠNG 10 – NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM II10.1. NHÓM IIA - Bao gồm những nguyên tố: berili(Be), magie(Mg ), canxi(Ca ), stronti(Sr),b ari(Ba ) và rađi(Ra). - Chúng được gọi là kim loại kiềm thổ vì một mặt các oxit CaO, SrO vàBaO tan được trong nước cho dung dịch kiềm mạnh và mặt khác các oxit đó cóđộ tan bé và độ bền nhiệt cao, nghĩa là có tính chất của chất mà các nhà giả kimthuật ngày xưa gọi là “thổ”. * Một số đặc điểm của nguyên tử kim loại kiềm thổ: Be Mg Ca Sr Ba Ra Số thứ tự 4 12 20 38 56 88 2 2 2 2 2 7s2 Cấu hình electron hoá trị 2s 3s 4s 5s 6s Bán kính nguyên tử R(Å ) 1,13 1,6 1,97 2,15 2,21 2,35 2+ Bán kính ion R (Å) 0,34 0,74 1,04 1,2 1,3 1,44 N ăng lượng ion hoá I1(eV) 9,32 7,64 6,11 5,96 5,21 5,28 I2(eV) 18,21 15,03 11,87 10,93 9,95 10,10 Thế điện cực chuẩn E0 (V) -1,85 -2,37 -2,87 -2,89 -2,9 -2,92 - Do có 2 electron hoá trị ns2 ở ngoài lớp vỏ nên các kim loại kiềm thổ đềud ễ mất electron đó để tạo thành ion M2+. Do vậy các kim loại kiềm thổ đều cótính khử mạnh và tính khử tăng dần từ Be đ ến Ra. Tuy nhiên, so với các kimlo ại kiềm cùng chu kỳ thì kém hoạt động hơn vì có điện tích hạt nhân lớn hơn vàb án kính bé hơn. - Các kim loại kiềm thổ chỉ có số oxi hoá +2. Be tạo nên chủ yếu liên kếtcọng hoá trị với các nguyên tố khác trong hợp chất. Ca, Sr, Ba, Ra chỉ tạo nênhợp chất ion. - Các ion kim lo ại kiềm thổ đều không có màu, nhiều hợp chất của kim loạikiềm thổ ít tan trong nước. - Trong các nguyên tố cùng nhóm, Be khác với các kim loại kiềm thổnhiều, Be giống nhiều với Al, còn Mg giống nhiều với Zn.10.1.1. Đơn chất * Tính chất lý học Sự biến đổi tính chất lý học của kim loại kiềm thổ giống như kim loại kiềmnhưng trong kim lo ại kiềm thổ liên kết kim loại mạnh hơn trong kim lo ại kiềm(cùng chu kỳ). - Các kim loại kiềm thổ đều có màu trắng bạc hoặc xám nhạt, trừ Be và Mgvẫn giữ được ánh kim trong không khí, các kim loại còn lại đều bị mờ nhanhchóng do b ị phủ một màng mỏng màu vàng nhạt gồm oxit MO, một phần peoxitMO 2 và nitrua M3N 2. * Một số hằng số vật lý quan trọng: Be Mg Ca Sr Ba 0 N hiệt độ nóng chảy ( C) 1280 650 850 770 710 0 N hiệt độ sôi ( C) 2507 1100 1482 1380 1500 165Hoá vô cơ Chương10 – Nguyên tố và các chất nhóm II K hối lượng riêng (g/cm3) 1,86 1,74 1,55 2 ,6 3,6 Độ dẫn điện (Hg=1) 5 21 20,8 4 1,5 Độ âm điện 1,5 1,2 1,0 1 ,0 0,9 - N hiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn và biến đổi không đều nhưcác kim loại kiềm vì các kim loại kiềm thổ có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau(kim loại kiềm có cùng một loại mạng tinh thể): Be, Mg và Ca- có mạng lướilục phương, Ca- và Sr: lập phương tâm d iện, Ba: lập phương tâm khối. - Các kim loại kiềm thổ dẫn điện khá tốt (Mg, Ca tương đương kim loạikiềm) mặc d ù phân lớp s đ ã được lấp đầy e-, đó là do vùng s và p trong kim loạikiềm thổ đ ã che phủ nhau tạo thành vùng chưa có đủ e- làm cho kim loại dẫnđ iện tốt. - Các kim loại kiềm thổ có độ cứng khác nhau, cứng nhất là Be, ở điều kiệnthường Be giòn nhưng khi đun nóng lại dẻo, Mg dẻo có thể dát mỏng và kéo sợi,đ ến Ba thì chỉ hơi cứng hơn chì. - Trừ Be và Mg, các kim loại kiềm thổ tự do và các hợp chất d ễ bay hơi củachúng khi đưa vào ngọn lưả không màu cũng làm cho ngọn lửa có màu đặctrưng như: Ca có màu đỏ d a cam, Sr: màu đỏ son, Ba: màu lục hơi vàng. - Ra có tính phóng xạ tự nhiên. * Trạng thái thiên nhiên Các kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại trong thiên nhiên ở dạng hợp chất. - Be là nguyên tố tương đối hiếm (0,001% tổng số nguyên tử trong vỏ Quảđ ất), tồn tại chủ yếu trong khoáng vật berin (3BeO.Al2O3.6SiO2). - Mg và Ca thuộc loại nguyên tố phổ biến nhất: + Mg (1,4% tổng số nguyên tử trong vỏ Quả đất) tồn tại trong các khoángvật như đolomit (MgCO3.CaCO3), magiezit (MgCO3), cacnalit(KCl.MgCl2.6H2O). + Ca (1,5% tổng số nguyên tử trong vỏ Quả đất) tồn tại trong canxit, đávôi, đá phấn CaCO3, thạch cao (CaSO 4.2H2O), florit (CaF2), apatit (Ca5(PO4)X)... Ngoài ra, Ca còn có trong xương động vật, trong mô thực vật và nước thiên ...