Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 11

NHÓM IA Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA của bảng hệ thống tuần hoàn, bao gồm: liti(Li), natri(Na), kali(K), rubiđi(Rb), xesi(Cs) và franxi(Fr). Chúng được gọi là kim loại kiềm vì hiđroxit của chúng là chất kiềm mạnh. Trong đó có franxi là nguyên tố phóng xạ tự nhiên. * Một số đặc điểm của nguyên tử các kim loại kiềm: Li Na K Rb Cs Fr Số thứ tự 3 11 19 37 55 87 1 1 1 1 1 Electron hoá trị 2s 3s 4s 5s 6s 7s1 Bán kính nguyên tử R (Å) 1,55 1,89 2,36...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 11 Chương11 – Nguyên tố và các chất nhóm ICHƯƠNG 11 – NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM I11.1. NHÓM IA Các kim lo ại kiềm thuộc nhóm IA của bảng hệ thống tuần hoàn, bao gồm:liti(Li), natri(Na), kali(K ), rubiđi(Rb), xesi(Cs) và franxi(Fr). Chúng được gọilà kim lo ại kiềm vì hiđroxit của chúng là chất kiềm mạnh. Trong đó có franxi lànguyên tố phóng xạ tự nhiên. * Một số đặc điểm của nguyên tử các kim loại kiềm: Li Na K Rb Cs Fr Số thứ tự 3 11 19 37 55 87 1 1 1 1 1 7s1 Electron hoá trị 2s 3s 4s 5s 6s Bán kính nguyên tử R (Å) 1,55 1 ,89 2,36 2,48 2,68 2,80 + Bán kính ion R (Å ) 0,68 0 ,98 1,33 1,49 1,65 1,78 Nănglượng ion hoá I1 (eV) 5,39 5 ,14 4,34 4,18 3,89 - Thế điện cực chuẩn E0 (V) -3,02 -2,71 -2,92 -2,99 -2,92 - - D o có 1 electron ở lớp ngoài cùng, ngoài cấu hình bền của khí hiếm nêncác nguyên tử kim loại kiềm dễ nhường electron hoá trị, tạo thành ion dương M+, thể hiện tính khử mạnh, tính chất của kim loại điển hình. Vì vậy năng lượngion hoá I1 rất thấp. - N hóm kim loại kiềm có nhiều tính chất giống nhau và biến đổi đều đặn từLi đến Fr. Tuy nhiên, ở trong đó Li có nhiều khác biệt hơn so với trong nhóm.V í dụ: Li có E0 âm hơn các kim lo ại kiềm khác, một số hợp chất của Li ít tanhơn so với hợp chất của các kim loại kiềm khác. - Các kim loại kiềm chủ yếu tạo hợp chất ion với số oxi hoá duy nhất là +1.11.1.1. Đơn chất * Tính ch ất lý học - Kim lo ại kiềm có mạng tinh thể lập phương tâm khối, màu trắng bạc và cóánh kim, ánh kim này bị mờ nhanh chóng trong không khí. * Một số hằng số vật lý quan trọng: Li Na K Rb Cs 0 N hiệt độ nóng chảy ( C) 180 98 64 39 29 0 N hiệt độ sôi ( C) 1317 883 760 689 666 3 Tỷ khối (g/cm ) 0,53 0,97 0,86 1,53 1,87 + Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, giảm dần từ Li đ ến Cs do liênkết kim loại yếu và càng yếu dần khi kích thước nguyên tử tăng. + Các kim loại kiềm đều nhẹ, Li nổi lên trên dầu hoả, Na và K nổi trênnước. Các kim loại kiềm đều mềm, có thể cắt bằng dao. Tính mềm của kim loạikiềm có liên quan với liên kết yếu ở trong mạng lưới tinh thể của kim loại. - Kim lo ại kiềm có độ dẫn điện cao, do có vùng s chỉ mới bị chiếm một nửasố electron. - K im loại kiềm ở trạng thái tự do hay hợp chất dễ bay hơi của chúng khiđ ưa vào ngọn lửa không màu làm cho ngọn lửa có màu đặc trưng như: Li cho 184Hoá vô cơ Chương11 – Nguyên tố và các chất nhóm Imàu đỏ tía, Na màu vàng, K màu tím, Rb màu tím hồng, Cs m àu xanh lam ...H iện tượng này được giải thích như sau: ở trong ngọn lửa, các electron củanguyên tử và ion kim lo ại kiềm đ ược kích thích nhảy lên những mức năng lượngcao hơn. Khi nhảy về mức năng lượng ban đầu, những electron đó trả lại nănglượng đã hấp thụ dưới dạng những bức xạ vùng trông thấy được. - Dưới tác dụng của tia tử ngoại, kim loại kiềm phóng ra electron, cường độcủa dòng electron được phóng ra tỷ lệ với cường độ của ánh sáng được hấp thụ.Do vậy, người ta dùng kim lo ại kiềm (đặc biệt là Rb và Cs) để làm tế bào quangđ iện. - Các kim loại kiềm có thể hoà tan lẫn nhau và đều dễ tan trong Hg tạo hỗnhống và tan được trong amoniac lỏng. Các hỗn hống đ ược dùng làm chất khửm ạnh. * Trạng thái thiên nhiên và đồng vị - V ì có hoạt tính cao, các kim loại kiềm không tồn tại trong thiên nhiên ởd ạng kim loại tự do mà thường tồn tại ở dạng hợp chất. Trong đó, Na và K lànhững nguyên tố phổ biến nhất trong vỏ Trái đ ất. Na chiếm 1,32% ; K: 1,5%; Li: 0,11%; Rb: 0,002%; Cs: 0,00015% tổng sốnguyên tử . - Na, K phổ biến dưới dạng muối mỏ (NaCl), criolit (Na3AlF6), xinvinit(NaCl.KCl), cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O) ... - Tất cả các kim loại kiềm (trừ Na, Cs) đều có đồng vị. Trong đó có một sốđồng vị phóng xạ như 40 K, 87 Rb, 287 Fr. 23 19 37 * Tính chất hoá học * Các kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hoá học, chúng thể hiện tính khửm ạnh và tính khử đó tăng đều đặn từ Li đến Cs. - Các kim loại kiềm tự bốc cháy trong khí quyển F2, Cl2 tạo các halogenua.V ới brôm lỏng thì K, Rb, Cs gây nổ mạnh còn Li và N a chỉ tương tác ở trên bềm ặt. Với iot, kim ...