Bài trắc nghiệm có thể được dùng để kiểm tra chất lượng học sinh đầu vào, hoặc dé đánh giá mức độ năm vững kiên thức của học sinh vào cudi học ki, hoặc dé chọn học sinh giỏi, hoặc dé phá
Trang 1BO GIAO DUC VA ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH
KHOA HOA
lies
KHOA LUAN TOT NGHIEP
CU NHAN HOA HOC
Chuyén nganh: HOA VO CO
LY THUYET VA HE THONG
CÂU HOI TRAC NGHIEM NHÓM
KIM LOAI KIEM THO
Người hướng din khoa học : Cô NGUYEN THỊ KIM HẠNH
Sinh viên thực hiện : NGUYEN THỊ THU HIẾN
mm
Trang 2Luận van tốt nghỉ GVHD: Nguyễn Thị Kim H
Dé hoàn thành tốt luận van này, em đã nhận được sự giúp đỡ
rất nhiệt tình từ quý Thây cô và các bạn
Em xin trân trọng cảm ơn:
Y Cô Nguyễn Thị Kim Hạnh đã hướng dẫn tận tình, dành nhiều
thời gian chỉ bảo và đóng góp ý kiến giúp em hoản thành tốt
khóa luận này ;
¥ Ban chủ nhiệm cùng quý thay cô trong khoa Hóa đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đề tài nảy
Thầy Lý Minh Tiên - giảng viên khoa Tâm lý giáo dục — đã hỗ
trợ phân mêm tin học xử lý số liệu cho em ,
Y Các Thay cô cán bộ Thư viện đã cung cấp cho em nhiêu nguồn
tài liệu phong phú.
Y Các bạn sinh viên lớp Hóa 2C, Hóa 2A, Hóa 2B, Hóa 3A, Hóa
3B, Hóa 4A năm học 2006 — 2007 đã giúp đỡ tạo mọi điêu kiệnthuận lợi cũng như động viên để em có thể hoàn thành tốt đề tàinày.
Nhưng do bản thân còn thiếu nhiều kinh nghiệm, thời gian
và điều kiện còn hạn chế nên dé tải không tránh khỏi những
thiểu sót Em rất mong nhận được sự góp ý chân thành của quý
thầy cô và các bạn
Xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy cô vả các bạn
sức khỏe và hạnh phúc!
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiện Trang |
Trang 3v i GVHD: én Thi Kim
MALIC LIC, gas 1 ` 9h 2
DU NI BALE REE saureeecsesnseeresrsenseneseensernsteeseeroutongoonneosgonnnssao 5
6 :Giả thuyết tina hoe 4i2c441460i462004i162046444263610444\ìgd0x@"ủ 6
T Phương pháp Di ) nosscssanas sencassanasasapanssaaeasinasprasianeuaseerassaaassaiaaeass 6
—EG, ị./ ¡ -.i ns sis ere si i em ot nis mesa preven cee ane nese gen 6
PHAN II NỘI DƯNG 22220 2221211220011222111020011111110111121001212010 617 7
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIEN CUA VIỆC KIEM TRA VA
ĐÁNH GIÁ KET QUA HOC TAP BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRAC NGHIEM
KHAGCH QUAN isin n6 snnnadbit60654510/00361604060600466045961603914033v246606 7
1.1 Các loại trắc nghiệm eeiririiiirriiirrriie 7
1.2, Các hình thức câu trắc nghiệm khách quan - - -. - - 7
I2I Tricnghiém Dine — Sal ss sich (22622622 s&ẽ 7 1.2.2 Trl nghiệm nhiều lựa ChOn ooocsseveseseesseersnneeeeennnesssneeesneanseeseeenees 8 1.2.3 Trắc nghiệm điển KhuyEt sscssescssesesesossesersesessecersvensseceseseesereeneceten 8
1.2.4 Trac | en 9
1.2.5 Trắc nghiệm về hÌnh ‹-oseeseeesesesnsedneessesreniosessniaogesososnenese 9
RD, loi CRA HA UNDONH.«>esoeneeesoasne=nnssieeennseseee 91.3 Mục tiêu khảo sát của một bài trắc nghiệm -2 22c 9
1.3.1 - Các loại thành quả học tập: -.eeeeseeree 9
a Mục tiêu khảo sát của bai trắc nghiệm phụ thuộc ý định của người
BH ):401001169/000102G422/3245)2028(0Vã34/4219/262012Z06/46600102642390020261)262222460 10
1.4, Các bước chuẩn bị soạn một bai trăc nghiệm 10
1.4.1 Xác định mục dich của bai trắc nghiệm - + 10
1.4.2 Phan tích nội dung môn hỌc —-ecesseeernesrrosreecee 10
1.4.3 Thiét kế dan bài trắc nghiỆm: eiiieiiiee 101.4.4 Số câu hỏi trong bài trắc nghiệm ii II
1.4.5 Mute độ khó của các câu trắc nghiệm - 12 1.5 Cơ sở dé phân tích và đánh giá câu tiếc nghÌỆHí:¿sa‹ cxx.oc.c¿eoi.ec¿ 12
1.5.1 - Mục đích phân tích câu trắc SẺ se 12
1.5.2 Phương pháp phân tích cầu trắc nghiệm - 12
1.6 Cơ sở dé đánh giá một bài trắc nghiệm l4
1.6.1 Tinh tin cậy của bài trắc nghiệm -¿©c55Scccc- 14
1.6.2 Tinh cỏ giá trị của bai trắc nghiệm <«-cvsecc-e l4 k6, Độ Khô của Đối RG DI ssssessensonnnoeenoeeeoesennenoeose 15
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 2
Trang 4buổi sảy ihe ail GVHD: Nguyễn Thi Kim Han!
1.7 Khi nào nên sử dụng trắc nghiệm hay luận ỄSc.;6b6i,242ugibctiaoitasex 15
CHUONG 2: LY THUYET NHOM MA cces: tose ncsenancw ms sone: 17
2.1 Vị tri, cầu tạo nguyên tử, khả năng phản ứng - 5-2 17
22 Tính chất VĂN ý Q010066066653510400001416eblsdizgedei 21
2.3 Tính chất hóa hoC c.sc-sccssesessessesnesessecsussessesacenssarsnsecsaeearsnesuvensnensesnevene 25
2.3.1 Tác dụng với đơn chất 22: 225 v22 sEcS2SzcEExczxecrcvs 25
2.3.2 Tac dụng với hợp chất Ae apenah d108%00/0590990619/00/9/.060g000/019/ 410400000641 ,484 vanes 29
2-4 Trạng thái thiên nhiên và đồng vị s-cvzevxzrrrrxrzrrrs 31
2.4.1 Trạng thái thiên nhiên coi 31
BRT TTÍhCÂkd¿cúsisuicci0kacktdkcdtkuitotiiddcxdiacsaallseoaoi 43 3.3.2 Điều chế Xà Cao si te8416es46t0a si ssen2iazessrikdsdebsevlicssescciessk(ssosglsclosssese 44
3533 Hopchi di bins erases 44
3.4, Supeoxit MCI HH HH Hee 4§
3.5 Hidroxit M(OH); của các kim loại kiềm thổ 555-552 45
ST Ti là ca caởaeaeressdescesesessnrsaeeemausesesesszen 45
3.5.3 Hợp Giát điên DA] Lu‹aceceuscoo6ee6oxc66i0660015661)00606200003/ 6666630006 47
3.6 Muối của các kim loại kiểm thỏ - 2< cceztevczrzecrczre 48
3.6.1 Halogenua MX; của các kim loại kiện thể» .¿<ed2c2 ca xe-Ÿi 49
3.6.2 SunfatMSO/,của các kim loại kiềm thô - 5-22 56
3.6.3 Cacbonat MCO; của các kim loại kiềm thỗ 22 e¿ 583.6.4 Muối Nitrat MNO cia các kim loại kiểm thỏ 61
3.7 Nước cứng Ă Ăn 63
CHƯƠNG 4 HE THONG CÂU HOI TRAC NGHIỆM NHÓM lIA 66
4.1 Loại câu nhiều lựa chọn em 66LỆ , XANEDNBIAAAAAAOAAADAAAEOAAASAAASANno 72
43 Lod CRE —S0l 3 icecream 72
4.4 Loại CBU ghép AGI 0 cesssescrsecovenversnscsccssssnvensveoversscssorsersvecanvenseesvensvsrsesees 73
CHƯƠNG 5: PHAN TICH KẾT QUÁ ¿::.c::2::222222212G222012ả0nd666 T4
5.1, Két quả phân tích từng câu trắc nghiệm -.ò 74
S.1.1, - Loại câu nhiều lựa chọn ceeeeieererees 74
5.1.2 Loại câu điền khuyết -22ccz-cccetzccczsecrrrzrzererx 74lóc TÔI CR BAG — Bib Geaeeceseodeesseoieesaeesseeesvesveessses 75
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 3
Trang 5Luên săn tht nghĩa GVHD: Nguyễn Thi Kim Hant
ee 7 gay 1 75
J\ Kiểu nghiện ý nghệ TÙNG CÂN: oeeeoooeoeễeễseoseeeeễeeresoeeseoosoeoseessosnoeen 75
PHAN TÍCH MOT SO CAU ccccssccssseesseessvesscesssessscsssessvessvecsuessneessesasesaneesueeaneeene 78
eS AGE fj Lf 1 LT LTT 81
PHÙ LỰC x ccs ssc pues sass ccc saa i esr coca cco 83
TORT LIEU THAM KHẢ các ccicccciccccecnuiicdiibibbsccoicosgazaei 92
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 4
Trang 6Luận văn tết nghiệp GVHD; Nguyễn Thi Kim Hạnh
PHÀNI MO DAU
1 Lý do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, một trong những nội dung đổi mới phương pháp day
và học hiện nay là cải tiến phương pháp kiểm tra, đánh giá theo xu hướng mới.
Trong đó, hình thức kiểm tra, đánh gia bằng trắc nghiệm khách quan đang được
chú trọng và áp dụng như một phương pháp đánh giả tích cực, bô sung cho hình
thức kiểm tra tự luận truyền thống Theo PGS.Nguyễn Dinh Chinh: “Đánh giá việc
học tập của học sinh là một khâu vừa dong vai trò bánh Idi, vừa giữ vai trò động lực của day học Kiém tra, đánh giá có tác động đến việc canh tân trong đào
tạo "(Đại hoc & Gido duc chuyén nghiệp - 7 /1997).
Thực tế, trắc nghiệm khách quan đã ra đời từ rất lâu trên thế giới và từng
được áp dụng rất thành công ở Việt Nam trước đây Do nhiều yêu tô khách quan
mà một thời gian khá dài nó bị lãng quên, nhưng hiện nay nó đang được sử dụng
lại do khắc phục khá tốt những nhược điểm của trắc nghiệm tự luận như: hạn chê
tôi đa tỉnh trạng học tủ, quay cóp khi kiểm tra; giáo viên chấm bải nhanh, công
bằng, khách quan và chính xác
Thời gian gần đây, Bộ Giáo dục — Dao tạo đã khuyến khích áp dụng hình
thức này trong quá trình kiểm tra, đánh gia kết quả học tập của học sinh — sinh viên Đặc biệt năm 2006, Bộ đã thành công trong việc tổ chức thi tuyển sinh đại
học trong cả nước với môn ngoại ngữ bằng hình thức trắc nghiệm và kỳ tuyển sinh
đai học năm 2007 sẽ tiếp tục áp dụng với các môn tự nhiên như Lý, Hóa, Sinh
Củng với xu thế đôi mới nay, ở các trường phd thông học sinh cũng đã bude đầu
làm quen với kiêm tra trắc nghiệm trong các bai kiểm tra | tiết, 15 phút và dat
hiệu quả cao.
Với những lý do trên, em nhận thấy trắc nghiệm khách quan ngày cảng có
vai trò quan trọng đối với quá trình day — học nói chung và với giáo viên nói riêng.
Vi vậy em quyết định chon đề tài “LÝ THUYÊT VA HE THONG CÂU HOI
TRAC NGHIỆM NHÓM KIM LOẠI KIEM THO” nhằm góp phần vào việc
đổi mới và nâng cao phương pháp đánh giá môn Hóa nguyên tô ở trường Đại học
Sư phạm thành pho Hồ Chí Minh
2 Mục đích nghiên cứu
e Tìm hiểu lý thuyết nhóm IIA
e Xây dựng một bộ đẻ thi trắc nghiệm khách quan về kiến thức nhóm IA
3 Nhiệm vụ của đề tài
® Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc kiểm tra và đánh gid kết qua
học tập bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan.
e Nghiên cứu lý thuyết nhóm HA — nhóm kim loại kiểm thô.
e Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm cho phần kiến thức nhóm IA
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 5
Trang 7Luận van tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thi Kim Hanh
e Khảo sát, xử lý, phan tích kết qua; đánh gia chat lượng hệ thông các câu trắc
nghiệm đã soạn thảo.
4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu
© Đối tượng: Nghiên cứu việc đánh giá kết quả học tập của sinh viên bằng
phương pháp trắc nghiệm khách quan.
© Khách thé: Quá trình day và học môn Hóa nguyên tố.
5 Phạm vi nghiên cứu ;
e Giới hạn ở phân kiên thức về các các nguyén tô nhóm HA v
e Giới hạn ở sinh viên năm 2 khoa Hóa trường Dai học Sư Phạm thành phô Hô
Chí Minh.
6 Giả thuyết khoa học
Nếu đề tải thành công thì có thể đưa hệ thông các câu trắc nghiệm đã soạn
thảo vảo ngân hàng dé phục vụ cho việc kiêm tra, đánh giả kết quả học tập môn Hóa nguyên tô của sinh viên.
7 Phương pháp nghiên cứu
e© Nghiên cứu các tai liệu liên quan.
e® Khảo sát sinh viên.
Chương 4: Hệ thông câu hỏi trắc nghiệm về nhóm IIA
Chương 5: Phân tích kết quả
Phan Ill: KẾT LUẬN
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 6
Trang 83VHI3 1
PHẢN H NỘI DUNG
CHUONG 1.
CƠ SỞ LÍ LUẬN VA THUC TIEN CUA VIỆC KIEM TRA VÀ ĐÁNH GIA
KET QUA HỌC TAP BANG PHƯƠNG PHAP
TRAC NGHIEM KHACH QUAN
e© Ưu và nhược điểm:
> Có thể đặt được nhiễu câu hỏi trong một bài trắc nghiệm với thời gian cho
trước, diéu này làm tăng tính tin cậy của bài trắc nghiệm nếu như các câu trắc
nghiệm Ð-S được soạn thảo theo đúng qui cách.
> Trong khoảng thời gian ngăn có thể soạn thảo được nhiễu câu trắc nghiệm
D-S vi người soạn trắc nghiệm không cần phải tim ra phan trả lời người làm lựa
chọn.
>» Độ may rủi cao (50%) do đó để khuyến khích người làm bài đoán mò.
e Những yêu câu khi soạn câu trắc rh Sage Đ-=S:
z Mỗi câu trắc nghiệm chí nên diễn ta một ý tưởng độc nhất, tránh những câu
phức tạp, bao gồm quá nhiễu chỉ tiết.
~ Lựa chọn những câu phat biêu sao cho một người có kha năng trung bình
không thể nhận ra ngay là Đúng hay Sai mà không cần suy nghĩ.
~ Những câu phát biéu ma tính chất Ð, S phải chắc chăn, có cơ sở khoa học.
> Tranh dùng những câu phát biểu trích nguyên văn tir sách giao khoa, như
vậy sẽ khuyến khích học sinh học thuộc lòng may móc.
Trả lời ngăn
Đúng
-SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 7
Trang 9» Tránh dùng các từ: thưởng thường, doi khi, mot số người thường là
những câu phát biêu Đúng.
1.2.2 Trắc nghiệm nhiều lựa chọn
« Câu trúc: Gom 2 phân: phân Boe và phan lựa chọn
Phan góc: là một câu hỏi (kết thúc là dấu hỏi) hay câu bỏ lửng (chưa hoản tắt).Trong phân góc, người soạn trắc nghiệm đặt ra một vân đề hay đưa ra một ý tưởng
rd ràng giúp cho người trả lời hiểu rõ câu trắc nghiệm ấy muốn hỏi điều gi dé lựa
chọn câu trả lời thích hợp.
Phan lựa chọn: có thé có 3, 4, 5 lựa chon.
Mỗi lựa chọn là câu trả lời (cho câu có dấu hỏi) hay lả câu bổ túc (cho phân còn
bỏ lừng) Trong tất cả các lựa chọn chỉ có một lựa chọn được xác định là đúng
nhất, gọi lả "đáp án” (key) Những lựa chọn còn lại đều phải là sai (dù nội dung
đọc lên có vẻ la đúng), thường gọi là các “môi nhử", “câu nhiều” (distractors).
Điều quan 1 trong ma người, soạn thảo cần lưu ý la phải làm sao cho các môi nhử 4 ây
đều hap dẫn ngang nhau đối với những người làm chưa nắm vững vấn dé, thúc day
họ lựa chọn vào những lựa chọn nảy.
e Ưu và nhược điểm:
> Độ may rủi thấp (25% với loại câu 4 lựa chon; 20% với loại câu 5 lựa chọn)
> Néu soạn đúng qui cách, kết quả có tinh tin cậy và tính giả trị cao.
> Có thể khảo sát thành quả học tập của một số đông học sinh, cham nhanh,
kết quả chính xác.
“ Đẻ có được một bài trắc + oH có tính tin cậy và tính gia trị cao, người
soạn trắc nghiệm phải đầu tư nhiêu thời gian và phải tuân thủ đầy đủ các bước
soạn câu trắc nghiệm.
° Những yêu câu khi soạn câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn:
> Số lựa chọn nên từ 4 đến 5 câu để xác suất may mắn chọn đúng là thấp.
> Khi soạn phần gốc phải trình bay ngắn gọn, rõ rang, chỉ hỏi một van dé và
soạn đáp án Đúng trước Vị trí đáp án Đúng được đặt một cách ngẫu nhiên.
> Có 4 bước phải làm khi soạn mỗi nhừ:
- Bước 1: Ra các câu hỏi mở về lĩnh vực nội dung dự định trắc nghiệm để học
sinh le? viết các trả lời
Bước 2: Thu các bản trả lời của học sinh, loại bỏ những câu trả lời đúng, chỉ
giữ lại những câu trả lời sai.
- Bước 3: Thông kê phân loại các câu trả lời sai vả ghi tan số xuất hiện từng
loại câu sai.
- Bước 4: Uu tiên chọn những câu sai có tần số cao làm mỗi nhứ
1.2.3 Trắc nghiệm điện khuyết
e Cấu trúc: có : dang:
» Dạng |: gom những câu hỏi với lời giải đáp ngắn.
z Dạng 2: gôm những câu phát biểu với một hay nhiều chỗ trong ma người trả
lời phải điền vào bằng một từ hay một nhóm từ ngắn
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 8
Trang 10v i iVHD: Thị Kim H
Nên người soạn thao các câu với phần dé trồng sao cho những từ điền vào là
duy nhất đúng, không thé thay thé bằng những từ nao khác
1.2.4 Trac nghiệm cặp đôi
© Cấu trúc: gồm 3 phân:
+ Phân chỉ dẫn cách trả lời.
> Phần gộc (cột 1): gồm những câu ngăn, đoạn, chữ,
Phan lựa chọn (cột 2): cũng gồm những câu ngắn, chữ, số,
Trong phần chỉ dẫn cần chỉ ra cho người làm biết cách ghép ci các từ, các đoạn,
chữ của hai cột với nhau cho đúng, có ý nghĩa, hợp logic.
Không nên đặt số lựa chọn ở hai cột bằng nhau vì như vậy làm cho người làm
dy đoán được sau khi biết một số trường hợp, đồng thời cũng không nên soạn các
lựa chọn qua dai làm mắt thời giờ của người làm.
1.2.5 Trắc nghiệm vẽ hình
Người làm trả lời loại câu này bang cách vẽ hình hay sơ đồ, hoặc bô sung chỉ
tiết vào hình vẽ hay sơ đồ có sẵn,
1.2.6 Loại câu hỏi đáp ngắn
Người làm phải tự đưa ra câu trả lời.
1.3 Mục tiêu khảo sát của một bài trắc nghiệm
1.3.1 Các loại thành qua học tập:
Theo Benjamin S.Bloom, mục tiêu thuộc lĩnh vực nhận thức có 6 mức độ từ
thấp đến cao như sau: Nhận biết; Thông hiểu; Ap dụng; Phân tích; Tổng hợp va
Đánh giá.
Trong 6 mức độ trên thì 3 mức độ Nhận biết; Thông hiểu; Áp dụng là 3 mục
tiêu lớn mà thông thường một bài trắc nghiệm nào cũng phải khảo sát Sau đây sẽ
đi sâu vào giải thích 3 mức độ đó.
4 Nhận biết
Theo định nghĩa, biết bao gồm việc có thé nhớ lại các điều đặc biệt hoặc
tông quát, nhớ lại các phương pháp và quá trình hoặc nhớ lại một dạng thức, một
cấu trúc, một mô hình mà học viên đã có lần gặp trong quá khứ ở lớp học, trong sách vớ hoặc ngoài thực tế.
Nói tóm lại, khi đo mức độ này chỉ cần yêu cầu học sinh nhớ lại đúng điều được hỏi đến.
+ Thông.hiểu
Thông hiéu bao gồm cả nhận biết kiến thức nhưng ở mức cao hon lả trí nhở.
Ở mức nhận thức nảy không những học sinh có thê nhớ lại mà phát biêu lại
nguyên dạng van dé tương đương nhưng có ý nghĩa hơn đối với người học.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 9
Trang 11\ i iIVHD: Nguy
Nói tóm lại, khi do mức nay yêu cau học sinh phải nhớ lại và giài thích hoặc
cho ví dụ minh họa.
4 Ap dung
Ap dung bao gồm việc ứng dụng các điều trừu tượng những nguyên lí, định
luật đã học vào các trường hợp đặc biệt, cụ thê.
Ví dụ: áp dụng các định luật khoa học dé giải thích các hiện tượng riêng rẽ.
1.3.2 Afục tiêu khảo sát của bài trắc nghiệm thuộc ý định của người ra đẻ.
Bài trắc nghiệm nhằm khảo sát cái gì — điều đó phụ thuộc rất nhiều vào ý định của người ra đẻ.
Bài trắc nghiệm có thể được dùng để kiểm tra chất lượng học sinh đầu vào,
hoặc dé đánh giá mức độ năm vững kiên thức của học sinh vào cudi học ki, hoặc
dé chọn học sinh giỏi, hoặc dé phát hiện những học sinh yếu cần được phụ dao
1.4 Các bước chuẩn bị soạn một bài trắc nghiệm U 1 tr53|
Dé soan bai tric nghiệm có giá trị, người soạn cân phải đưa ra một số quyết
định trước khi đặt bút viet các câu trắc nghiệm: Cần khảo sát những gì ở học sinh?
Đặt tam quan trọng vào những phần nào? Cân phải trình bảy các câu hỏi dưới hình
thức nado cho có hiệu quả nhất? Mức độ.dé, của bai trắc nghiệm
Bài trắc nghiệm có thê phục vụ cho nhỉ u mục đích nhưng bai trắc nghiệm
ích lợi và có hiệu quả nhất khi nó được soạn thảo dé nhằm phục vụ cho một mục
đích chuyên biệt nào đó Vì vậy, người soạn trắc nghiệm phải biết rõ mục đích của mình thì mới soạn thảo một bai trắc nghiệm giá trị Mục dich của bai trắc nghiệm
chi phối nội dung, hình thức của bai trac nghiệm đó.
1.4.2 Phán tích nội dung môn học
Các bước phân tích nội dung môn học:
> Bước thứ nhát: Tìm ra ý tưởng chính yếu của môn học.
> Bước thứ hai: Tìm ra những, khái niệm quan trọng trong nội dung môn học
dé đem ra khảo sát trong các câu trắc nghiệm.
>» Bude thứ ba: Phân biệt các loại thông tin (những thông tin nhằm mục đích
giải nghĩa hay minh họa va những khái Juan quan trọng của môn học) dé lựa chon
những điều gì quan trọng ma học sinh cần phải nhớ
>» Bước thứ tư: Lựa chọn một số thông tin và ý tưởng đòi hỏi học sinh phải có
khả năng ứng dụng những điều đã biết để giải quyết vấn đề trong những tìnhhuống mới
\.4.3 Thiết kế dan bài trắc nghiệm:
Thiết kế dàn bải trắc nghiệm thành quả học tập là dự kiến phân bố hợp lí các
câu hỏi của bài trắc nghiệm theo mục tiêu và nội dung môn học sao cho có thé do
lường chỉnh xác các khả năng ma ta muốn đo
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 10
Trang 12Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thi Kim Hanh
Ngoai viéc phan tích nội dung, trước khi đặt bút việc các câu trắc nghiệm
người soạn thảo cân phải chú ý thêm các van đẻ liên quan đến dan bai trắc nghiệm
do là:
> Tầm quan trọng thuộc phần nảo của môn học, ứng với những mục tiêu nào?
> Cần phải trình bày các câu hỏi dưới hình thức nảo cho có hiệu quả nhất?
> Xác định trước mức độ khó hay dé của bai trắc nghiệm,
Thông thường khi thiết kế một dàn bài trắc nghiệm, người ta lập một ma
trận 2 chiều, còn gọi là bản qui định 2 chiêu: một chiêu là nội dung, một chiều là
mục tiêu Trong các ô ma trận ghi số câu cần kiểm tra cho mỗi nội dung và mục
tiêu Tuy nhiên những nội dung này không buộc phải theo sat các nguyên tắc phân
loại của Bloom mà có thé cụ thé hóa cho phủ hợp với từng môn học khác nhau.
Với một bài trắc nghiệm ở lớp học nhằm khảo sát một phân nào đó của môn
học (chẳng hạn một chương trong sách giáo khoa) ta có thé áp dụng bang qui định
hai chiều như sau:
lớn, các quy luật, mà học sinh sẽ phải giải thích, giai nghia.
(2) Các từ ngữ, khái niệm, ki hiệu, các ý tưởng đơn giản ma học sinh sẽ phải giải thích, giải nghĩa ;
(3) Cac thông tin (sự kiện, ngày, thang, tên tudi ) mà học sinh phải nhớ hay phải nhận ra được.
1.4.4 SỐ câu hỏi trong bài trặc nghiệm
> Số câu của một bài trắc nghiệm khách quan tùy thuộc vào thời lượng, thời
gian dành cho việc kiểm tra Thời gian càng dài thì số câu càng nhiều:
_ Nếu là kiểm tra | tiết (khoảng 40 đến 45 phút) số câu có thê từ 40 đến 50
câu Nếu là kì thi lớn hơn (có thể 2 giờ) số câu có thẻ từ 100 trở lên
Y Theo các chuyên gia trắc nghiệm bình quân thời gian | phút cho Icau
nhiều lựa chọn, nửa phút cho | câu loại Đúng ~ Sai.
Ỷ Tổng số số câu trong một bài trắc nghiệm nên là một số chan.
> Số câu trong một bai trắc nghiệm thường được qui định bởi những yếu to: mục tiêu đánh giá đặt ra, thời gian, và điều kiện cho phép (khi tô chức thi), độ khó của câu trắc nghiệm.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiện Trang 11
Trang 13Ludn văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thi Kim Hant
1.4.5 Mite đỏ khó của các câu trắc nghiêm
Dé đạt hiệu quả đo lường khả năng, các giáo viên nên lựa chọn các câu trắc
nghiệm sao cho điểm trung bình trên bai trắc nghiệm xap xi bằng 50% số câu hỏi.
Tuy nhiên, độ khó của từng câu trắc nghiệm có thé khác nhau, biến thiên từ 15%
đến 85%.
Trong một số trường hợp đặc biệt, ta có thể soạn một bài trắc nghiệm k khó
hay rât khó Điều này chỉ cân thiết khi ta nhằm mục đích lựa chọn một so ứng viên
rat nhỏ, ching han nhu dé cap hoc bong Cũng vậy, có khi ta cần phải ra những bai
rat dé, chăng hạn như lựa chọn một số học sinh kém dé theo học lớp phụ đạo.
1.5 Cơ sở để phân tích và đánh giá câu trắc nghiệm [/2 tr 72|
1.5.1 Äục đích phan tích cau trắc nghiệm
Việc phân tích câu trắc nghiệm giúp người soạn thảo:
x Biết được độ khó, độ phân cách của mỗi câu.
> Biết được giá trị của đáp án và mỗi nhử, đánh giá được câu trắc nghiệm.
> Ra quyết định chọn, sửa hay bỏ câu trắc nghiệm a ây.
> Làm gia tăng tinh tin cậy (hệ số tin cậy) của bài trắc nghiệm.
1.5.2 Phương pháp phan tích cau trắc nghiệm
Việc phân tích câu trắc nghiệm được tiên hành theo phương pháp: tính độ khó,
độ khó vừa phải, độ phân cách của câu và phương pháp phân tích các môi nhữ.
+ Độ khó của câu trắc nghiệm
Độ khó cau trắc nghiệm được tinh bằng tỉ lệ phan trăm số người trả lời đúng
câu trắc nghiệm.
¬ Số người trả lời đúng câu i
Độ khó của câu ¡ =
Tổng số người làm bài trắc nghiệm
Độ khó vừa phải của câu:
Độ khó vừa phải câu ¡ = —109% + % may moi = may Tôi
Mỗi loại câu trắc nghiệm có tỉ lệ % may rủi khác nhau:
e Loại câu Đúng - Sai : tỉ lệ % may rủi là 50%
e Loai câu có 4 lựa chọn : tỉ lệ % may rủi là 25%
¢ Logi câu có 5 lựa chọn ; tỉ lệ % may rủi là 20%
e Loại câu điền khuyết : tỉ lệ % may rủi là 0%
Kết luận:
« Nếu độ khó của câu trắc nghiệm > độ khó vừa phải thì câu trắc
nghiệm â & là để so với trình độ học sinh lớp làm trắc nghiệm.
e Nếu độ khó của câu trắc nghiệm < độ khó vừa phải thì câu trắc
nghiệm ấy là khó so với trình độ học sinh lớp làm trắc nghiệm.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 12
Trang 14Luân van tết nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Kim Hạnh
«Nếu độ khó của câu trắc nghiệm xấp xi độ khó vừa phải thì câu trắc
nghiệm ấy vừa sức với trình độ học sinh lớp làm trắc nghiệm.
4 Độ phân cách của câu trắc nghiệm
Độ phân cách câu trắc nghiệm là một chi số giúp ta phân biệt được học sinh giỏi với học sinh kém Một bài trắc nghiệm gồm toản những câu trắc nghiệm có độ
phân cách tốt trở lên sẽ là một công cụ đo lường có tính tin cậy cao.
> Qui trình tinh độ phân cách của một câu trắc nghiệm theo lỗi thủ công:
Sau khi đã cham va cộng tổng điểm của từng bài trắc nghiệm, ta có thể thực
hiện các bước sau với máy tính bỏ túi theo lối thủ công dé biết được độ phân cách
của một câu trắc nghiệm.
Bước 1: Xếp đặt các bai làm của học sinh (đã cham, cộng điểm) theo thứ tự tong
điểm từ cao đến thấp.
Bước 2: Căn cử trên tong số bai trắc nghiệm, lấy 27% của tông số bài làm có điểm
từ bai cao nhất trở xuong xếp vào nhóm CAO va 27% của tông số bài làm có điểm
từ bài thấp nhất trở lên xếp vào nhóm THÁP.
Bước 3: Tính tỉ lệ phần trăm học sinh | lam dung câu trắc nghiệm riêng cho từng
nhóm (CAO, THÁP) bằng cách đếm số người làm đúng trong mỗi nhóm và chia
cho số người của nhóm.
Bước 4: Tinh độ phân cách câu (D) theo công thức:
D= Tĩ lệ % nhóm cao làm đúng câu trắc nghiệm — Ti lệ % nhóm thấp làm
đúng câu trắc nghiệm.
Ngoài ra D còn tỉnh theo cách sau:
Thực hiện bước 1 và 2 Bude 3: Đếm số người làm đúng trong mỗi nhóm, gọi là
e D = 0.40: Câu có độ phân cách rat rồi
© 0.30 < D < 0.39: Câu có độ phân cách khd 161 nhưng có thé làm cho tốt
hơn.
e 0.20 < D < 0.29: Câu có độ phân cách tam được, cần phải điều chỉnh
e D < 0.19: Câu có độ phân cách kém cân phải loại bỏ hay phải gia công
sửa chữa nhiều.
Trang 154 Phan tích môi nhữ
Một mỗi nhừ được gọi là tốt khi học sinh thuộc nhóm CAO ít chọn nó, còn
học sinh thuộc nhóm THAP chọn nó nhiêu hơn, nghĩa là sự chênh lệch số người
chon cua hai nhóm là lớn.
1.6 Co sở để đánh giá một bài trắc nghiệm [17 tr 45/
Khi đánh giá tông quát chất lượng của bài trắc nghiệm, người ta dựa vào
việc xem xét độ tin cậy, tính có giá trị và độ khó của bài trắc nghiệm thấp hay cao.
1.6.1 Tinh tin cây của bài trắc nghiệm
Một bài trắc nghiệm được xem la đáng tin cậy khi nó cho ra những kết quả
có tính vững chãi, n nghĩa là nêu làm bài trắc nghiệm ấy lần thứ hai, mỗi học sinh
vẫn giữ được điểm số tương đối của mình.
Có thé do tính tin cay cua bai trắc nghiệm băng cách cho học sinh làm bài
trắc nghiệm 2 lan Tuy nhiên, cách nảy : rat it được sử dụng Thường thì người ra dé
phân đôi bai trắc nghiệm thành câu chin va câu lẻ Sau đó đo sự tương quan giữa
điểm câu chẵn và điểm câu lẻ a le thức tương quan Pearson:
x$x “(> aH INDY -(y yy)Với r, : hệ số tương quan giữa điểm câu chin và điểm câu lẻ của bai trắc
nghiệm.
N:số người làm bài trắc nghiệm.
a; đe tông điểm câu chăn va tông điểm câu lẻ của bai trắc nghiệm.
Tính tin cậy của một bài trắc nghiệm tủy thuộc vào các yêu tố như: chon
mẫu các câu hỏi, may rủi do việc phỏng đoán và độ khó của bài trắc nghiệm.
%& Vi vậy, nuon bảo dam tính tin cậy tôi da của một bài trắc nghiệm thì can phải:
> Giảm thiểu các yếu tố may rủi đến mức tối thiểu (chẳng hạn hạn chế việc sử
dụng số câu hai lựa chọn, tăng số câu hỏi trong bài trắc nghiệm, tăng số lựa chọn
trong một câu trắc nghiệm).
> Điều chỉnh độ khó của bai trắc nghiệm để điểm số được trải rộng
> Viết những lời chỉ dẫn sao cho thật rõ ràng để học sinh khỏi nhằm lẫn
> Chuẩn bị trước bảng cham điểm, ghi rõ các câu đúng.
1.6.2 Tính có giá tri của bài trắc nghiêm
Một bài trắc nghiệm tin cậy không nhất thiết là phải có giá trị nhưng ngược
lại một bài trắc nghiệm không tin cậy thi không thé co gia tri do luong duge.
Tinh giá trị liên quan đến mức độ mà bài trắc nghiệm a ây phục vụ được cho
mục đích đo lường của người soạn với nhóm người mà người soạn muốn khảo sát.
Ví dụ nếu mục đích của người soạn là đo lường khả năng học thuộc lòng những
bài toán đã cho học sinh học tủ thì bải trắc nghiệm ấy chỉ có giá trị đo lường trí
nhớ chứ không có giá trị đo lường khả năng toán học Như vậy, khái niệm “giá trị" chỉ có ý nghĩa khi ta xác định rõ ta muốn đo lường cái gì va với nhóm người nao.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 14
Trang 16Luận văn tốt nghịệ GVHD: Nguyễn Thị Kim Hạn!
1.6.3 Dé khó của bài trắc nghiệm
Phương pháp đơn giản đề xét độ khó của bài trắc nghiệm là đối chiếu điểm
số trung bình (Mean) của bài trắc nghiệm ấy với điểm trung bình lí tưởng của nó (Mean LT) x ws
Diém sô tôi đa + Diém may rủi ki vọng
Mean LT = 2
Điểm may rủi kì vọng bằng số câu hỏi trắc nghiệm trong bài chia cho số lựa
chọn trong mỗi câu.
Nếu Mean > Mean LT: Bài trắc nghiệm để đối với học sinh.
Nếu Mean < Mean LT: Bai trắc nghiệm khó đối với học sinh
Nếu Mean ~ Mean LT: Bài trắc nghiệm vừa sức học sinh
Ngoài ra còn có thể phỏng định độ khó của bài trắc nghiệm đối với nhóm
học sinh hay một lớp học băng cách quan sát phân t bó điểm số của bải trắc nghiệm.
Nếu điểm trung bình của bài trắc nghiệm năm xấp xi hay ngay trung điểm của
hang số thì ta có thé kết luận bai trắc nghiệm này thích hợp với nhóm khảo sat.
|.7 Khi nào nên sử dụng trắc nghiệm hay luận đề?
4 Theo ý kién của các chuyên gia vẻ trắc nghiệm nên ta sử dụng luận dé dé khảo sát thành quả học tập trong những trường hợp sau:
> Khi nhóm học sinh được khảo sát không quá đông va đề thi chỉ được sử
dụng một lan, khong dung lại được.
~ Khi thầy giáo cô găng tìm mọi cách có thẻ được đẻ khuyến khích và tướng
thưởng sự phát triển kĩ năng diễn tả bằng văn viết
> Khi thầy giáo muốn thăm dò thái độ hay tìm hiểu tư tưởng của học sinh về
một vấn đề nào đó hơn là khảo sát thành quả học tập của chúng
> Khi thầy giáo tin tưởng vào tài năng phê phán và chấm bài luận đề một cách
vô tư và chính xác hơn là vào khả năng soạn thảo những câu trắc nghiệm thật tốt.
> Khi không có nhiều thời gian soạn thảo bài khảo sát nhưng lại có nhiều thời
gian dé cham bài
4 Nền sử dụng trắc nghiệm trong những trường hợp sau:
> Khi ta cần khảo sát thành quả học tập của một số đông học sinh, hay muốn
bai khảo sát ấy có thé được sử dụng lại vào một lúc khác
> Khi ta muốn có những điểm số dang tin cậy, không phụ thuộc vảo chủ quan
người chấm bài ;
» Các yếu tô công bằng, vô tư, chính xác là những yếu tô quan trong nhất của việc thi cử.
>» Khi ta có nhiều câu trắc nghiệm, tốt đã được dữ trữ dé có thé dựa chọn và
soạn lại một bải trắc nghiệm mới vả muon chấm nhanh dé sớm công bồ kết quả
> Khi ta muốn ngăn ngừa nạn học tu, học vet va gian lận thi cử.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 15
Trang 17văn tổ j iVHD:
Ca trắc nghiệm lẫn luận đề đêu có thể sử dung dé: [12 tr 25]
> Do lường mọi thành quả học tập mà một bài khảo sát viết có thé đo lường
được.
> Khảo sát kha nang hiểu va áp dụng các nguyên lý.
> Khao sát kha năng suy nghĩ có phê j
> Khao sat kha nang giải quyết các vận đề đề mới.
> Khảo sát khả năng lựa chọn những sự kiện thích hợp và các nguyên tắc déphối hợp chúng lại với nhau nhằm giải quyết những van dé phức tạp
> Khuyến khích học tập dé năm vững kiến thức.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 16
Trang 18Luận v ¡iVHID_N
CHƯƠNG 2 LÝ THUYET NHÓM IIA
2.1 Vị trí, cầu tạo nguyên tử, khả năng phản ứng :
> Các kim loại kiêm thé thuộc nhóm IIA của bảng hệ thống tuần hoàn các
nguyên tố; trong mỗi chu kỳ, nguyên tố kim loại kiểm thé đứng liên sau nguyên tố
kim loại kiêm (nhóm IA).
» Nhóm IIA bao gồm các nguyên tố : Berili (Beryllium %Be), Magie (Magnesium
Mg), Canxi (Calcium $Ca), Stronti (Strontium %Sr), Bari (Barium '”Ba),
Radi (Radium “Ra ) Ra là nguyên tổ phóng xa tự nhiên.
» Be va Mg không phải là kim loại kiểm thổ, chỉ có Ca, Sr, Ba được gọi là kim
loại kiêm thô
+ Nguôn gốc của tên gọi xuất phát từ:
Các oxit CaO, SrO, BaO tan trong nước cho dung dịch kiểm khá mạnh tương tự NaOH vả KOH.
` Mặt khác, các oxit này cỏ độ tan bé va độ bên nhiệt cao; nghĩa là có những tinh chất ma người xưa gọi là “thd”.
Chữ ' “tho” la bat nguôn từ thời Giả kim thuật, theo các nhà Giả kim thuật
thời trung cổ, bat kỷ chất nao không nóng chảy va không biến đôi khi nung đều
được gọi là "thổ" (thé có nghĩa là dat) Chăng hạn, CaO có nhiệt độ nóng chảy là
2570 °C, đó là nhiệt độ mà lúc bấy giờ các nha Giả kim thuật không thê đạt tH vio
nhiệt độ cao thông thường thi CaO không thay đổi, các nha Giả kim thuật xếp nó
vao loại thô.
SVTH Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 17
Trang 19Luan văn tốt nghiệp : _GVHD Nguyễn Thị KimHạnh
Y Vừa là “kiém” vừa là “thé” nên các kim loại nhóm IIA được gọi là kim loại kiêm thé
Dé đơn giản khi phân loại nguyên tô, Be và Mg cũng được gọi là kim loại kiểm thé
Dưới đây là một sé đặc điểm của kim loại kiềm thé
Nguyên | Kí Fi Nguyên | Cầu hình
tô | hiệu ie tử khôi electron Sự phân bô electron
Su phan bé electron trong nguyén tit kim logi kiém thé
Berili Magie Canxi
Stronti Bari Radi
>» Cac kim loại nhỏm ILA la những nguyên tế họ s Cấu hinh electron lớp ngoài
cùng đặc trưng là : ns” (n là sô thứ tự của lớp)
4 Nhận xét từ câu hình :
Kim loại kiểm thé có 2 electron ở lớp vỏ ngoải củng, so với những electron
khác trong nguyên tử thì những electron nsỶ ở xa hại nhân hơn nên trong các phản
ứng hóa học, nguyên tử các kim loại kiểm thé dé mat 2 electron tạo thành ion
M**cé cấu trúc electron của khí hiểm bền vững đứng trước no trong bảng tuân
hoản.
M~-2e=M*' (M là kim loại kiềm thổ )
Khả năng mắt electron tăng lên dan từ Be > Ra do bản kinh nguyên tứ tăng dần
Trang 20_ Như vậy kim loại kiêm thỏ là những kim loại có tinh khử mạnh và tinh khứ tăng dan từ Be đến Ra.
Một số đặc điểm của nguyên tử các kim loại kiém thé
> Theo chiều từ Be Ba, bán kính nguyên tử, bán kính ion tăng đều đặn; năng
lượng ion hóa, thế điện cực chuân giảm đều đặn nên tính kim loại tăng theo chiều
từ trên xuống.
> Độ âm điện giảm dan từ Be đến Ba (theo chiều tăng của tính khử).
> Năng lượng ion hóa, độ âm điện, thể điện cực chuan giảm mạnh từ Be > Mg,
> Ca còn ở Ca, Sr, Ba, Ra giảm không đáng kể Do đó Be, Mg có nhiều tính
yh Điện biệt so với các kim loại kiểm thé khác, và khả năng mất 2 electron ở Be
và Mg hơi khó.
> Kim loại kiềm thé có tông năng lượng i ion hóa (1, + lạ) tương đối thấp, ái lực
với electron rất nhỏ, độ âm điện nhỏ, thế điện cực chuẩn khá âm chứng tỏ chúng là
các kim loại hoạt động, tuy nhiên mức độ hoạt động kém hơn các kim loại kiêm
cùng chu kỳ.
» Be là kim loại hoạt động yếu nhất va là nguyên tố lưỡng tính điển hình Ở điềukiện thường Be không tạo thanh ion Be” và các hợp chất ion vi dé hình thành ion
Be”" từ nguyên từ tự do cần tiêu tốn một năng lượng tương đối lớn (l, + lạ =
27,53eV) Mặt khác, Berili có bán kính ion rất nhỏ, entanpi ion hóa và thăng hoa
lớn do đó năng lượng hiđrat hóa không đủ để tách hoàn toàn điện tích Trong đại
đa số hợp chất, Be tạo nên liên kết cộng hóa trị.
> Trong các nguyên tố nhóm IIA, Berili khác với kim loại kiềm thé hiéu hơn so
với Liti khác với kim loại kiểm khác Be giống nhiều với Al tương ty Li giống
nhiều voi Mg, Mg gidng nhiều với Zn (sự giống nhau theo đường chéo trong hệ
thông tuân hoàn).
Trang 21>» Mg là kim loại hoạt động mạnh hon Ca, Sr và Ba có hoạt tính hóa học cao, gần
giống Na
Tuy nhiên, so với kim loại kiêm trong cùng chu kỳ, kim loại kiềm thé kém
koạt động hơn vì có điện tích hạt nhân lon hơn và bán kính nguyên tử bé hơn.
> Chúng ta thấy năng lượng ion hóa thứ hai lớn gấp hai lần năng lượng ion hóa
thử nhất trong khi năng lượng ion hóa thứ ba lớn gap 5 lần năng lượng ion hóa thứhai, điều nảy chứng tỏ các kìm loại kiểm thổ dễ tạo nên ion M” Nhưng trên | thực
tể, đo nhiều phản ứng được thực hiện trong dung dịch, nên nhiệt hiđrat hóa rất âm
của các ion M** đủ bù cho năng lượng ion hóa cao nên nguyên tử kim loại kiềm thé dé mất 2 electron hóa trị dé biến thành ion M**
> Các kim loại kiểm thổ có thế điện cực chuẩn khá 4 âm, giảm dan từ Be đến Ba
(theo chiều tăng của tính khử) và tương đương kim loại kiềm mặc dù có năng
lượng ion hóa lớn gap 4 lần năng lượng ion hóa kim loại kiểm (ở trong cùng chu
kỳ) Điều này có thể giải thích là do nhiệt hiđrat hỏa rat âm của các ion M” cũng
gap 4 lần so với ion kim loại kiểm (vì ion M “có điện tích lớn và bán kính nhỏ) làm cho cân bing M = M*" + 2e dễ bị chuyển dịch.
> Thế điện cực chuẩn của Be cao hơn (dương hơn) so với các kim loại kiểm thổ
khác nhưng thé điện cực chuẩn của Li lại thấp hơn (âm hơn) so với các kim loại
kiểm khác vì với Li có năng lượng hidrat hóa cao hơn nhiều so với kim loại kiềm
khác bù lại cho năng lượng ion hóa cao Trái lại, Be mặc dù có năng lượng hiđrat
hóa cao nhưng không thé bù lại năng lượng ion hóa cao và năng lượng mang lưới của Berili.
> Do ion M”' dễ tạo thành nên trong các hợp chất kim loại kiểm thé chi có số oxi
hóa +2,
> Tất cả các kim loại nhóm IIA đều tạo nên các hợp chất ion, chỉ trừ Berili chủ
yếu tạo nên các hợp chất cộng hóa trị với nguyên tế khác Tuy nhiên, bằng phương pháp nhiễu xạ Ronghen, n ưỜi ta cũng đã xác định được trong một sô hợp chất,
kim loại kiểm thổ có thể ¬ age tại số oxi hóa +1.Vi dụ : CaCl được tạo nên từ hỗn
hợp CaCl, và Ca ở 1000°C.
>» Nhiệt thăng hoa của các kim loại kiểm tho tuy có cao hơn so với kim loại kiềm
nhưng văn tương đối thấp:
[ Be | Mg | Ca | Sr | Ba |
Nhiệt thăng hoa (kJ/mol) |_ - _ | 180 | 205 | - |
> Ở trạng thái hơi, các kim loại kiềm thé là đơn nguyên tử, không có khả năng tạo ra phân tứ hai nguyên tử ở trạng thái khí như các kim loại kiểm hoặc như các
kim loại Zn, Cd, Hg thuộc nhóm IIB Diéu đó được giải thích như sau:
e Muôn tạo ra dang phân tử hai nguyên tửMạ, các nguyên tử kim loại kiềm thé
phải thường xuyên ở trạng thái kích thích ns” + sp Tuy nhiên, năng lượng được
tạo ra khi hình thành liên kết giữa hai nguyên tử không đủ bù lại cho năng lượng
cần cung cấp đẻ gây ra trạng thái kích thích.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 20
Trang 22Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Kim Hạnh
¢ Đối với các kim loại kiểm thi nguyên tử chi có một electron ns’, các nguyên
tử không phải thường xuyên ở trạng thái kích thích như kim loại kiêm thô, năng
lượng thoát ra là năng lượng liên kết.
s® Còn các kim loại Zn, Cd, Hg (nhóm IIB) cũng có hai electron ns’ nên cũng
thưởng xuyên ở trạng thái kích thích ns’ -› sp nhưng bán kinh nguyên tử lại bé
hơn các kim loại kiểm thé:
t,=1,97A“ r„ =1 34A"
r, =2,15A" f.4=1,56A°
tna = 221A" Ty, =1,60A"
nên năng lượng liên kết lớn hơn năng lượng cần cung cấp dé gây ra trạng thái kích
thích, vi vậy các phân tử Zn;, Cd;, Hg; có thé tổn tại ở trạng thái khí.
> Cation của kim loại kiểm thổ có câu hinh electron của khi hiếm nên đều không mau va nghịch từ Mau của các hợp chất chứa các cation này déu do anion hoặc
tap chat gây nên.
> Khác với kim loại kiểm, nhiêu hợp chất của kim loại kiểm thổ ít tan trong
nước.
Như vậy, kim loại kiềm thổ là những kim loại điễn hình, là những kim loại
mạnh, hoạt động hóa học chỉ thua kim loại kiềm.
2.2 Tính chất vật lý:
> Các kim loại kiểm thé ở dạng đơn chất cỏ mau trăng bạc, riêng Berili có mau trăng xám (xám nhạt).
> Trong chân không hoặc trong môi trưởng lạnh, các kim loại kiểm thô có anh
kim rat mạnh Vi các kim loại có khả nang phản chiếu anh sáng nguyên tử rat
SVTH: Nguyễn Thi Thu Hien Trang 21
Trang 23mạnh, phần ánh sáng bị hap thụ càng nhỏ và phan ánh sáng bị phản chiếu càng lớn
thì kim loại càng có ánh kim, Khả năng phản chiêu ánh sáng của Mg lớn hơn khả
năng hap thu anh sáng nên Mg giữ được anh kim khi chia nhỏ vì vay Mg dùng dé
chế sơn trắng
> Trong không khí, ở nhiệt độ thường, Be va Mg vẫn giữ được anh kim do có lớp
oxit bền bảo vệ, còn các kim loại khác bị mờ nhanh chóng do tác dụng của oxi vànito trong không khí tạo oxit, một phân peoxit và nitrua Trong các hợp chất trên,
2 electron hóa trị của kim loại kiểm thổ đã tham gia vào tạo liên kết ion nên khi bị
kích thích no khó nhận năng lượng để nhảy lên mức năng lượng cao hơn, do đó kim loại mat ánh kim.
+ Nhận xét từ những dữ kiện trên :
4 Lê nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi :
- Nhóm HA có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao hơn nhóm IA nhưng vẫn
tương đối thấp so với các kim loại chuyển tiếp (trừ Be) và biến đổi không đều tù
Be đến Ba, khác han so với nhóm IA.
- Có thể giải thích nguyên nhân dựa vào đặc điểm liên kết kim loại trong
mạng tinh thé của kim loại kiêm thé:
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tương đối thấp là do kim loại kiềm thổ có
số electron hóa trị ít (2 electron ), lực hút của cation kim loại tại nút mạng tỉnh thê
tới các electron hóa trị yeu Mặt khác, các kim loại kiềm tho có số electron hóa trị
gấp đôi kim loại kiềm nên liên kết kim loại trong kim loại kiểm thé mạnh hơn do
đó ma nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của kim loại kiềm tho cao hon kim loai
kiểm Con tính chất biến đổi không déu là do các kim loại kiểm thé có nhiều cấu
trúc mạng tinh thê khác nhau nên năng lượng mạng lưới khác nhau làm cho nhiệt
độ nóng chảy, nhiệt độ sôi không đều như trong họ kim loại kiểm
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 22
Trang 24Luận vẫn tốt nghiệp GVHD Nguyễn Thị Kim Hạnh
4 Lẻ thối lượng riêng:
- Cac kim loại kiểm thô đêu là những kim loại nhẹ (đặc biệt nhẹ hơn nhôm d
= 2.7g/cm’), vi có tỉ khối nhỏ (đ < 5), trừ Ra (d ~6).
- Các kim loại kiểm thô đều chim trong nước và dâu hỏa vi có tỉ khối lớn hơn
| Do đó có thé bảo quản các kim loại kiểm thé trong dầu hỏa.
4 LẺ độ cứng:
- Độ cứng của các kim loại kiểm thổ tuy có lớn hơn nhiều so với kim loại kiêm nhưng nhìn chung vẫn bé và giảm dan từ Be đến Ba.
- Be cứng nhất cỏ thé vạch được thủy tinh, Ba chỉ hơi cứng hơn chi.
+ Trừ Be va Mg, các kim loại kiếm thé ở trạng thái tự do cũng như các hợp chat
dé bay hơi của chúng khi đưa vao ngọn lửa không mau sẽ làm cho ngọn lửa có
mau đặc trưng:
(Ca Ca" | màu đỏ da cam [ Sr, Sr màu đỏ son
| Ba, Ba” màu lục hơi v ing |
Vdu ngọn lira thi Mau do son khi
dat mudi Bari đốt mudi Stronti
Nguyên nhân của hiện tượng này là do khi được cung cấp năng lượng (đốt nóng), các electron hóa trị của nguyên tử hay ion kim loại kiểm thé bị kích thích
nhảy từ các obital cỏ mức năng lượng thấp lên các mức năng lượng cao hơn 6
mức năng lượng cao này, trạng thái của các electron không bên (10s — 10”s) nên
chúng có xu hướng trở vé mức năng lượng én định ban đầu va sẽ hoàn trả lại năng
lượng đã hấp thụ đưới đạng các bức xạ trong vùng khả kiến Vì vậy ngọn lửa có
máu đặc trưng của từng kim loại kiểm thổ.
Trong hóa học phân tích người ta dựa vào các màu sắc này dé nhận biết các kim loại.
Trong bóng tối, Rađi phát ra ánh sáng mảu lục = |
4 LẺ cầu trúc mang tinh thé:
Tinh chat vat lý của các kim loại kiểm thô biến thiên không theo một chiêu như kim loại kiểm vi các kim loại kiêm thé có kiến trúc tinh thé rất khác nhau :
| Nguyên tổ ¬ Kiểu mạng tỉnh thể
Be, Mg, Ca, [ Lục phương
'§, Ca, 'Lập phương tâm diện
“.— ————
Ba - Lập phương tâm khôi
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 23
Trang 25Luận văn tốt nghié GVHD: Nguyên Thị K lạnh
Berili Magie
Mang lập phương | Mang lap phuong | Mạng lục phương
tâm khối tâm diện
Như vậy mạng lập phương tâm khối kém bên nhất vì có độ đặc bé nhất (68%)
4 Lê độ dan điện riêng:
Các kim loại kiểm thô có độ dẫn điện cao nhưng vẫn kém hơn bạc - là kim
loại dẫn điện tốt nhất(5,85.10”°nguyên tử/cm”) — do kim loại kiểm thé có khối
lượng riêng tương đối nhỏ nên làm giảm số hạt mang điện tích Độ dẫn điện của
Be băng 40% độ dẫn điện của đông.
Trang 26Luận vân tốt nghiệp _GVHD: Nguyễn Thị Kim Hanh
Điều đáng ngạc nhiên là độ dẫn điện riêng của kim loại kiêm thé lại tương
đương với độ dẫn điện riêng của kim loại kiểm Vì theo thuyết vùng mỗi nguyên
tử kim loại kiểm thổ có hai electron s thì vùng s đã được ‘dp day du electron va
kim loai sé khong dẫn điện hoặc ban dan nhưng chúng lại có độ dẫn điện cao Điều
đó có thé được giải thích là ving s vả vùng p trong kim loai kiểm thé đã che phú
nhau tạo thành vùng chưa đủ electron làm cho kim loại dẫn điện tốt
Vùng p Vang dẫn
Vùng s Vùng hóa trị
+ Ö nhiệt độ thường, Berili rat cứng và giòn nhưng khi được đun nóng thì dẻo
hơn; Magie có tính chất cơ học tôt : tương đối mêm, dé rèn, dẻo, có thé dat
mỏng và kéo sợi được.
+ Các kim loại kiểm thé dễ tạo nên hợp kim với các kim loại khác Hai hợp kim
thông dụng của magie là macnhali và electron.
> Macnhali chứa 10 - 30% Mg và 30 - 70% Al, Macnhali cứng và bên hơn nhôm tỉnh khiết nhưng dễ chế hóa và dé bào nhẫn hơn.
> Electron gôm 83% Mg, 10% Al, 5% Zn va 2% Mn Ngoai những tính chất
cơ lí rất tốt, electron còn có tỉ khối bé (- I „8) chi hơi lớn hơn magie kim loại
Macnhali cũng như electron đều bèn đối với không khi.
> Ưu điểm của các hợp kim Magie là khối lượng riêng nhỏ (khoảng
1,8g/em’), chúng được sử dụng trước hết trong kỹ thuật tên lửa và chế tạo máybay, cũng như trong chế tạo ô tô, mô tô, chế tạo dụng cụ
> Nhược điềm của các hợp kim Magie là độ bên chong ăn mòn thấp trong
khí quyên ẩm và trong nước, đặc biệt trong nước biển.
2.3 Tính chất hóa học:
Các kim loại kiểm thổ là những kim loại hoạt động đứng sau kim loại kiểm
Trong các phản ứng chúng thể hiện tính khử và tính khử tăng lên từ Be đến Ra.
Radi là nguyên tố phóng xạ va nói chung rất giống với Bari
Các kim loại Ca, Sr, Ba cỏ tính chất hóa học giếng nhau còn Be va Mg có
tính chất hơi khác
2.3.1 Tác dụng với đơn chất:
+ Với Hiđro:
Do có tính khử mạnh nên khi nung nóng, các kim loại kiểm thô Ca, Sr, Ba
có thê khử hidro tạo thành hiđrua ion MH; tương tự hiđrua kim loại kiềm:
Vi dụ như Ca kết hợp với H; ở 150°C :
Ca + Hạ —'“—› CaH;
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 25
Trang 27Sr + Hạ —=““—¬ SrH;
Ba + Hạ —=<+ BaH;
Be không phản ứng trực tiếp với hidro ở điều kiện thường
Mg có thê kết hợp với hidro ở nhiệt độ 570°C dưới áp suất lớn của khíhiđro (200atm) và khi có mặt xúc tác Mglạ, tạo thành MgH; Đó là chất bột màuxám và bèn trong không khi
Y Trong không khí khô và ở nhiệt độ thường:
Be và Mg bi bao phu bởi lớp oxit BeO, MgO rất mỏng và bền ngăn can
chúng tác dụng tiếp tục với oxi Vì vậy mà trong không khí chúng có vẻ xám mờ
và giảm hoạt tính hóa học.
Ca, Sr và Ba tác dụng với oxi và nitơ trong không khí, nhanh chóng tạo nên
lớp màu vàng nhạt trên bê mặt, trong đó ngoài oxit còn có một phan peoxit và
nitrua.
Riêng Ba có thé bốc cháy khi bị cọ xát.
Y Khi đốt nóng:
Khi bị đun nóng ở trong không khí, Be và Mg tạo nên BeO và MgO; còn
các kim loại kiềm thd khác tạo nên oxit MO (M là kim loại kiểm thổ), phan ứng
phát ra nhiều nhiệt, đồng thời tạo nên một phần peoxit và một lượng nhỏ nitrua.Trong đó, năng lượng mạng lưới của MgO là 3924 kJ/mol lớn nhất trong các oxit
kim loại kiềm thê.
Vi du:
2Mg + O; ——» 2MgO AH® = -610k/ / mol
Riéng Mg, khi cháy còn phát ra ánh sáng chói va giảu tia tử ngoại nên được
dùng dé làm pháo sáng va dùng trong nhiếp ảnh.
Về khả năng mat hai electron, Mg thua các kim loại kiểm thé khác như Sr
và Ba nhưng nó có ái lực với oxi lớn hơn hai kim loại đó Sở dĩ như vậy là vi sự
kết hợp của ion Mg” có kích thước bẻ với ion O* cũng có kích thước bé đưa đến
sự tạo thành mạng lưới tinh thê sit sao của MgO va phát ra một lượng nhiệt lớn; chính lượng nhiệt lớn này đã đốt nóng mạnh các hạt MgO được tạo nên làm phát
ra ánh sáng chói và giàu tia tử ngoại.
Dé có ánh sáng chụp ảnh khi trời râm hay tối trước kia người ta đốt hỗn hợp
gồm có bột Mg va một trong các chất oxi hóa như KCIO;, KMnO, hay KNO:
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 26
Trang 28GVHD Kim H
LHDĐốt Mg trong Đốt hỗn hợp Mg va Đốt hỗn hợp Mg
không khi AgNO; và KCIO;
Trong không khí âm:
Ca, Sr và Ba tạo nên lớp cacbonat MCO; do hap thụ hơi nước vả khí CO; có
trong không khi.
Như vậy Ca, Sr va Ba là những kim loại có độ hoạt động
rất cao cho nên không thể để chúng ngoài không khi mà cần
bảo quản các kim loại này trong bình rất kín (Ca được giữ trong
các hộp kim loại han kín) hoặc ngâm trong dầu hóa khan.
Bari trong dâu
4 Với H
Khi được su nóng, các kim loại kiểm thé tương tác mãnh liệt với các
halogen X;, khả năng phản ứng kém dan khi đi từ Flo đến lôt:
M + X; —— + MX ( halogenua kim loại kiêm thé)
Trang 29Luận văn tốt nghiệp GVHD Nguyễn Thị Kim Hạnh
3Ca + N; Ước, CayN;
3Sr + N; — meee, SN;
3Ba + N; —S““—› BanN;
Những nitrua đó được phát hiện dé đàng nhờ tác dụng của chúng với hơi
nước ở trong không khi giải phóng khí amoniac.
Ví dụ :
Mg;N> + 6H;O + 3Mg(OH); + 2NH;
Lợi dung khả năng dé phản ứng với O; và N; người ta đùng Ca vào việc loại
O, và N;ra khỏi các khí hiểm
4 Với lưu huỳnh:
Các kim loại kiềm thô tác dụng trực tiếp với bột lưu huỳnh tạo ra các hợp
chất monosunfua kim loại kiểm thế:
M +S§—®› MS
Ví dụ:
Ca+ S ECB
nhiệt độ cao, các kim loại kiểm thé phan ứng với cacbon tạo nên hợp chat
cacbua MC;, là những chat tinh thể, thường khó nóng chảy, không bay hoi; khi bị
thủy phân giải phóng axetilen:
CaC; + 2H;O > Ca(OH) + CH
Dựa vào phan ứng này có thé giải thích vi sao khi ném đất đèn (CaC);)
xudng ao sẽ làm cá chết vì | tạo ra axetilen, từ đó có thé tạo ra andehit axetic Các
chất này làm tôn thương đến hoạt động hô hap của cá vì vậy làm cho cá chết
Riêng Be tạo nên Be;C là cacbua giải phóng metan khi bị thủy phân:
BezC có màu do vàng, rất cứng, phân húy khi nóng chảy, phản ứng với axit
loãng, kiềm đặc, bị oxi hỏa trong không khi, bị hidro khử, dễ halogen hóa
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 28
Trang 302Be + TiO; —— > 2BeO + Ti
Vi vậy, người ta không dùng khí CO; dé dập tat dam cháy Mg
Trong thực tế người ta dùng các kim loại kiềm tho lam chat khir dé diéu ché nhiéu
kim loại hiếm, kim loại khó nóng chảy và cả các nguyên tố không - kim loại
+ Với nước:
Các kim loại kiêm thô (Ca, Sr, Ba) có thé điện cực tương đương với kim
loại kiểm nên về nguyên tắc chúng tương tác dễ dàng với nước giải phóng khí
hiđro và tạo ra dung dịch có tính kiêm Mức độ phản ứng tăng dần theo thứ tự Ca
< Sr < Ba.
M + 2H;O + M(OH); + Hy (M là kim loại kiểm thổ)
Be va Mg đều có E°M” '/M < E°H;O/H; và khá dương điện nhưng thực tế
không tương tac với nước vi có lớp oxit bên bảo vệ ngăn can tác dụng của kim loại
thủy ngân ra khỏi dung dịch và cùng với Hg tạo thành hỗn hồng magie lúc bấy giờ
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 29
Trang 31Luẫn văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thi Kim Hanh
mang oxit không được tạo nên và hỗn héng magie liên tục tương tác với nước ở
nhiệt độ thường.
4 Với axit:
Các kim loại kiểm thé đều có thé điện cực rất nhỏ (-2,9 >-1,85V) so với E°
2H'/H;(0,00V) nên chúng khử được H” trong các dung dịch axit vô cơ và hữu cơ
Be còn có thé tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc trong kiểm nóng chảy
tạo thành muối berilat và giải phóng khí hiđro:
Be + 2NaOH + 2 HO — Na;[Be(OH),] + H;
(dd) (natri hidroxoberilat)
Be + 2NaOH„ — Na;BeO; + Hạ
Đặc tính riêng này của Be cho thấy nó giống nhiều với nhôm AI.
Be là kim loại hoạt động yếu nhất nhóm do đó khi phản ứng với dung dịch
axit và bazơ, Be không tạo thành ion đơn giản mà tạo thành các phức chất kiểu
cation vả anion.
+ Với Amoniac:
Cũng như kim loại kiềm, các kim loại Ca, Sr và Ba có thé tan trong amoniac
lỏng cho dung dịch lâu có màu xanh thẫm.
Về bản chất và về tính chất hóa học dung dịch màu xanh này giống dung
dịch kim loại kiềm trong amoniac lỏng Nhưng khác kim loại kiềm ở chỗ là sau
khi làm cho dung môi bay hoi thi dung dịch kim loại kiểm để lại kim loại kiểm
còn rag dich kim loai kiém thé dé lại những tinh thể vàng óng có thành phan
là M(NH;}¿ (M là kim loại kiềm thô).
Hiện nay người ta cũng chưa biết rõ liên kết giữa kim loại va amoniac trong
những phức chất hexaamin đó Những phức chất này cũng như dung dịch của kim
loại kiềm thé trong amoniac lỏng khi có mặt chat xúc tác biến thành amiđua.
(canxiamiđua) (canxi imiđua)
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hien Trang 30
Trang 32Amiđua và imiđua của kim loại kiêm thỏ cũng như của kim loại kiềm là những hợp chat ion, chỉ bền ở dạng tinh thé và tương tác mạnh với nước tạo thảnh hidroxit và amoniac.
Khả năng tạo nên những phức chất là không đặc trưng với các kim loại kiểm
thô vi sự tạo phức là thuận lợi đối với những i ion bé có điện tích lớn và obital
trồng Bởi vậy hệ số phức chat của Beri có nhiều hơn Bari Ta có thé kể một vài
phức chất của Berili là M;[BeF¿| (trong đó M là kim loại kiểm) và
Be,O(CH;COO}, - Phức chất sau không tan trong nước nhưng tan trong nhiêu
dung môi hữu cơ nên được dùng dé chiết Berili.
Canxi và các kim loại kiêm thé khác chi tạo phức với những hợp chat cho
mạnh như axetylaxeton, axit etilenđiamintetraaxetic (EDTA).
Do có tính khử mạnh các kim loại kiềm tho khử được muối halogenua của các kim
loại khác kể cả các nguyên tố họ lantan va họ actini:
TiCl, + 2Mg — => Ti + 2MgCI,
UF, +2Mg —“—> U + 2MgF,
2.4 Trang thái thiên nhiên và đồng vị:
2.4.1 Trạng thái thiên nhiên:
¥C ủng như kim loại kiềm, các kim loại kiềm thổ có độ hoạt động hóa học rất
mạnh nên chúng chỉ tồn tại trong thiên nhiên ở dạng hợp chat Ca va Mg la arab
nguyên tố phô biển trong vỏ trái đất (phần thạch qu én) Sr va Ba la nguyén
tương đổi hiểm, Be là nguyên tổ hiểm, còn Ra thi lại rat hiểm.
⁄ Dạng hợp chất chủ yếu của kim loại kiểm thổ tổn tại trong thiên nhiên là
silicat, cacbonat và sunfat, trong đó cacbonat va sunfat là sản pham phân hủy của
silicat dưới tác dụng của nhiều yếu tố thiên nhiên Khác với kim loại kiềm các ion
kim loại kiềm thô ít được tích lũy ở trong nước biển vì những hợp chat trên đây
đều ít tan.
* Khoáng vat chủ yếu của Be là berin (Be,Al,Si,Oi, hay 3BeO.Al;O;.6S¡O;) ở dạng tỉnh thê lang trụ sáu cạnh tron ne suốt và có các mau sắc khác nhau vì có chứa một số tạp chat: néu lẫn tạp chất Cr” thì có mau lục tươi, sáng long lanh đó là các
đá quỷ izumrut (còn gọi là êmơrôt hay ngọc bích) và aguamarin màu xanh lam
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiền Trang 31
Trang 33Luân văn tốt nghiệp GVHD Nguyễn Thị Kim Hạnh
(con gọi là ngọc lam) nếu lẫn Fe”" vả Fe`" Berin có nhiều ở An Độ, Brazin,
Canada, Liên Xô(cù), Mi, Nam phi và Rumani.
* Khoáng vật quan trọng của Mg là cacnalit (KCILMgCl; 6H;©),
bisofit MgCl;.6H;O hoặc dưới dạng sunfat như kizerit MgSO¿.H;O,
kainit KCLMgSO, 3H:O, dang cacbonat như magiezit (MgCOs),
dolomit (MgCO:.CaCQ))
Quặng dolomit
se Khoáng vật silicat của Mg là đá tale [Mg;SiO,(OH)], amidng
se Amiäng là khoáng chất dạng sỏi, có vai trò quan trọng trong thực tế do có
những tỉnh chất đặc biệt như không cháy trong lửa, din nhiệt kém va rất bền vững
đối với các hóa chất; có thé chế biến thảnh sợi, làm các đồ vật có thủng lỗ như:
khăn ăn, bao tay, chụp đẻn, khăn trải bản, mản cửa và làm tắm lợp fibrô ximăng.
Gan đây người ta phát hiện ra rằng những người tiếp xúc một thời gian dai với bụi
amiang có nhiễu nguy cơ bị ung thư phổi Tuy nhiên đến nay amiăng vẫn chưa bị
xếp vào loại chất gây ô nhiễm môi trường.
se Bột nghiền của đá talc được dùng dé lam phấn rôm, chất độn
trong cao su CH
e Ngoài ra Mg còn có trong chất diệp lục của lá cây “
(clorophin), trong các mô động vật và có nhiều trong nước “”*,
biển lon Mg”” chứa trong nước biển làm cho nó có vị chát =
mo
cho
clorophin
¥ Canxi tập trung chủ yếu ở hợp chất cacbonat tổn tai trong thiên nhiên, dưới các
dang : canxit, đá vôi, da phan, da hoa hoặc ở chung với magie cacbonat như đolomit.
e Khoáng vật quan trọng khác của canxi la thach cao (CaSO,2H;O), florit
(CaF›), apatit, ví dụ như floapatit [Cay(PO¿):F].
“u OF
floapatit [Cas(PO);F] florit (CaF)
© Ngoai ra Ca còn có trong xương của động vật, trong mô thực vật va trong nước
thiên nhiên Xương người chứa 80% Ca;(PO,); va 13% CaCO; Ngoài ra Ca còn
có trong huyết thanh đưới dang muối photphat, nitrat lon Ca?" có vai trò kích thích
hoạt động của tim Nhờ có ion CaTM, khi gặp không khí, máu đông lại cho nên
người ta không mắt hết máu khi bị sảy đa.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 32
Trang 34Luận van tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thi Kim Hạnh
Y Sr và Ba cĩ trong các khống vật xelestin (StSO,),
strontianit (StCO;), baritin (BaSO,) và viterit (BaCO)).
v Ra cĩ một lượng rat ít trong quặng của uran như quặng cacnotit
Kz(UO›);({VOø¿;.3H;O
¥ Nước ta cĩ rất nhiều núi đá vơi ở Ninh Bình, Đơng Triều,
Hạ Long,
¥ Co những mỏ dolomit nhỏ ở Lao Cai, Phú Tho va Thanh Hĩa, mỏ đá tale ở
Yên Lập (Vinh Phú), mỏ amiăng ở Mai Thơn (Hịa Binh), mỏ daritin ở Hà Bac.
2.4.2, Đơng vị:
* Be cĩ 04 đơng vị, trong đĩ chí cĩ 01 đơng vị thiên nhiên là "Be (100%) Cịn lại
là đồng vị phĩng xạ, đồng vị '°Be cĩ chu kỳ bán hủy lâu nhất là 2,5 10” năm
“ Mg cĩ 06 đồng vị từ ”Mg đến “Mg, trong đĩ cĩ 03 đồng vị thiên nhiên là:
Cịn lại là đồng vị phĩng xa, trong đĩ đồng vi “Mg là bền hơn cả với chu kỳ bán
hủy 0,891 ngày đêm.
' Ca cĩ 11 đơng vị từ °Ca đến “Ca Cĩ 06 đồng vị thiên nhiên là:
Trong 5 đồng vị phĩng xạ bên nhất là đồng vị *'Ca (chu kỳ bán hủy là 1,1 10”
Trang 35Luận văn tốt nghỉ GVHD: Nguyễn
Trong 12 đồng vị phóng xạ còn lại, đằng vị ’Sr là bền nhất (chu ky bán hủy
là 28 nam).
Y Bacé 19 đồng vị từ ' “Ba đến “Ba, trong đó có 07 déng vị thiên nhiên Ia:
Trong 12 đồng vị phóng xạ còn lại, đông vị '” Ba là bền nhất với chu ky bán
hủy là 10 năm.
Y Ra có 13 đồng vị phóng xạ (bao gồm đông vị ?!”Ra và các đồng vị từ ?'°Ra đếnRa) Đồng vị a (chu ky ban hủy 1600 năm, phóng xạ hạtz ) tạo thành trong
day phân rã ?°U, đồng vị này lần đầu tiên được Pierre và Marie Curie tách ra từ
sfalerit nhựa uran.
2.5 Điều chế kim loại kiềm tho
Vi các kim loại kiềm thổ tồn tại trong thiên nhiên dưới dang cation MỶ" nên
dé thu được kim loại M thì phải tiến hành các phương pháp điều chế dựa trên
nguyên tắc chung là dùng dòng điện hoặc chất khử mạnh dễ khử ion MỸ” thành M:
M* + 2e +M
Nhu vay, nguyên tắc chung để điều chế kim loại kiểm thổ cũng giống như
nguyên tắc điêu chế kim loại kiềm
> Phương pháp điện phân:
Phương pháp để điều chế các kim loại kiểm thổ là điện phân muỗi halogenua nóng chảy Thông thường người ta điện phân nóng chảy muỗi clorua kim loại kiềm thô.
> Diéu chế Be: điện phân nóng chảy hợp chất của nó, chủ yếu là BeCl; với cực
âm bảng thủy ngân và ở trong khí quyển argon Chất nóng chảy chứa 50% BeCl;
và, 50% NaCI dùng làm chat điện ly; việc dùng chất nóng chảy có thành phần như
thé cho phép hạ nhiệt độ điện phân đến 300°C (BeCl; tính khiết nóng chảy ở
440°C).
BeCl, -> Be(catot) + Cl, 7 (anot)
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 34
Trang 36> Điều chế Mg: điện phân cacnalit hay MgCl; nóng chảy, khi đó dé hạ nhiệt độ
nóng chảy người ta thêm vào hỗn hợp KCI, NaCl, CaCl, và tiền hành điện phân ở
nhiệt độ 700 — 750°C trong thùng điện phân làm bằng , thép đồng thời là cực âm,
còn cực dương là một thanh than chỉ đặt trong ống sứ xốp đề cho khí clo thoát ra.
Dé tránh không khí (chứa O; và Nạ) oxi hóa kim loại magie long nỗi lên trên
chất điện phân, người ta thỏi chậm một luông khí H; trên bê mặt của magie long vi
Mg không co khả năng phan ứng trực tiếp với Hp.
Đề có MgCl, thêm vào, = ta đã điều chế từ manhezit MgCO; hoặc từ dolomit:
Khí Ch ra lấy từ cực dương của bình điện phân.
Sơ đồ thiết bị điện phân
điều chế Mg
l Catot
4 Ngoài ra dé có MgCl, „ người ta có thé chế hóa từ nước biển như sau:
Trong nước biển có một lượng lớn ion Mg’ "cho nên nước biển la một trong những nguôn cùng cấp magie hang dau.
Muốn tách magie ra khỏi nước biển, người ta dựa vào tinh it tan của magiehiđroxit (tích số tan của Mg(OH), là !,5.10' ) Muốn kết tủa Mg(OH); người tadùng ngay các vỏ sò, ốc, hến tương đổi sẵn trên bờ biển để nung vôi
Phiên: (BE CaO, + CO, tk)
CaO,,, + H;O,, — Ca(OH),,,.,
Mg” „+ Ca(OH),,,, -> Mg(OH),,,, + Ca”
(trong nước biển)
Người ta lọc dé tách Mg(OH), rồi trung hòa bằng axit HCI, một axit rẻ tiễn
Mg(OH),,, + 2HCI,„„ > MgCl,,., + 2H,O(oq) tay) (lì
Cho bay hơi nước, làm khô rồi điện phân MgCl, ở nhiệt độ khoảng 700°C,
MgCl —“#“““—› Mg(r) + CI,(k)
Hang năm, trên the giới sản xuất ra hàng trăm ngàn tan magie
Ngày nay dé lấy ion Mg” từ nước biển, người ta dùng nhựa trao đôi
ion Rửa nhựa đã trao doi đó bằng axit clohidric sẽ được MgCl.
(ay)
> Điều chế Ca, Sr và Ba: điện phân muỗi clorua nóng chảy
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiện Trang 35
Trang 37Luận văn tốt nghiệp GVHD: Nguyễn Thị Kim Hanh
Sơ đồ thùng điện phân điều chế kim loại canxi Thùng điện
phân là một cái lò bên trong lót lớp than chi, day lò được làm
At
ngudi bằng dong nước chảy Cực dương làm bằng sắt vả cực Hộ _ :
âm bằng than chì Chất điện phân là CaCl; khan Quá trình thực Dey pe ›
hiện ở điện ap 20 — 30V Cường độ dòng là 3000A vả ở nhiệt
độ càng thấp càng tốt Nhờ nhiệt độ thắp nên thành lò bằng than ——
lô thiết lên in
chi luôn luôn được phủ bằng một lớp muỗi rắn bảo vệ is chỉ àng
> Radi điều chế bằng cách điện phân dung dịch RaCl; với các cực bằng platin
RaCl; thu được sau một quá trình chế hóa phức tạp quặng uran.
* Các phương pháp | khác:
> Dùng than cốc khử MgO chế từ magiezit hay ding ferosilic (hợp kim Fe va Si)
khứ hon hợp MgO va CaO chế từ dolomit ở nhiệt độ cao va trong chân không :
MgO + C —##“ ›Mpg + COCaO + 2MgO + Si —'“““ ›2Mg + CaO.SiO,
Hơi Mg bay lên và được làmngưng tụ lại.
Dé điều chế mapie tỉnh khiết (99,999%) thi thing hoa nhiều lan magie kj thuật trong chân không.
> Dùng những kim loại có tính dương điện yếu hơn nhưng có nhiệt độ sôi cao
hơn như nhôm hay canxi, magie để khử các oxit, muối clorua trong chân không ở
nhiệt độ cao Vi dụ :
2AI + 4CaO — CaO.Al,O, + 3Ca
BeO + Mg — MgO + Be
MgO + Ca — CaO + Mg 3CaCl, + 2Al — 3Ca + 2AICI,
Hơi của kim loại kiểm thổ bay lên sẽ được làm ngưng tụ lại
> Be thường được điều chế từ BeF;:
BeF, + Mg —*““ ›MgF, + Be
2.6 Ứng dụng của kim loại kiềm thổ:
Trong các kim loại kiêm thô chỉ có Mg được sử dụng rộng rãi nhất ở dang hợp
kim.
- Do có tính khử mạnh, Mg bảo vệ kim loại chồng ăn mòn điện hóa Ví dụ dé
bảo vệ các câu, tháp, bồn chứa, ống dẫn dau, khi bằng thép, người ta nồi chúng với
các khôi Mg hoặc Zn; khi đó sẽ tạo thành những pin ganvani khong 16, ở đó các
khối Mg - Zn sẽ bi oxi hóa va do đó bị ăn mòn thay cho vật cần bảo vệ.
- Magie tinh khiết có ứng dụng rộng rãi trong luyện kim Người ta điều chế một
số kim loại, đặc biệt Titan bằng phương pháp nhiệt magie Trong sản xuất một so
loại thép và hợp kim kim loại màu, magie được sử dụng dé tách oxi và lưu huỳnh
khỏi chúng Magie được dùng rất rộng rãi trong công nghiệp tông hợp hữu cơ.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hien Trang 36
Trang 38Luận văn tốt nghiệp GVHD Nguyễn Thị Kim Hạnh
Nhờ đó người ta điều chê nhiêu chất thuộc các loại hợp chat hữu cơ khác nhau,
cũng như hợp chất hừu cơ nguyên tố Hỗn hợp bột magie với chất oxi hóa được
dùng trong chế tạo tên lửa chiếu sáng vả tên lửa đốt cháy
Berili kim loại có nhiều tính chất tuyệt vời Lá Berili mỏng, bền trong khôn
khi, dé cho tia Rơnghen xuyên qua và được dùng làm vật liệu không thé thay thđược cho việc chế tạo cửa số ống Rơnghen, tia Rơnghen sẽ thoát ra ngoài cửa số
nay,
- Be bên chắc giống thép, có nhiệt độ nóng chảy cao, lại nhẹ (tỉ khối chi bằng 1⁄4
sắt) nên lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của Berili là hợp kim, trong đó kim loại này là
phụ gia hợp kim hóa Những hợp kim của Be có đặc tính chung là nhẹ, cứng và rất
bén Chúng được dùng trong công nghiệp máy bay, đồng hò vả kĩ thuật điện
- Hợp kim Cu — Be rất cứng, rất bền, khó gãy và có độ dẫn điện lớn không thua
kém đồng nguyên chất Hợp kim của đồng chứa = 1% Be có màu vàng ong rất đẹp
và gd rất kêu Tinh đàn hôi tuyệt vời của hợp kim Cu — Be được ding làm lò xo
đông hồ Nhưng việc sử dụng Be còn bị hạn chế vì nó giòn và lượng sản xuất được
hiện nay là ít.
- Ngoài đồng thanh Berili, người ta cũng dùng hợp kim Niken chứa 2 — 4% Be,hợp kim này bên đối với ăn mòn, chắc và đàn hồi ngang với thép không gi chất
lượng cao, và về một vải phương diện còn ưu việt hơn loại thép đó Nó được ding
dé chế tạo lò xo và dụng cụ mé xẻ Một lượng phụ gia nhỏ Berili cho vào hợp kim
Magie sẽ lam tăng độ bền chống ăn mòn Hợp kim trên cũng như hợp kim củanhôm với Berili được sử dụng trong chế tạo máy bay
- Độ bên của Berili rất tốt (giá trị của kim loại Berili được tìm thấy trong một
số hợp kim nhẹ có chứa kim loại này), một dây dẫn có tiết điện Imm” bằng nhôm
chỉ chịu được sức nặng 10 kg nhưng một dây dẫn có kích thước như thế bằng
Berili chịu được sức nặng 60 kg.
> Bo 5 ie Xăng RE: 242364oggglÖy-0ag leovasgk vẻ vhềe aa sở côn ca
ngành hàng không, đặc biệt những chỉ tiết máy bay rat cần nhẹ và khó nóng chảy
- Một tính chất quý giá của kim loại này là khi cháy phát ra rat
nhiều nhiệt nên Berili là một thành phần của nhiên liệu rắn cho tên lửa
để bay lên mặt trăng và các ngôi sao xa Ặ
những ar tố nhẹ va là một trong những chat lam chậm va phản xạ
nơtron tốt nhất trong lò phản ứng hạt nhân ở nhiệt độ cao:
?Be + {He -> "C +¿n
- Các hợp chất của Berili đều độc, đặc biệt khí quyển chứa bụi Berili hoặc hợpchất của nó rất nguy hiểm, chúng có thể phá hủy mô phổi tương tự như bệnhnhiễm bụi Silic - bệnh nghẻ nghiệp của thợ mỏ Còn các hợp chất hòa tan của
Berili gây nên bệnh viêm da khi tiếp xúc với nó Do đó khi làm việc với Berili kim
loại va các hợp chất của nó cần tuân thủ những sự phòng ngừa tương ứng.
4+ Ba và Ca dùng để khử những vết cuối cùng của O;, N; trong bình chân không.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 37
Trang 39Luân van tốt nghiệp GVHD Nguyễn Thị Kim Hạnh
- Ca còn được dùng để điều chế CaH; là một tác nhân khử tốt; dé khử một số
kim loại khỏi hợp chat, ví dy uran, crom, ziriconi, xezi, rubidi; tách oxi, lưu huỳnh
ra khói thép và một số hợp kim khác, hoặc để làm khan chất lỏng hữu cơ, hap thy
khí dư trong thiết bị chân không Ngoài ra Ca là cấu tử hợp kim hóa của một số
vn kim chi.
4 Tất cả các đồng vị của Ra đều có tính phóng xa, trước kia đồng vị sống lâu
“Ra được sử dụng trong trị liệu bằng phóng xạ chữa bệnh ung thư, hiện nay thay
bằng đồng vị của nguyên tố khác rẻ hơn gấp nghìn lần, được tạo thành trong lò
phan ứng hạt nhân (ví dụ “Co, '*’Cs).
Các muối của Sr, Ba được dủng làm thuốc pháo, khi cháy tỏa ra màu đỏ, màu lục có nhiều sắc thái khác nhau, dùng lam pháo bông, pháo hiệu.
PHÁO HOA
lào những ngày lễ lớn, ở nhiều thành phố, người ta thường nhìn thấy bắn
pháo hoa: sau một tiếng nd, trên bau trời tỏa sdng với nhiều màu sắc lap lánh
tuyệt đẹp Vậy người ta chế tạo pháo hoa như thể nào? Tại sao khi cháy nó có thê
phái ra ánh sáng có mau?
Pháo hoa gôm 2 phan: BS pis HE ĐỨNG tts ot
fo, còn phân trên là một quả câu O phan bên dưới chứa t
vào đây dẫn này, lửa sẽ dẫn vào ống pháo đót cháy phân thuốc nỗ
đen trong ống làm giải phóng một lượng nhiệt lớn và sinh ra lượng lớn các chất
khi Chính lượng khí này sẽ tạo áp lực đây phân pháo bông bên trên bay lên
O phản trên của cây pháo hoa có chứa chất cháy, chất trợ cháy, chất phát
quang và chất cháy tạo màu Chất cháy cũng là thuốc nô den, nó có tác dung
khi cháy sẽ sinh ra nhiệt làm cho chất phát quang và các chất phát màu né
tung.
Chất trợ cháy ià hợp kim của nhôm và magiê, các muối nitrat Các chất này
hỗ trợ cho chất cháy càng cháy mạnh hơn, do các phản ứng hoáhọc sinh ra lượng nhiệt rất lớn làm phân huy muối nitrat sinh raoxi cung cấp cho quá trình cháy Chat phát sang thưởng là bộtnhôm hoặc bột magié, các bột kim loại này chảy rất mạnh, đồng
thời phat sáng mạnh.
Chất tạo màu đóng vai trỏ rực rỡ khi bắn pháo hoa Hiện tượng này gây ra
do các kim loại khác nhau khi cháy ở nhiệt độ cao có thé sinh ra ngọn lửa có màu
khác nhau Ngoài chất tạo màu, trong pháo hoa người ta còn cho thêm chất chất
tạo khói và tạo âm thanh.
SVTH: Nguyễn Thị Thu Hiển Trang 38
Trang 40MOT SO HOA CHAT THƯỜNG DUNG ĐỀ SAN XUẤT PHÁO HOA
NH,CIO, Tinh bột
(— CH; - CHCI -),
Ngọn lửa đỏ: SrNO); SCO,
Ngọn lửa xanh luc: Ba(NOh);, Ba(ClOy) Ngọn lửa lam: CuCO;, CuSO,, CuO
Ngọn lửa vàng: NayCO;, NaC;O,, NayAIF,
Ngọn lửa trang: Mg, Al
Tia lửa vàng: Fe, CTia lửa trắng: Al, Mg, hợp kim Al-Mg,Tạo tiếng rit: kali benzoat hoặc natrisalicylat
Tạo khói trắng: hỗn hợp của muối nitrat va
luu huynh
Tạo khói màu: hỗn hợp KCIO,, § và thuốc
nhuộm hữu cơ
Tác dụng sinh lý của kim loại kiểm thé:
Các ion Mg” va Ca” ctia nhóm IIA cùng với các ion Na’, K’ctia nhóm IA
chiếm tới 99% tong số các ion kim loại tồn tại trong co thé con người Các ion kim
loại có vai trò điều tiết các hoạt động, của hệ sinh hóa chăng hạn Ca?” có vai trò
quan trong trong quá trình co giãn các bắp thịt và sự đông tụ máu, nó cũng là thành phan của men rang.