THUYẾT TRÌNH VỀ KIM LOẠI KIỀM

a Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp giảm dần từ Li đến Cs do mạng tinh thể kim loại kiềm có kiểu lập phương tâm khối, trong đó liên kết kim loại kém bền.. b Khối lượng riêng nhỏ tăng

KIM LOẠI KIỀM

DANH SÁCH NHÓM

•Huỳnh Ngô Thục Mi

•Trần Thị Thanh Thủy

•Phan Văn Tuấn

•Lê Hằng Thanh Thiện

GVHD: Hà Thị Hải Yến

A KIM LOẠI KIỀM

I Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron

nguyên tử

•Thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn, gồm các nguyên tố: Li, Na, K, Rb, Cs

và Fr (nguyên tố phóng xạ)

•Cấu hình electron nguyên tử:

Li: [He]2s1 Na: [Ne]3s1 K: [Ar]4s1

Rb: [Kr]5s1 Cs: [Xe]6s1

II Tính chất vật lý

a) Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (giảm dần từ Li đến Cs) do mạng

tinh thể kim loại kiềm có kiểu lập phương tâm khối, trong đó liên kết kim loại kém bền.

b) Khối lượng riêng nhỏ (tăng dần từ Li đến Cs) do các kim loại kiềm có

mạng tinh thể rỗng hơn và nguyên tử có bán kính lớn hơn so với các kim loại khác trong cùng chu kì

c) Độ cứng thấp do lực liên kết giữa các nguyên tử kim loại yếu Có thể cắt

kim loại bằng dao dễ dàng

III Tính chất hóa học

• Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa nhỏ, vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh Tính khử tăng dần từ Li  Cs

M – 1e-  M+

• Là kim loại có tính khử mạnh nhất trong các kim loại cùng chu kỳ

• Trong các hợp chất, các kim loại kiềm thường có số oxi hóa +1

1) Tác dụng với phi kim

- Li, Rb & Cs được điều chế bằng cách điện phân các halogenua nóng chảy của chúng Cũng

có thể khử cacbonat của Cs & Rb bằng Zr ở nhiệt độ cao:

M2CO3 + Zr  4M + ZrO 2 + 2CO2

2) Ứng dụng

- Pin Lithium-ion

- Dùng chế tạo hợp kim có nhiệt độ ngoài cùng thấp

Ví dụ: Hợp kim Na-K nóng chảy ở nhiệt độ 70 C dùng làm chất trao đổi nhiệt trong các lò phản ứng hạt nhân

- Hợp kim Li-Al siêu nhẹ, được dùng trong kỹ thuật hàng không

- Cs được dùng làm tế bào quang điện.

1. Gi i thi u ớ ệ

– Pin lithium­ion (hay pin Li­ion, vi t t t là LIB) là m t lo i pin s c.ế ắ ộ ạ ạ

– Trong quá trình s c, các ion Li chuy n đ ng t  c c d ng sang c c âm, và ng c ạ ể ộ ừ ự ươ ự ượ

l i trong quá trình x  (quá trình s  d ng)ạ ả ử ụ

– LIB th ng s  d ng đi n c c là các h p ch t mà c u trúc tinh th  c a chúng có ườ ử ụ ệ ự ợ ấ ấ ể ủ

d ng l pạ ớ

–  Các v t li u đi n c c có c u trúc tinh th  d ng l p th ng g p dùng cho c c d ng ậ ệ ệ ự ấ ể ạ ớ ườ ặ ự ươ

là các h p ch t ôxit kim lo i chuy n ti p và Li, nh  LiCoOợ ấ ạ ể ế ư 2, LiMnO2, Dùng cho 

đi n c c âm là graphite.ệ ự

– Dung d ch đi n ly đ c s  d ng trong pin yêu c u không đ c d n đi n.ị ệ ượ ử ụ ầ ượ ẫ ệ

2. C u t o c a pin ấ ạ ủ

C u t oấ ạ

Đi n c c d ng: là các oxit kim lo i Lithium ệ ự ươ ạ

d ng  LiMO2  trong  đó  M  là  các  kim  lo i ạ ạchuy n ti p nh  Fe, Co, Mn, ể ế ư

Đi n c c âm: v t li u th ng dùng là graphite ệ ự ậ ệ ườ

và các v t li u cacbon khác.  ậ ệ

Dung d ch đi n ly: các dung môi h u c  nh  ị ệ ữ ơ ưetylen cacbonat, dimetyl cacbonat, và dietyl 

cacbonat 

3. C  ch  ho t đ ng ơ ế ạ ộ

- Khi  s c  pin,  ion  Liạ +  trong  b n  c c ả ự

d ng  ti n  sang  b n  c c  âm ươ ế ả ự   đính vào  m ng  C  t i  đó ạ ạ   quá  trình  s c ạ

ch m d tấ ứ

- Khi x  hay s  d ng pin, quá trình trên ả ử ụ

đ c th c hi n theo chi u ng c l iượ ự ệ ề ượ ạ

– Ph n  ng t i c c d ng (cathode) trong v t li u d i d ng LCO:ả ứ ạ ự ươ ậ ệ ướ ạ

LiCoO2  CoO2 + Li+ + e­

– Ph n  ng t i c c âm(anode) trong v t li u d i d ng graphite: ả ứ ạ ự ậ ệ ướ ạ

C6 + Li+ + e­  LiC6

– Ph n  ng c a c  pin ả ứ ủ ả

C6 + LiCoO2  LiC6 + CoO2

B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM

1 Các oxit, peoxit & ozonit:

- Khi đốt nóng KLK trong không khí sẽ thu được hỗn hợp sản phẩm có thành phần phức tạp, bao gồm oxit M2O, peoxit M2O2 và supeoxit MO2

a) Tính chất hóa học:

Phản ứngvới nước:

M2O + H2O → 2MOH

M2O2 + 2H2O → 2MOH + H2O22MO2 + 2H2O → 2MOH + H2O2 + O2 ↑Phản ứng với CO2

M2O + CO2 → M2CO32M2O2 + 2CO2 → 2M2CO3 + O2 ↑4MO2 + 2CO2 → 2M2CO3 + 3O2 ↑

b) Ứng dụng:

Làm nguồn cung cấp oxi trong các bình lặn và tàu ngầm

Dựa vào phản ứng với khí CO2 người ta dùng Na2O2 làm nguồn cung cấp oxi ở trong các bình lặn và tàu ngầm Trộn Na2O2 với KO2 theo tỉ lệ 1:2 về phân tử thỳ thể tích khí O2 sinh ra sẽ bằng thể tích của khí CO2 được hấp thụ:

Na2O2 + 2KO2 + 2CO2 → Na2CO3 + K2CO3 + 2O2

Các hidroxit kim loại kiềm là các bazơ mạnh, tính bazơ tăng dần trong dãy

Do có tính bazơ mạnh nên chúng phản ứng với hầu hết các chất có bản chất axit

a) Tính chất vật lý: Chất rắn không màu, dễ nóng chảy, hút ẩm mạnh, tan nhiều trong nước

- Phản ứng với muối tạo thành bazơ mới và muối mới:

2MOH + CuCl2 → 2NaCl + Cu(OH)2↓

2 Hidroxit kim loại kiềm: MOH

 Natri clorua (NaCl) (Muối ăn)

- NaCl vẫn phản ứng với một muối:

  NaCl + AgNO3  → NaNO3 + AgCl↓

c) Ứng dụng:

Là nguyên liệu để điều chế Na, Cl2, HCl, NaOH và hầu hết các hợp chất quan trọng khác của natri Ngoài ra, NaCl còn được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp như thực phẩm (muối ăn…), nhuộm, luyện kim,

 Natri cacbonat Na2CO3 (Soda)

Na2CO3 + Ba(OH)2→ BaCO3↓ + 2NaOHPhản ứng với muối:

Na2CO3 + CaCl2 → 2NaCl + CaCO3

Chuyển đổi qua lại với natri bicacbonat theo phản ứng:

Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O ↔ NaHCO 3

c) Ứng dụng:

− Muối Natri Cacbonat được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thủy tinh (sođa nặng), đồ gốm sứ, xà phòng, phẩm nhuộm, bột giấy, thủy sản, thuộc da, xử lý nước,…

− Dùng trong sản xuất thủy tinh (giảm nhiệt đô nóng chảy của thủy tinh):

CaCO3 + Na2CO3 + 6SiO2 → 2CO2 + Na2O.CaO.6SiO2