Hóa vô cơ Chương 3: Nguyên tố nhóm IIA

NỘI DUNGNHẬN XÉT CHUNG I.. Trạng thái tự nhiên, điều chế, ứng dụng II.. Các oxit, peoxit, hydroxit 2... Điều chế• Nguyên tắc chung: điện phân muối halogenua nóng chảy... Các oxit – MO -

NỘI DUNG

NHẬN XÉT CHUNG

I ĐƠN CHẤT

1 Lý tính

2 Hóa tính

3 Trạng thái tự nhiên, điều

chế, ứng dụng

II HỢP CHẤT

1 Các oxit, peoxit, hydroxit

2 Các carbua và muối

TÀI LIỆU

[1] – Tập 2, Chương 3:

trang 49 – 69 [2] – Chương 8: trang

185 – 201 [3] – Phần 1, Chương

3: trang 68 – 96 [4] – Chapter 12: page

348 – 370

NHẬN XÉT CHUNG

- Cấu hình electron hóa trị: ns 2  Nhường e thể hiện

tính khử (kém hơn kim loại kiềm): M – 2e  M 2+

- Tính kim loại, tính khử: tăng dần Be  Ba

- Hơi của M chỉ gồm phân tử một nguyên tử

- Các oxit, hydroxit: bazo mạnh, tăng dần từ Be Ba

- Chỉ Be +2 và Mg +2 có khả năng tạo phức

- Trong các hợp chất: Be chủ yếu tạo liên kết CHT,

Ca  Ba chủ yếu tạo liên kết ion.

I ĐƠN CHẤT

1 Lý tính: màu sắc, độ cứng, màu ngọn lửa

R k

(Å)

I 1 (eV)

I 2 (eV) t nc

( 0 C)

t s

( 0 C)

0

M 2+ /M

Cấu trúc mạng

tinh thể

Be 1,13 9,32 18,21 1287 2767 -1,85 Lục phương

Mg 1,60 7,65 15,04 650 1107 -2,37 Lục phương

Ca 1,97 6,11 11,87 842 1484 -2,87 Lập phương tâm diện

Sr 2,15 5,69 11,03 767 1384 -2,89 Lập phương tâm diện

Ba 2,21 5,21 10,00 727 1640 -2,90 Lập phương tâm khối

Ra 2,35 5,28 10,15 700 1140 -2,92 Lập phương tâm khối

2 Hóa tính

Tính khử yếu hơn Me, tăng dần từ Be đến Ra:

• Phản ứng với hydro (M’ = Ca, Sr, Ba)

M’ + H2  2 M’H2 (hydrua ion)

• Phản ứng với không khí

M’ + O2  M’O

3M + N2  M3N2

t o

t o phòng

t o cao

t o cao

• Phản ứng với nước

M’ + H2O  M’(OH)2 + H2

Mg + H2O  Mg(OH)2 + H2

• Phản ứng với cacbon

M + C  MC2 Riêng Be: Be + C  Be2C

• Be có tính chất giống Al

Be + 2NaOH + 2H2O  Na2[Be(OH)4] + H2

Be + 2HCl + 4H2O  [Be(H2O)4]Cl2 + H2

Be bị thụ động trong HNO3 đ,nguội; H2SO4 đ,nguội

to

t o

3 Trạng thái tự nhiên, điều chế:

• Khoáng vật của beri: beryl (3BeO.Al2O3.6SiO2)

• Khoáng vật của magie: carnalit (KCl.MgCl2.6H2O);

dolomit (MgCO3.CaCO3); talc (3MgO.4SiO2.H2O); amiăng (Mg3(Si2O5)(OH)4 …

• Khoáng vật của canxi: thạch cao (CaSO4.2H2O);

florit (CaF2); apatit (Ca5(PO4)3F) …

• Khoáng vật của stronti và bari: xeleotit (SrSO4);

strontianit (SrCO3); baritin (BaSO4); viterit (BaCO3)

Điều chế

• Nguyên tắc chung: điện phân muối halogenua

nóng chảy

CaO + 2MgO + Si 2Mg + CaO.SiO2

• 2Al + 4CaO CaO.Al2O3 + 3Ca

• 2Al + 4SrO SrO.Al2O3 + 3Sr

• 2Al + 4BaO BaO.Al2O3 + 3Ba

2000 o C

1500 o C

1200 o C

1200 o C

1200 o C

II HỢP CHẤT

1 Các oxit – MO

- Điều chế: nhiệt phân các muối cacbonat, nitrat

- Hút ẩm, hấp phụ CO2

M’O + CO2  M’CO3

- Độ tan trong nước  BeO  BaO

M’O + H2O  M’(OH)2 + Q

- Tính bazo  BeO  BaO

2 Các peoxit – MO 2

- Không bền nhiệt, độ bền  BeO2  BaO2

2BaO + O2 ⇌ 2BaO2

- Bị phân hủy trong nước hoặc axit  H2O2

BaO2 + H2SO4  BaSO4 + H2O2 BaO2 + 2H2O ⇌ Ba(OH)2 + 2H2O2

- Oxi hóa và khử

2Fe2+ + BaO2 + 4H+  2Fe3+ + Ba2+ + 2H2O HgCl2 + BaO2  Hg + BaCl2 + O2

4000C

600 0 C

3 Các hydroxit – M(OH) 2

- Không bền nhiệt: M(OH)2  MO + H2O

- Tính bazo, độ tan, độ bền nhiệt: tăng dần từ

Be(OH)2 đến Ba(OH)2

4 Các cacbua - MC 2

- Bị thủy phân tạo thành C2H2

MC2 + 2H2O  M(OH)2 + C2H2

- Riêng Be2C thủy phân tạo thành CH4

Be C + 4H O  2Be(OH) + CH

t o

5 Muối của M

• Muối halogenua – MX 2

- Dễ tan (trừ MF2)

- MgCl2, CaCl2 có tính hút ẩm mạnh

• Muối cacbonat – MCO 3

- Không bền nhiệt, ít tan trong nước,

tan trong nước CO2

CaCO3 + H2O + CO2  Ca(HCO3)2

• Muối sunfat – MSO 4

- Không bền nhiệt, độ tan trong nước giảm dần từ

BeSO4 đến BaSO4

CaSO4.2H2O ⇌ CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O

CaSO4.0,5H2O  CaSO4 + 0,5H2O 2CaSO4  2CaO + 2SO2 + O2

125 o C

t 0 phòng

200 o C

960 o C

6 Nước cứng

• Là nước có chứa nhiều Ca2+ và Mg2+ (= M’’2+)

• Độ cứng của nước được biểu diễn bằng số

mđlgCa 2+ /L.

độ cứng < 4 mđlg/L: nước mềm

độ cứng > 8 mđlg/L: nước cứng

Các phương pháp làm mềm nước cứng:

- Vật lý (đun sôi):

M’’(HCO3)2  M’’CO3 + CO2 + H2O

- Hóa học: dùng soda - sữa vôi; Na3PO4

Mg2+ + Ca(OH)2  Mg(OH)2 + Ca2+

Ca2+ + Na2CO3  CaCO3  + 2Na+

- Trao đổi ion: dùng zeolit (Na2Al2Si2O8.xH2O),

nhựa trao đổi ion

Nhựa trao đổi ion:

Nhựa cationit và anionit: