nguyên tử lớn, cĩ năng lượng ion hố tương đối nhỏ, vì vậy kim loại kiềm thổ cĩ tính khử mạnh (yếu hơn KLK). Tính khử tăng dần từ Be đến Ba. Xu hướng cho 2e trong các phản ứng hĩa học:
M → M2+ + 2e
- Trong các hợp chất các kim loại kiềm thổ cĩ số oxi hố +2.
- Tác dụng với O2: Bốc cháy trong khơng khí, tạo oxit: BeO lưỡng tính, khơng tan trong nước; MgO là oxit bazơ khơng tan trong nước; CaO, SrO, BaO là các oxit bazơ kiềm, tan trong nước, tác dụng với nước tạo dd kiềm, nếu oxi dư tạo peoxit (tương tự Na2O). Ví dụ: Đốt sợi dây Mg cháy sáng chĩi trong O2(kk):
2Mg + O0 02 2MgO+2 -2 - Phản ứng với halogen:
M + X2 → MX2
(trừ BeCl2 cĩ kiên kết cộng hố trị, cịn lại các muối khác đều cĩ liên kết ion). - Phản ứng với nitơ 4Mg + 3N2 → 2Mg2N3 - Tác dụng với khí cacbonic Ví dụ: t cao0 2 2Mg CO+ →2MgO C+
Vì vậy khơng dùng khí CO2 để dập tắt đám cháy magie (và các kim loại mạnh) mà phải dùng cát (khơ).
- Tác dụng với nước: Be khơng khử được nước kể cả ở nhiệt độ cao (nhưng tác dụng được với dd kiềm mạnh do BeO và Be(OH)2 lưỡng tính), Mg khử chậm nước ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao Mg khử nước tạo MgO và H2. Các kim loại cịn lại khử mạnh nước ở nhiệt độ thường giải phĩng khí H2, tạo ra dd bazơ kiềm:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑ - Tác dụng với axit:
M + 2H+ → M2+ + H2↑ 2Mg + 2HCl0 +1 MgCl+2 2 + H02
b) Với HNO3, H2SO4 đặc: Khử được N+5 và S+6 xuống các mức ox hĩa thấp hơn, cĩ thể là mức thấp nhất: thấp hơn, cĩ thể là mức thấp nhất:
4Mg + 10HNO0 +5 3(loãng) 4Mg(NO+2 3)2 + NH-3 4NO3 + 3H2O 4Mg + 5H0 2+6SO4(đặc) 4MgSO+2 4 + H2-2S + 4H2O
- Tác dụng với dd muối: Be, Mg khử được các ion kim loại đứng sau trong dd muối thành kim loại: Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu
Các kim loại Ca, Sr, Ba tương tự KLK, khi cho vào dd chúng tác dụng với nước trước tạo bazơ kiềm. Oxit và hiđroxit của chúng cũng là những kiềm mạnh.
4. KLKT cĩ ứng dụng quan trọng như thế nào?
- Mg cĩ nhiều ứng dụng nhất: Chế tạo hợp kim cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ơtơ, ...; tổng hợp hữu cơ (hợp chất cơ magie: Mg + RBr (cĩ mặt ete khan) → RMgBr → ancol, anđehit, axit, ... ); Bột Mg trộn với chất oxi hĩa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm.
- Beri kim loại cĩ nhiều tính chất tuyệt vời. Lá beri mỏng dễ cho tia rơngen xuyên qua và được dùng làm vật liệu khơng thể thay thế được cho việc chế tạo cửa sổ của ống rơngen, tia rơngen sẽ thốt ra ngồi qua cửa sổ này; Làm phụ gia chế tạo các hợp kim cĩ tính chất đặc biệt: đàn hồi, bền, khơng bị ăn mịn, ưu việt hơn loại thép khơng gỉ chất lượng cao dùng để chế tạo lị xo, dụng cụ mổ xẻ, máy bay; Làm chậm và phản xạ nơtron tốt nhất trong lị phản ứng hạt nhân nhiệt độ cao.
- Ca: điều chế một số kim loại bằng phương pháp nhiệt kim; khử hoặc loại bỏ các nguyên tố O, S ra khỏi thép. Ca cịn được dùng để làm khơ một số hợp chất hữu cơ.
5. Trong tự nhiên, KLKT cĩ tồn tại ở dạng đơn chất khơng? Tại sao? Những hợp chất phổ biến nhất của KLKT là gì? Cĩ nhiều ở đâu? Những hợp chất phổ biến nhất của KLKT là gì? Cĩ nhiều ở đâu?
- Trong tự nhiên, KLKT hoạt động hĩa học mạnh nên chỉ tồn tại ở dạng ion M2+ trong các hợp chất.
- Be ít phổ biến trong vỏ trái đất, 0,0004% (khối lượng). Nĩ cĩ trong thành phần của một số khống vật, trong đĩ thường gặp nhất là berin
Be3Al2(SiO3)6. Một số biến thể của berin cĩ màu khác nhau do tạp chất, chúng là các đá quý: ví dụ, ngọc lục bảo và đá hải lam.
- Mg rất phổ biến trong tự nhiên, khoảng 2% (khối lượng) vỏ Trái đất. Người ta gặp nĩ một lượng lớn dưới dạng magie cacbonat tạo thành khống vật
manhezit MgCO3 và đolomit MgCO3.CaCO3. Magie sunfat và clorua cĩ trong thành phần của khống vật kali – cainit KCl.MgSO4.3H2O cacnalit KCl.MgCl2.6H2O. Ion Mg2+ chứa trong nước biển làm cho nĩ cĩ vị chát.
- Canxi thuộc số các nguyên tố phổ biến nhất trong thiên nhiên, gần 3% (khối lượng) vỏ Trái đất. Người ta gặp nĩ dưới dạng nhiều lớp đá vơi và đá phấn, cũng như đá cẩm thạch, chúng đều là các biến dạng thiên nhiên của canxi cacbonat CaCO3. Người ta cũng gặp nĩ một lượng lớn dưới dạng thạch cao CaSO4. 2H2O, photphorit (Ca3(PO4)2 và cuối cùng là các silicat khác nhau chứa canxi.
- Stronti và bari gặp trong thiên nhiên chủ yếu dưới dạng sunfat và cacbonat tạo thành khống vật xelestin SrSO4 , strontianit SrCO3 , barit BaSO4
và viterit BaCO3. Hàm lượng stronti và bari trong vỏ Trái đất tương ứng bằng 0,04 và 0,05 % (khối lượng ), nghĩa là nhỏ hơn nhiều so với hàm lượng của canxi .
6. Điều chế KLKT bằng phương pháp nào? Thường dùng những nguyên liệu nào? Nguyên liệu đĩ lấy ở đâu? liệu nào? Nguyên liệu đĩ lấy ở đâu?
Phương pháp chủ yếu là điện phân nĩng chảy muối clorua của KLKT. Ví dụ: MgCl2 Mg + Cl2
7. Nêu tính chất vật lý, tính chất hĩa học và ứng dụng của vơi sống (canxi
oxit). Giải thích vì sao vơi sống để lâu ở ngồi khơng khí thì nĩ bị bở ra (thành vơi bột) và cĩ thể cứng lại (vĩn cục, khơng tan trong nước)? Tại sao khi cho vơi sống vào nước (quá trình tơi vơi) lại thấy khĩi bốc lên mù mịt, nước vơi như bị sơi lên và nhiệt độ hố vơi rất cao cĩ thể gây nguy hiểm cho tính mạng của người và động vật. Do đĩ cần tránh xa hố đang tơi vơi hoặc sau khi tơi vơi ít nhất 2 ngày? Điều chế vơi sống từ nguyên liệu nào? Nêu biện pháp nâng cao hiệu suất sản xuất vơi?
- CaO là chất rắn màu trắng, hút nước rất mạnh nên được dùng để làm khơ
nhiều khí. Là oxit bazơ kiềm, tan trong nước, tác dụng với nước tạo thành dd bazơ kiềm Ca(OH)2; tác dụng với oxit axit; tác dụng với axit. CaO cĩ nhiều ứng dụng quan trọng: trong xây dựng, khử chua đất, ...
- Vơi sống khi lấy từ trong lị ra thì cĩ dạng tảng lớn, nhưng khi để lâu trong khơng khí, vơi sống hút nước rất mạnh (được dùng làm khơ nhiều chất).
CaO + H2O → Ca(OH)2
Đây là phản ứng tỏa nhiệt nên về vật lý thì sẽ làm cho vơi sống bị nứt vỡ. Ngồi ra Ca(OH)2 cũng hút nước mạnh, tạo ra Ca(OH)2.nH2O, làm cho vơi bị bở ra. Mà trong khơng khí cĩ CO2 nên:
CaO + CO2 → CaCO3
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
CaCO3 tạo ra cũng gĩp phần làm cho vơi bị bở thêm, để lâu thì vĩn cục, khơng tan trong nước.
Vơi đã bị bở ra thì khơng cịn là vơi sống nữa mà nĩ đã biến thành Ca(OH)2 và