Tìm Hiểu Kim Loại Nhóm 1A

KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC
  
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
HÓA ĐẠI CƯƠNG I
ĐỀ TÀI : ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI I
A
GVHD: DƯƠNG TẤN CƯỜNG
Lớp: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM – K37
Thực hiện: nhóm 1
1. PHẠM THỊ THÚY AN
2. VÕ THỊ DUNG
3. MAI THỊ HỒNG
4. HOÀNG T KIM HƯỜNG (NT)
5. LÊ HỒNG NGUYÊN
6. NGUYỄN THỊ NGỌC NHIÊN
7. TRẦN THẾ PHƯỜNG
8. TRẦN HOÀNG PHÚC
9. DƯƠNG THỊ QUÝ
10. LÊ ĐÌNH TRUNG
11. NGUYỄN THỊ THANH TUYỀN
12. NGUYỄN THỊ VY VY
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 2
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
KIM LOẠI NHÓM IA – KIM LOẠI KIỀM
I.ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA KIM LOẠI KIỀM –TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Sáu nguyên tố thuộc nhóm IA của bảng hệ thống tuần hoàn (HTTH) Mendeleep là liti (Li), natri
(Na), kali (K), rubidi (Rb), cesi (Cs) và franci (Fr). Sở dĩ, chúng được gọi là kim loại kiềm
(KLK), bởi vì dung dịch của chúng có tính kiềm. Trong đó, franci là nguyên tố phóng xạ.

Bảng 1: Một số đặc điểm và tính chất vật lý của nguyên tố nhóm IA
Nguyên
tố
Khối
lượng
nguyên
tử
Cấu
hình
electron
Bán kính, pm Thế ion hóa,
(eV)
Độ
âm
điện
Mức
oxi
hóa
Nguyên
tử M
Ion
M+
I1 I2
3Li
6,941 [He]2s
1
152 76 5,39 75,64 0,97 0; +1
11Na
22,990 [Ne]3s
1

186 102 5,14 47,28 1,01 0; +1
19K
39,098 [Ar]4s
1
227 138 4,34 31,62 0,91 0; +1
37Rb
85,468 [Kr]5s
1
248 152 4,18 27,29 0,89 0; +1
55Cs
132,905 [Xe]6s
1
264 167 3,89 23,11 0,86 0; +1
Nguyên
tố
Nhiệt độ
nóng chảy,
K
Nhiệt
độ sôi,
K
Khối lượng
riêng,
g/cm
3
Thế
điện
cực, V
Màu
ngọn lửa

Kiểu
mạng
3Li
453,5 1620,0 0,53 - 3.03 Đỏ thẩm LPTK
11Na
370,8 1154,4 0,97 - 2.71 Vàng LPTK
19K
336,2 1038,5 0,86 - 2.93 Tím LPTK
37Rb
312,0 961,0 1,53 - 2.93 Tím LPTK
55Cs
301,5 978,0 1,90 - 2.92 Xanh LPTK
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 3
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
Trong một chu kì, các nguyên tử của KLK có bán kính lớn nhất. Ngược lại, khi đi từ trên
xuống, bán kính nguyên tử và bán kính ion của các KLK tăng dần theo chiều tăng của điện tích
hạt nhân.
Trong bảng HTTH, KLK có năng lượng ion hóa thấp nhất. Bởi vì, trên lớp vỏ electron hóa trị
của các KLK có 1 electron (ns
1
: trong đó, n là số thứ tự chu kì) nên khi tham gia phản ứng hóa
học, dễ dàng nhường đi 1 electron để tạo thành ion M
+
có cấu hình bền vững của khí hiếm. Số
oxi hóa đặc trưng của KLK là +1. Điều này cũng có thể giải thích vì sao KLK có thế điện cực
chuẩn rất âm và KLK là nhóm các kim loại có tính khử mạnh nhất trong BHTTH Mendeleep.
Khi đi từ trên xuống, các KLK có năng lượng ion hóa giảm dần.
Năng lượng ion hóa thứ hai của KLK rất lớn. Do ion M
+
có cấu hình rất bền của các nguyên tố

khí hiếm, nên rất khó để bứt electron thứ hai ra khỏi nguyên tử KLK. Vì vậy, năng lượng ion
hóa thư hai lớn hơn rất nhiều so với năng lượng ion hóa thứa nhất của chúng.
Các kim loại kiềm tạo nên chủ yếu bởi hợp chất ion với số oxi hóa đặc trưng duy nhất là
+1. Tuy nhiên, chúng cũng có khả nang tạo nên liên kết cộng hóa trị trong các phân tử Li
2
,
Na
2
, K
2
, Rb
2
, Cs
2
tồn tại ở trạng thái khí. Năng lượng liên kết trong các phân tử này khá thấp
và giảm dần từ Li đến Cs.
Phân tử Li
2
Na
2
K
2
Rb
2
Cs
2
Năng lượng liên kết, (kJ/mol) 108 73,2 49,8 47,3 43,5
Năng lượng thấp của liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử KLK phù hợp với năng lượng
ion hóa thấp của chúng. Lực hút giữa điện tích hạt nhân với electron hóa của KLK khá yếu, vì
thế lực này càng yếu hơn khi nhận một electron từ nguyên tử khác. Vì vậy, liên kết kim loại

trong KLK là liên kết yếu. Điều này đã làm cho nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của chúng
đều thấp và giảm dần từ Li đến Cs. Mặt khác, kim loại kiềm rất mềm có thể dùng dao cắt được
(trong đó Li là kim loại cứng nhất).
Khối lượng riêng của KLK nhỏ hơn so với các kim loại khác. Li, Na và K đều nhẹ hơn nước.
Điều này được giải thích là do liên kết kim loại trong KLK yếu, nên không gian trống trong
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 4
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
cấu trúc mạng tinh thể của chúng lớn, làm cho thể tích nguyên tử (hay mạng tinh thể) tăng
lên. Vì thế, khối lượng riêng (khối lượng/thể tích) của chúng giảm xuống. Khi đi từ trên
xuống, khối lượng riêng của KLK tăng dần. Bởi vì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân thì
khối lượng nguyên tử tăng nhanh hơn. Tuy nhiên, khối lượng riêng của Na lơn hơn K, bởi vì
electron hóa trị của K điền vào phân lớp 4s trong khi đó phân lớp 3d vẫn còn trống làm cho
bán kính nguyên tử của K tăng lên đáng kể sao với Na.
Nguyên tử và ion của KLK ở trạng thái cơ bản (năng lượng thấp) không có màu. Tuy nhiên,
khi đưa nguyên tử hoặc hợp chất của KLK vào ngọn lửa không màu thì chúng sẽ làm cho
ngọn lửa trở nên có màu. Điều này được giải thích như sau, khi ở trong ngọn lửa electron
hóa trị của nguyên tử cũng như ion của KLK nhận năng lượng vừa đủ để nhảy lên các trạng
thái kích thích ứng mức năng lượng cao hơn. Do các trạng thái kích thích này thực sự không
bền, nên trong một thời gian rất ngắn (khoảng 10
-8
s) các electron hóa trị này sẽ quay về các
trạng thái cơ bản có mức năng lượng thấp hơn và giải phóng ra năng lượng dưới dạng các
bức xạ nằm trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Vì vậy, ngọn lửa của nguyên tử và ion của KLK
có màu đặc trưng. Li – màu đỏ, Na – màu vàng, K – màu tím, Rb – màu tím hồng, Cs – màu
xanh lam. Màu khác nhau của nguyên tử và ion của KLK được giải thích là do, chúng có các
trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích ứng với các mức năng lượng khác nhau.
Các KLK có thể hòa tan lẫn nhau và dễ tạo thành hỗn hống với thủy ngân (KLK/Hg). Hỗn
hống giữa thủy ngân và KLK có tính khử mạnh nên được ứng dụng làm tác nhân khử.
Tính Chất Vật lý:
Các kim loại kiềm đều có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối, là kiểu mạng kém đặc

khít. Ngoài ra các kim loại kiềm có bán kính nguyên tử lớn hơn cả so với các nguyên tố cùng
chu kì. Hai điều này đã giải thích lý do vì sao khối lượng riêng của các nguyên tử kim loại
kiềm nhỏ, so sánh với các kim loại khác.
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm thấp hơn nhiều so với các kim loại
khác do liên kết kim loại trong mạng tinh thể kim loại kiềm kém bền vững. Hai đại lượng trên
có giá trị giảm dần từ Li đến Cs, giải thích là do từ Li tới Cs, bán kính nguyên tử tăng, dẫn
đến liên kết kim loại càng yếu dần. Liên kết kim loại yếu cũng dẫn đến tính mềm của các kim
loại kiềm. Các kim loại kiềm có thể bị cắt bằng dao.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 5
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
Các kim loại kiềm có độ dẫn điện cao, dù vẫn còn kém so với bạc là kim loại dẫn điện tốt
nhất.
Các kim loại kiềm tự do cũng như hợp chất của chúng khi bị đốt sẽ cháy cho ngọn lửa có màu
đặc trưng:
• Liti cho ngọn lửa màu đỏ tía.
• Natri cho ngọn lửa màu vàng.
• Kali cho ngọn lửa màu tím.
• Rubidi cho ngọn lửa màu tím hồng.
• Xesi cho ngọn lửa màu xanh lam.
Giải thích: Khi bị đốt, những electron của nguyên tử hoặc ion kim loại kiềm bị kích thích
nhảy lên những mức năng lượng cao hơn. Khi những electron đó trở về trạng thái ban đầu,
chúng hoàn trả lại những năng lượng đã hấp thụ dưới dạng bức xạ vùng khả kiến. Vì vậy ta
thấy được màu của ngọn lửa.
II. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ THÀNH PHẦN CÁC ĐỒNG VỊ
Trong tự nhiên, Na và K là hai nguyên tố phổ biến nhất của KLK chiếm tương ứng là 2,40
và 2,35% khối lượng vỏ trái đất. Ngoài ra, nguyên tố Li chiếm 5.10
-3
%, Rb chiếm 8.10
-3
% và

Cs chiếm 10
-3
%.
Do tính chất hoạt động mạnh, nên trong tự nhiên các KLK tồn tại chủ yếu dưới dạng ion M
+
trong thành phần các khoáng vật nằm ở lớp vỏ của Trái đất. Trong thạch quyển, các KLK
tồn tại chủ yếu ở dạng alumosilicat như orthocla K
2
[Al
2
Si
6
O
16
] là khoáng vật chứa K, anbit
Na
2
[Al
2
Si
6
O
16
] là khoáng vật chứa Na. Còn Li, Rb và Cs tồn tại trong các khoáng vật
lepiđolit và spođunmen.
Các KLK có số thứ tự nguyên tử lẻ, nên các đồng vị bền trong tự nhiên của chúng tương đối
ít. Na và Cs chỉ có một đồng vị duy nhất; Li có hai đồng vị bền là
7
Li chiếm 92,5% và
6

Li
chiếm 7,5%; K có ba đồng vị là
39
K chiếm 93,26%, tiếp đến
41
K và
40
K (0,01%) không bền và
có tính phóng xạ β yếu. Rb có hai đồng vị là
85
Rb chiếm 72,8% và
87
Rb chiếm 27,2%. Ngoài
các đồng vị bền, các KLK còn có nhiều hạt nhân phóng xạ như
137
Cs là mảnh tồn tại lâu nhất
(T
1/2
~ 30 năm) khi phân rã nhiên liệu hạt nhân.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 6
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1. TÁC DỤNG VỚI HỢP CHẤT
A) Tác dụng với nước
Hyđroxit và khí hiđro là kết quả thu được từ phản ứng của KLK với nước
M + H
2
O ➞ MOH + 1/2H
2
.

Khi phản ứng với nước
• Li phản ứng êm dịu, không gây nổ và không tạo thành ngọn lửa,
• Na nóng chảy thành hạt tròn nổi và chạy trên mặt nước, nếu hạt lớn sẽ gây nổ và
• tạo thành ngọn lửa.
• K bốc cháy ngay,
• còn Rb và Cs gây nổ.
Bảng 2.2:Đặc trưng năng lượng nguyên tử của các nguyên tố nhóm IA (eV/atom)
Nguyên tố ΔH
th.h
I
1
ΔH
h
ΔH
pư
Li 1,61 5,39 -5,34 1,66
Na 1,13 5,14 -4,21 2,16
K 0,93 4,34 -3,34 1,93
Rb 0,89 4,18 -3,04 2,03
Dựa vào kết quả ở bảng trên ta thấy, Li là kim loại có năng lượng hyđrat hóa âm nhất. Điều
này được giải thích là do, ion Li
+
có kích thước nhỏ nhất nên trong dung dịch nó có độ phân
cựcrất cao. Kết quả là hút các phân tử nước mạnh hơn so với các ion KLK khác do đó, năng
lượng hyđrat âm nhất. Tức là, quá trình hyđrat hóa ion Li
+
rất thuận lợi.
Từ kết quả ΔH thu được ở bảng trên ta thấy, Li là kim loại hoạt động mạnh nhất (thế điện cực
chuẩn âm nhất). Tức là, quá trình (*) diễn ra rất thuận lợi đối với Li về mặt năng lượng. Tuy
nhiên, thực tế nó phản ứng với nước không mãnh liệt. Điều này được giải thích là do yếu tố động

học, vì quá trình phá vỡ mạng lưới tinh thể của Li khó hơn so với các KLK khác với 2 lí do
• Li không có phân lớp d, bán kính nguyên tử Li nhỏ nên liên kết kim loại trong
mạng tinh thể của Li bền nhất vì vậy Li là kim loại cứng nhất trong các KLK,
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 7
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
• Li có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao nhất so với các kim loại cùng nhóm.
B) Phản ứng với axit
KLK phản ứng mãnh liệt với dung dịch axit. Tạo muối và nước.
M + H
+
➞ M
+
+ 1/2H
2
C) Tan trong dung dịch amoniac
Các KLK tan được trong amoniac lỏng. Dung dịch loãng có màu xanh và dẫn điện được, dung
dịch với nồng độ cao hơn có màu đỏ đồng và có tính ánh kim. Trong dung dịch loãng KLK phân
li thành ion và electron được sonvat hóa bởi amoniac,
M + (x + y) NH
3
➞ [M(NH
3
)
x
]
+
+ [e(NH
3
)
y

]
-
,
chính những electron amoniac hóa này gây nên màu xanh của dung dịch. Bằng phương pháp phổ
cộng hưởng từ electron, xác định được sự tồn tại của electron tự do trong dung dịch (dung dịch có
tính thuận từ).
Các KLK có thể thay thế H trong axit hữu cơ tạo nên muối ion như natri axetat, kali benzoat.
KLK cũng tạo nên những hợp chất cộng hóa trị như liti metyl (LiCH
3
), natri etyl (NaC
2
H
5
). Đã
tổng hợp được các hợp chất giữa các KLK khi cho chúng tương tác với nhau. Các hợp chất
tổng hợp được đó là Na
2
K, Na
2
Cs
2
, K
2
Cs, K
7
Cs
8
,…
2. TÁC DỤNG VỚI PHI KIM
A) Với không khí

Ở điều kiện thường và trong không khí khô, kim loại Li bị phủ một lớp màu xám gồm Li
2
O và
Li
3
N, Na bị oxi hóa thành Na
2
O
2
và có lẫn một ít Na
2
O, K bị phủ lớp KO
2
ở bên ngoài còn bên
trong là lớp K
2
O, Rb và Cs tự bốc cháy tạo thành RbO
2
và CsO
2
.
Khi bị đốt nóng trong không khí hoặc trong oxi. Li tạo Li
2
O và một ít Li
2
O
2
, Na tạo Na
2
O

2
và các KLK khác tạo MO
2
(M: K, Rb, Cs)
Li
(r)
+ O
2(k)
➞ 2Li
2
O
(r)
O
2
+ 4e ➞ 2O
2-
(monooxide),
2Na
(r)
+ O
2(k)
➞ Na
2
O
2(r)
O
2
+ 2e ➞ O
2
2-

(peroxide),
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 8
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
M
(r)
+ O
2(k)
➞ MO
2(r)
O
2
+ 1e ➞ O
2
-
(superoxide).
B) Phản ứng với hiđro
Tất cả các KLK đều phản ứng với hyđro tạo thành hợp chất hyđrua kim loại ( M

H

)
Mức độ phản ứng của KLK với hyđro tăng dần từ Li đến Cs.
C) Phản ứng với halogen
Kim loại kiềm (M) phản ứng với các halogen (X) tạo thành hộ chất ion M
+
X
-
.
2M + X
2

➞ 2MX,
tốc độ phản ứng giữa các KLK với halogen tăng lên khi đi từ trên xuống trong nhóm. Bởi vì,
năng lượng ion hóa của các KLK giảm dần từ trên xuống
D) Một số phản ứng khác
Khi nghiền KLK với bột S, xảy ra phản ứng nổ
Khi đun nóng với N
2
, C, Si, chỉ có Li có thể tương tác trực tiếp tạo nên Li
3
N, Li
2
C
2
, Li
6
Si
2
.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 9
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
3. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI KIỀM
Các KLK thường được điều chế bằng cách khử các ion M
+
trong điều kiện không có nước:
M
+
+ e
-
➞ M
(s)

Na, K có thể điều chế bằng cách điện phân nóng chảy muối clorua hay hiđroxit trong điều
kiện không cho sản phẩm tiếp xúc không khí.
+ Với Na, người ta dùng thùng điện phân bằng thép, bên trong lót gạch chịu lửa, anôt bằng
than chì, catôt bằng sắt, giữa 2 cực có màng ngăn. Chất điện phân là hỗn hợp gồm NaCl với 25%
NaF và 12% KCl, điện phân ở 610 - 650
0
C.
Hình 2. Sơ đồ thùng điện phânNaCl nóng chảy
+ Li có thể điều chế bằng cách điện phân hỗn hợp LiCl và KCl nóng chảy.
+ Rb và Cs được điều chế bằng cách dùng kim loại Ca khử các RbCl và CsCl ở nhiệt độ cao
(700
0
C) và trong chân không.
2RbCl + Ca ➞ CaCl
2
+ Rb
Rb và Cs bay hơi và được ngưng tụ lại.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 10
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
IV. CÁC HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM
1. Các hyđrua
Các hyđrua của KLK mang đặc trưng của muối, tức là liên kết M – H mang tính ion trội hơn
và tính chất ion của các hyđrua tăng dần từ Li đến Cs, vì năng lượng ion hóa giảm dần từ Li
đến Cs nên hyđro dễ dàng nhận thêm một electron để tạo thành ion hyđrua H
-
. Chúng gồm các
cation M
+
và anion hyđrua H
-

và có cấu trúc kiểu NaCl. Độ bền của các hyđrua tăng dần từ Li
đên Cs do kích thước ion tăng dần từ Li đến Cs làm cho độ bền của liên kết M – H tăng dần. Ở
trạng thái nóng chảy, các hyđrua phân ly thành các ion, còn ở trạng thái hơi tồn tại ở trạng thái
phân tử MH.
Các đặc trưng của hyđrua của KLK như nhiệt độ nóng chảy tương đối cao, không màu, có khả
năng dẫn điện phù hợp với tính chất ion của liên kết. Chúng là chất khử mạnh, phản ứng với
nước giải phóng khí hyđro
MH + H
2
O ➞ MOH + H
2
↑
2. Các hợp chất chứa oxi
A) Oxit - Peoxit
a) Oxit thường M
2
O (O
2-
)
Đều là chất dạng tinh thể lập phương, có màu từ trắng đến da cam
Hợp Chất Li
2
O Na
2
O K
2
O Rb
2
O Cs
2

O
Màu Sắc trắng trắng trắng vàng da cam
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và độ bền nhiệt giảm từ Li
2
O đến Cs
2
O.
Các oxit kim loại kiềm là các oxit bazơ nên chúng tương tác rất mạnh với nước (phản ứng toả
nhiều nhiệt), trừ Li
2
O phản ứng chậm với nước, tác dụng với axit, oxit axit
M
2
O + H
2
O ➞ 2MOH
M
2
O + 2HCl ➞ 2MCl + H
2
O
M
2
O + CO
2
➞ M
2
CO
3
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 11

KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
Các M
2
O phản ứng với O
2
ngay nhiệt độ thường tạo peoxit, trừ Li
2
O.
2M
2
O + O
2
➞ 2M
2
O
2
Điều chế M
2
O bằng cách đun nóng peoxit, hyđroxit, nitrit hay nitrat với kim loại kiềm tương
ứng.
Ví dụ: 2NaOH + 2Na ➞ 2 Na
2
O + H
2
Riêng Li
2
O thì điều chế bằng cách phân hủy hiđroxit, cacbonat hay nitrat ở 800
0
C trong khí
quyển hyđro.

2LiOH
800
0
C
➞ Li
2
O + H
2
O
Li
2
CO
3

800
0
C
➞ Li
2
O + CO
2
4LiNO
3

800
0
C
➞ 2Li
2
O + 4NO

2
+ O
2
b) Peoxit M
2
O

(O
2
2
)và supeoxit MO
2
Na
2
O
2
K
2
O
2
Rb
2
O
2
Cs
2
O
2
KO
2

RbO
2
CsO
2
vàng nhạt vàng
vàng vàng vàng da cam hung
M
2
O
2
và MO
2
khá bền với nhiệt, không phân hủy khi nóng chảy, hút ẩm mạnh, chảy rửa khi để
trong không khí.
Tất cả đều là chất oxi hoá mạnh, phản ứng mạnh với nước ở nhiệt độ thấp giải phóng H
2
O
2
và O2
Các peoxit và supeoxit kim loại kiềm có thể điều chế bằng cách đốt cháy kim loại kiềm trong oxi
hoặc cho khí oxi sục vào dung dịch mới điều chế của kim loại kiềm trong amoniac lỏng ở các điều
kiện khác nhau.
Ví dụ: Khi cho khí oxi khô sục qua dung dịch mới điều chế của xesi trong amoniac lỏng thì được
Cs
2
O
2
, nhưng tiến hành phản ứng trong thời gian rất lâu và ở nhiệt độ 30-50
0
C thì sẽ được CsO

2
.
* Na
2
O
2
: là peoxit quan trọng nhất trong thực tế như làm nguồn cung cấp oxi trong các bình lặn và
tàu ngầm, dùng để tẩy trắng vải, rơm - rạ, lông, tóc
Loại tinh khiết có màu trắng, nếu có lẫn tạp chất thì có màu vàng.
Nóng chảy ở 460
0
C và sôi ở 660
0
C, phân huỷ rõ rệt ở nhiệt độ gần 600
0
C.
Tương tác mãnh liệt với nước, toả nhiệt
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 12
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
2Na
2
O
2
+ 2H
2
O ➞ O
2
+ 4NaOH
Phản ứng này dùng để điều chế O
2

trong phòng thí nghiệm.
Ở nhiệt độ thấp, phản ứng thuỷ phân hơi khác
Na
2
O
2
+ 2H
2
O ➞ H
2
O
2
+ 2NaOH
Tương tác với khí CO, CO
2
và dung dịch của khí CO
2
trong nước:
Na
2
O
2
+ CO ➞ Na
2
CO
3
2Na
2
O
2

+ 2CO
2
➞ 2Na
2
CO
3
+ O
2
Na
2
O
2
+ H
2
O + CO
2
➞ Na
2
CO
3
+ H
2
O
2
Dung dịch Na
2
O
2
khi thêm CO
2

hay một ít H
2
SO
4
được dùng làm chất tẩy trắng.
Na
2
O
2
là chất oxi hoá mạnh:
+ Những chất dễ cháy như C, Al bột, S, bông khi tiếp xúc với Na
2
O
2
có thể bốc cháy và gây nổ;
ete, axit axetic, nitrobenzen khi trộn với Na
2
O
2
cũng gây nổ mạnh.
Ví dụ: 2Na
2
O
2
+ C ➞ Na
2
CO
3
+ Na
2

O
+ Hỗn hợp Na
2
O
2
với Na
2
CO
3
dùng để phá các quặng sunfua bằng cách nấu chảy ở trong chén bạc
2FeS
2
+ 15Na
2
O
2
➞ Fe
2
O
3
+ 4Na
2
SO
4
+ 11Na
2
O
Na
2
O

2
được điều chế bằng cách cho oxi hay không khí khô đi qua natri đốt nóng ở 180
0
C trong
bình bằng thép hoặc bằng nhôm. * KO
2
Chất ở dạng bột màu vàng, hút ẩm mạnh nên chảy rửa trong không khí, nóng chảy ở 440
0
C.
Dễ bị H
2
O, khí CO
2
và axit loãng phân huỷ, giải phóng khí O
2
.
4KO
2
+ 2CO
2
➞ 2K
2
CO
3
+ 3O
2
2KO
2
+ H
2

SO
4
➞ K
2
SO
4
+ O
2
+ H
2
O
2
2KO
2
+ 2H
2
O ➞ 2KOH + O
2
+ H
2
O
2
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 13
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
Dựa vào phản ứng với CO
2
, người ta dùng hỗn hợp Na
2
O
2

và KO
2
với tỷ lệ 1:2 về số mol để làm
nguồn tái sinh O
2
trong các bình lặn và trong tàu ngầm.
Trong chân không, KO
2
bị phân huỷ tạo K
2
O
2
và sau đó tạo ra K
2
O
4KO
2
➞ 2K
2
O
2
+ 2O
2
2K
2
O
2
➞ 2K
2
O + O

2
Là chất oxi hoá mạnh, tác dụng mạnh với H
2
, C, CO, NO và các chất hữu cơ.
2KO
2
+ H
2
➞ 2KOH + O
2
4KO
2
+ 2C ➞ 2K
2
CO
3
+ O
2
2KO
2
+ CO ➞ K
2
CO
3
+ O
2
2KO
2
+ 3NO ➞ KNO
3

+ KNO
2
+ NO
2
KO
2
có thể được điều chế bằng cách dùng KNO
3
oxi hoá kali kim loại hoặc đốt cháy kali trong
khí oxi dư ở trong chén bạc hoặc chén nhôm. c. Ozonit MO
3
(O
3

)
Người ta chỉ biết được một số ozonit của kim loại kiềm như KO
3
, RbO
3
và của ion amoni NH
4
NO
3
.
MO
3
là chất oxi hoá mạnh hơn cả peoxit và supeoxit, chúng tác dụng với nước giải phóng khí O
2
.
Tuy nhiên, ở nhiệt độ thường ozonit phân huỷ dần thành supeoxit và oxi.

Chúng được điều chế bằng cách cho ozon tác dụng với KLK hoặc hyđroxxit của KLK
K + O
3
➞ KO
3
4KOH + 4O
3
➞ 4KO
3
+ 2H
2
O + O
2
↑
c) Hyđroxit (MOH)
Các hyđroxit cua KLK – còn gọi là xút ăn da, là chất rắn màu trắng, nóng chảy ở nhiệt độ tương
đối thấp tạo nên chất lỏng linh động và trong suốt.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 14
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
t
0
nc
(
0
C): 450 328 360 301 271
Ở trạng thái nóng chảy, chúng ăn mòn thuỷ tinh, sứ và cả Pt (khi có mặt không khí), do vậy cần
phải dùng các dụng cụ bằng sắt, niken hoặc bạc để nấu chảy các MOH.
MOH bền với nhiệt, khi đun nóng đến nhiệt độ cao, các MOH bay hơi mà không mất nước (trừ
LiOH mất nước ở 500

0
C tạo Li
2
O vì ion Li
+
có kích thước bé và có 2 electron nên hút mạnh oxi
từ OH
-
ở trong LiOH hơn các ion M
+
khác).
Các MOH hút ẩm mạnh, trong không khí bị chảy rữa sau đó tan thành dung dịch, CO
2
ở trong
không khí tác dụng với dung dịch đó tạo muối cacbonat. Do vậy, MOH được dùng trong các
bình hút ẩm, làm khan các bazơ hữu cơ.
Các MOH là các bazơ kiềm nên tan nhiều trong nước, quá trình hoà tan toả nhiệt (trong đó
LiOH ít tan), ngoài ra chúng cũng dễ tan trong rượu metylic và rượu etylic.
Các MOH là chất kiềm mạnh (là bazơ mạnh nhất), chúng tương tác dễ dàng với các oxit axit và
axit tạo muối. Dung dịch của chúng cũng tương tác với các kim loại có hiđroxit là lưỡng tính
như Al, Zn , một số phi kim như Si, P, halogen
Các MOH được điều chế bằng điện phân dung dịch muối clorua của các kim loại kiềm hoặc
cho kim loại kiềm tác dụng với nước trong trường hợp cần một lượng ít MOH tinh khiết.
* Natri hidroxit: NaOH
Là hợp chất rất quan trọng trong thực tế, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất như NaOH
được dùng trong sản xuất xenlulozơ từ gỗ, xà phòng, giấy và tơ nhân tạo, tinh chế dầu thực vật
và các sản phẩm chưng cất dầu mỏ, chế phẩm nhuộm và dược phẩm, Làm khô các khí và là
thuốc thử rất thông dụng trong phòng thí nghiệm.
Là chất rắn có màu trắng, hút ẩm rất mạnh.
Có đầy đủ tính chất của một bazơ mạnh điển hình.

Tan dễ dàng trong nước và rượu. Quá trình tan toả nhiều nhiệt.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 15
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
Tác dụng với axit và oxit axit tạo muối:
NaOH + H
+
➞ Na
+
+ H
2
O
2NaOH + CO
2
➞ Na
2
CO
3
+ H
2
O
NaOH + CO
2
➞ NaHCO
3
Tác dụng với kim loại mà hiđroxit là lưỡng tính
2Al + 2NaOH + 2H
2
O ➞ 2NaAlO
2
+ 3H

2
Tác dụng với một số phi kim như Si, C, P, S, halogen
Si + 2NaOH + H
2
O ➞ Na
2
SiO
3
+ 2H
2
2C + 6NaOH ➞ 2Na + 2Na
2
CO
3
+ 3H
2
4P + 3NaOH + 3H
2
O ➞ 3NaH
2
PO
2
+ PH
3
Cl
2
+ 2NaOH ➞ NaClO + NaCl + H
2
O
Ăn mòn sứ, thuỷ tinh

SiO
2
+ 2NaOH ➞ Na
2
SiO
3
+ H
2
O
Tác dụng với một số muối tạo kết tủa hiđroxit của kim loại đó như Mg(OH)
2
, Cu(OH)
2

hoặc tạo ra những bazơ yếu như:
NH
4
Cl + NaOH ➞ NaCl + NH
3
+ H
2
O CH
3
NH
3
Cl
+ NaOH ➞ NaCl + CH
3
NH
2

+ H
2
O
* Trong công nghiệp NaOH được điều chế theo 2 phương pháp:
Phương pháp thứ nhất: Cho Ca(OH)
2
tác dụng với Na
2
CO
3
loãng và nóng.
Ca(OH)
2
+ Na
2
CO
3
➞ 2NaOH + CaCO
3
↓
Cách này thường được dùng để thu hồi NaOH trong sản xuất giấy.
Phương pháp thứ hai: Ngày nay, phương pháp phổ biến là điện phân dung dịch NaCl bão hoà.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 16
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
NaCl ➞ Na
+
+ Cl
-
H
2

O ➞ H
+
+ OH
-
Anôt (+): 2Cl
-
- 2e
-
➞ Cl
2
Catôt (-): 2H
+
+ 2e
-
➞ H
2
Phương trình điện phân tổng quát:
2NaCl + 2H
2
O Cl
2
↑ + H
2
↑ + 2NaOH
NaCl trước khi điện phân cần tinh chế để loại bỏ những tạp chất có hại cho quá trình điện
phân như Mg, Ca, Al, Fe, Ni, Cr, Quá trình điện phân được thực hiện theo 3 công nghệ khác
nhau.
+ Điện phân với catôt Hg (anôt là Titan) thu được NaOH đậm đặc, sạch nhưng Hg gây độc
hại.
Tại cực âm, thuỷ ngân tạo hỗn hống với kim loại natri và tại đây xảy ra các quá trình:

Na
+
+ e
-
➞ Na(Hg)
Na(Hg) + H
2
O ➞ H
2
↑ + Hg + Na
+
+ OH
-
Tại cực dương xảy ra quá trình:
2Cl
-
- 2e
-
➞ Cl
2
+ Điện phân với màng ngăn xốp: anôt được làm bằng thép mạ Ni, catôt làm bằng than chì
hay Ti có phủ lớp oxit bền vững (oxit của ruteni, niken, coban).
Để tránh phản ứng nổ giữa H
2
với Cl
2
và không cho Cl
2
tiếp xúc với dung dịch NaOH, người ta
dùng một màng xốp bằng lưới sắt phủ amiăng có tẩm nhựa hữu cơ ngăn giữa 2 điện cực. Màng

ngăn xốp cho phép dung dịch thấm qua nhưng ngăn không cho các bọt khí đi qua. Công nghệ
này tiêu thụ nhiều điện năng và cho sản phẩm kém tinh khiết, dung dịch NaOH thu được có lẫn
NaCl.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 17
DPDD
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
+ Điện phân với màng bán thấm: các điện cực giống như điện phân với màng ngăn, nhưng
màng bán thấm làm bằng polime hữu cơ có chứa các gốc RCOO
-
, RSO
3
-
. Màng bán thấm chia
thùng điện phân thành 2 khoang: khoang anôt đựng dung dịch NaCl, khoang catôt đựng nước
tinh khiết hay dung dịch NaOH loãng.
Màng bán thấm chỉ cho Na
+
đi qua (thẩm thấu một chiều), ngăn các ion Cl
-
, OH
-
lại. Khi điện
phân, ion Na
+
ở khoang anôt đi qua màng bán thấm sang khoang catôt và tạo NaOH. Ưu điểm:
+ Dung dịch NaOH thu được có độ tinh khiết rất cao, tương đương với công nghệ điện phân
với catôt Hg.
+ Tránh gây ô nhiễm môi trường(do không dùng Hg và amiăng).
Đây là công nghệ hiện đại được áp dụng rộng rãi từ năm 1981, dần dần thay thế các công nghệ
điện phân bằng catôt Hg và màng ngăn xốp.

Cl
2
H
2
Cl
-
Na
+
OH
-
dd NaCl
loang
Na
+
Na
+
NaOH
Cl
-
Na
+
OH
-
dd NaCl
bh
H
2
O
Hình 2.2:Sơ đồ thùng điện phân với màng bán thấm.
Muối của các kim loại kiềm

Các muối của kim loại kiềm đều không màu, trừ trường hợp anion có màu như muối KMnO
4
có
màu tím do ion MnO
4
-
.
Hầu hết các muối của kim loại kiềm dễ tan trong nước, trừ một số muối của liti. Dung dịch trong
nước của các muối này hầu như điện li hoàn toàn và đều chứa ion kim loại kiềm không màu.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 18
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
Khi kết tinh từ dung dịch, các muối của kim loại kiềm hầu như không tạo ra dạng hyđrat tinh thể
trừ một số muối của liti và natri như LiCl.H
2
O, LiNO
3
.H
2
O, NaCl.2H
2
O
Các muối kim loại kiềm thường có nhiệt độ nóng chảy cao và dẫn điện khi nóng chảy.
3. Halogenua của kim loại kiềm
MX Kết tinh ở dạng tinh thể không màu.
Đều là hợp chất ion (trừ LiI).
Bảng 2.3: Năng lượng mạng lưới và nhiệt hòa tan của halogen các nguyên tố nhóm IA
Ion
Năng lượng mạng lưới, Kj.mol
-1
Nhiệt hòa tan 

t
0
,
Kj.mol
-1
F - Cl
-
Br
-
I
-
F
-
Cl
-
Br
-
I
-
Li +
Na+
K
+
Rb
+
Cs+
1008
903
803
769

715
828
769
698
677
640
790
736
673
648
640
732
690
631
615
585
+4,18
0
-16,73
-25,10
-37,65
-37,63
+4,18
+16,73
+16,73
+20,92
-50,20
+4,18
+20,92
+25,10

+29,28
-62,76
+8,36
+20,92
+29,28
+37,65
Có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, giảm dần từ Na đến Cs và từ F đến I.
* Muối natri clorua (NaCl):là muối quan trọng nhất trong các halogenua kim loại kiềm.
Là hợp chất ion, tinh thể có mạng lập phương tâm diện.
Trong thiên nhiên, NaCl có trong nước biển khoảng 3% theo khối lượng, có trong muối mỏ,
nước của các hồ nước mặn
NaCl được khai thác bằng cách phơi nắng tự nhiên nước biển. Với muối mỏ thì người ta cho
nước qua các lỗ khoan để hoà tan muối ngầm, sau đó bơm dung dịch lên để kết tinh NaCl.
NaCl có vị mặn, dùng làm thức ăn cho người và gia súc (nên gọi là muối ăn). Muối ăn tinh
khiết không hút ẩm nhưng muối biển lại bị chảy rữa trong không khí do có lẫn tạp chất như
MgSO
4
, CaCl
2.
NaCl rất cần cho cơ thể, trong huyết thanh của người có chứa khoảng 0,08%
NaCl. NaCl dễ tan trong nước, độ tan không biến đổi nhiều theo nhiệt độ nên không dễ thinh
chế bằng cách kết tinh lại, trong khi KCl có độ tan biến đổi nhiều theo nhiệt độ. Người ta lợi
dụng tính chất này để tách riêng 2 muối.
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 19
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
NaCl là nguyên liệu để điều chế Na, Cl
2
, HCl, NaOH và các hợp chất của natri. NaCl còn được
dùng trong công nghiệp thực phẩm, nhuộm, thuộc da, luyện kim
* Nước Javen NaCl + NaClO

Nước Javen là dung dịch chứa các ion: ClO
-
, Cl
-
, là chất lỏng không màu, có mùi clo, có tính
kiềm.
Nước Javen có tính oxi hoá rất mạnh trong mọi môi trường. Nguyên nhân tính oxi hoá là do
nước Javen phản ứng với CO
2
trong không khí tạo oxi nguyên tử. Do đó, nước Javen được
dùng để tẩy màu, khử trùng
Muối NaClO dễ nhiệt phân:
Trong công nghiệp, nước Javen được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl loãng,
nguội, không màng ngăn.
4. Cacbonat của kim loại kiềm
Có 2 loại: hiđrocacbonat MHCO
3
và cacbonat M
2
CO
3
.
Các muối MHCO
3
và M
2
CO
3
đều tan nhiều trong nước (trừ Li
2

CO
3
ít tan và NaHCO
3
hơi ít
tan). Chúng bị thuỷ phân trong nước, muối M
2
CO
3
cho môi trường kiềm mạnh và muối MHCO
3

cho môi trường kiềm yếu.

Các MHCO
3
bền ở nhiệt độ thường, dễ phân huỷ khi đun nóng

TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 20
KIM LOẠI KIỀM GVHD:DƯƠNG TẤN CƯỜNG
Các muối M
2
CO
3
rất bền với nhiệt, chúng chỉ nóng chảy chứ không phân huỷ ở các nhiệt độ
sau:
Li
2
CO
3

Na
2
CO
3
K
2
CO
3
Rb
2
CO
3
735
0
C 853
0
C 894
0
C 837
0
C
5. Muối natri hidrocacbonat (NaHCO
3
):
NaHCO
3
là chất ở dạng tinh thể đơn tà màu trắng, gồm những ion: Na
+
và HCO
3

-
.
NaHCO
3
tan vừa phải trong nước: ở 0
0
C hoà tan 70g/litH
2
O; ở 20
0
C:100g/litH
2
O; ở 40
0
C:
130g/litH
2
O.
Phân huỷ ở 270
0
C: 2NaHCO
3
➞ Na
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2

O
Ở nhiệt độ thường ngay trong dung dịch, NaHCO
3
phân huỷ chậm, giải phóng CO
2
. Sự phân
huỷ xảy ra mạnh hơn khi đun nóng.
Khi tan trong nước, NaHCO
3
thuỷ phân cho môi trường kiềm rất yếu.
NaHCO
3
+ H
2
O ➞ H
2
CO
3
+ NaOH
TIỂU LUẬN MÔN HÓA ĐẠI CƯƠNG Trang 21