Bài giảng bài kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ hóa học 12

HÓA HỌC LỚP 12
Bài

30

TIẾT 48:

KIM LOẠI KIỀM THỔ


KIỂM TRA BÀI CŨ
Viết cấu hình electron nguyên tử, xác định số e lớp ngoài cùng, cho
biết chúng thuộc nhóm nào? Trong BTH, dự đoán tính chất hóa học
đặc trưng các nguyên tố sau: Be (Z= 4), Mg (Z= 12), Ca (Z=20) ?.

Trả lời:
Be(Z= 4): 1s22 s2
Mg(Z= 12 ): 1s22 s22 p63 s2
Ca (Z= 2 0): 1s22 s22 p63 s23 p64 s2
+ Số e lớp ngoài cùng là: 2 e nằm trên phân lớp s
+ Chúng thuộc nhóm IIA của BTH
+ Xu hướng cho đi 2 e trong các phản ứng hóa học để đạt
cấu hình bền vững của khí hiếm gần nó nhất trong BTH do
đó tính chất hóa học đặc trưng là tính khử mạnh



Cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm thổ

Nguyên tố.

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

Cấu hình electron

[He]2s2

[Ne]3s2

[Ar]4s2

[Kr]5s2

[Xe]6s2

Bán kính nguyên tử
(nm)

0,089

0,136

0,174

0,191

0,220

Năng lượng ion hoá I2
(kJ/mol)

1800

1450

1150

1061

970

Độ âm điện

1,57

1,31

1,00

0,95

0,89

EM02+/M (V)

-1,85

-2,37

-2,87

-2,89

-2,90

Mạng tinh thể

(Lục phương)

(LPTD)

(LPTK)


CÁC KIỂU MẠNG TINH THỂ
Be

Ca

Mg

Ba

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO
 Kết luận:
- Các nguyên tố kim loại kiềm thuộc nhóm IIA của
bảng tuần hoàn gồm: Be, Mg, Ca, Sr, Ba
- Nguyên tử chỉ có 2 e ở lớp ngoài cùng.
- Thế điện cực chuẩn có giá trị rất âm. Số oxi hóa +2
- Dự đoán tính chất: Nguyên tử dễ dàng tách đi 2 e
để trở thành ion dương có điện tích 2 +; Tính chất
đặc trưng của kim loại kiềm thổ là tính khử mạnh
nhưng yếu hơn kim loại kiềm trong cùng chu kỳ.


MỘT SỐ HẰNG SỐ VẬT LÝ CỦA
KIM LOẠI KIỀM THỔ
Nguyên tố.

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

Nhiệt độ sôi (oC)

2770

1110

1440

1380

1640

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

1280

650

838

768

714

Khối lượng riêng (g/cm3)

1,85

1,74

1,55

2,6

3,5

2,0

1,5

1,8

Độ cứng (lấy kim cương
bằng 10)


II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Kết luận:
- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp
(trừ Be).
- Khối lượng riêng tương đối nhỏ.
- ̣ Độ cứng nhỏ.



III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Kết luận
-

-

Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, nhưng yếu hơn so

với kim loại kiềm, tính khử của các kim loại kiềm thổ
tăng dần từ Be đến Ba, do:
+ Chỉ có 2e ở phân lớp ns ngoài cùng, nguyên tử dễ mất
2e để trở thành ion mang điện tích 2+
M M2+ + 2e
+ Thế điện cực chuẩn có giá trị rất âm.
Kim loại kiềm thổ thể hiện tính khử trong các phản ứng
với phi kim, axit, nước,…


1, Khử được các phi kim tạo thành oxit bazơ hoặc muối
0
0
+2 -2
to
2M + O2  2MO
0
0
to + 2 - 1
M + Cl2  MCl2
2, Khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch axit tạo khí H2
M + 2H+  M2+ + H2
3, Khử nước dễ dàng tạo thành khí H2 nhưng ở mức độ
khác nhau: + 1
0
0
+2
M + 2H2O  M(OH)2 + H2 (M là: Ca, Ba, Sr)
Be không phản ứng với nước, còn là nguyên tố lưỡng
tính.

Mg tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ thường tạo ra
Mg(OH)2, tác dụng nhanh với H2O ở nhiệt độ cao tạo MgO
0

+1

to

+2

0

Mg + H2O  MgO + H2


IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ
1. Ứng dụng: SGK

Hợp kim của Mg

Ứng dụng của Ba, Mg

Ứng dụng của MgO


2. ĐIỀU CHẾ
• Kết luận:
- Nguyên tắc: Do có tính khử mạnh nên phương
pháp duy nhất để điều chế kim loại kiềm thổ là
phương pháp điện phân muối nóng chảy.

M2+ +2 e  M
- Nguyên liệu: Khoáng chất chứa kim loại kiềm thổ
- Phương pháp: Điện phân nóng chảy.


Thí dụ: điện phân MgCl2 nóng chảy
Cực âm( catot)

MgCl2

Mg2+ +2 e Mg

Cực dương(Anot)

2 Cl-  Cl2 + 2 e
đpnc

MgCl2

Mg + Cl2


KẾT LUẬN CHUNG:
I. Vị trí và 1. Vị trí
cấu tạo
2. Cấu tạo

Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của BTH…
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
Nguyên tử của KLKT có 2e ở lnc…

BKNT, I2, Độ âm điện, Eo, Mạng tinh thể.

II. Tính chất Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tương đối thấp, khối lượng
vật lí
riêng nhỏ, độ cứng nhỏ
III. Tính chất
hóa học:
Tính
khử
mạnh nhưng
yếu
hơn
KLK…

1. Tác dụng Tạo oxit bazo hoặc muối
với pk
2. Tác dụng Dễ dàng phản ứng với các axit…
với axit
3. Tác dụng Không đều đặn như KLK…
với nước

IV. Ứng dụng 1. Ứng dụng
và điều chế
2. Điều chế

Mg ứng dụng nhiều nhất trong ngành hàng
không…
Điện phân nóng chảy muối halogenua

1. Hãy viết PTHH biểu diễn các chuyển hóa sau:
Ca CaO Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2

•Đáp án:
Các PTHH:

2Ca + O2  2CaO
CaO + H2O  Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O
Ca(HCO3)2


2. Chỉ có thể điều chế kim loại kiềm thổ Ca
bằng cách:

A.
B.
C.
C
D.

Điện phân dung dịch CaCl2
Điện phân dung dịch Ca(OH)2
Điện phân CaCl2 nóng chảy
Điện phân CaC2


3. Cho 10 gam một kim loại kiềm thổ tác dụng với dung
dịch HCl, thu được 6,11 lít khí hidro ở (25oC và 1 atm).

Hãy xác định tên kim loại kiềm thổ đã dùng.

Đáp án
Áp dụng pt trạng thái: PV = n R T  n= 0,25 mol
M + 2HCl  MCl2 + H2
1 mol
1 mol
x mol
0,25mol
 x= 0,25 mol vậy M= 10/ 0,25= 40 .
Kết luận M là Ca


HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
1. Các bài tập trong SGK.
2. Phân biệt các chất rắn Na, Mg, Ca bằng
phương pháp hóa học.
3. Có thể tách được Na và Ca ra khỏi hỗn hợp
của chúng không? Vì sao?