Hóa vô cơ Chương 3: Nguyên tố nhóm IIA

CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

Chương III



1


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

NỘI DUNG

TÀI LIỆU

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

[1] – Tập 2, Chương 3:
trang 49 – 69

Chương III

[2] – Chương 8: trang

185 – 201
[3] – Phần 1, Chương
3: trang 68 – 96
[4] – Chapter 12: page
348 – 370



2


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

NHẬN XÉT CHUNG
- Cấu hình electron hóa trị: ns2  Nhường e thể hiện
tính khử (kém hơn kim loại kiềm): M – 2e  M2+
- 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.
Chương III



3


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

I. ĐƠN CHẤT
1. Lý tính: màu sắc, độ cứng, màu ngọn lửa
I2
Rk I1
tnc ts 0 Cấu trúc mạng
(Å) (eV) (eV)

Be
Mg
Ca
Sr
Ba
Ra

(0C)

(0C)

M

2+

/M

tinh thể

1,13 9,32 18,21 1287 2767 -1,85

Lục phương

1,60 7,65 15,04

650

1107 -2,37

Lục phương

1,97 6,11 11,87

842

1484 -2,87

Lập phương tâm diện

2,15 5,69 11,03

767

1384 -2,89

Lập phương tâm diện

2,21 5,21 10,00

727

1640 -2,90

Lập phương tâm khối

2,35 5,28 10,15

700

1140 -2,92

Lập phương tâm khối

Chương III



4


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

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)
to

• Phản ứng với không khí
tophòng

M’ + O2 

tocao

M + O2 

M’O
MO

tocao

3M + N2  M3N2
Chương III



5


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

• Phản ứng với nước
M’ + H2O  M’(OH)2 + H2
to
Mg + H2O  Mg(OH)2 + H2
• Phản ứng với cacbon
o
t
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
Chương III



6


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

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)
Chương III



7

CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

Điều chế
• Nguyên tắc chung: điện phân muối halogenua
nóng chảy.
• MgO + C

2000 oC

Mg + CO

CaO + 2MgO + Si
• 2Al + 4CaO

1200 oC

• 2Al + 4SrO

1200 oC

• 2Al + 4BaO

1200 oC

Chương III

1500 oC

2Mg + CaO.SiO2

CaO.Al2O3 + 3Ca

SrO.Al2O3 + 3Sr
BaO.Al2O3 + 3Ba



8


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

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.

Chương III



9


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

2. Các peoxit – MO2
- Không bền nhiệt, độ bền  BeO2  BaO2
4000C
2BaO + O2 ⇌0 2BaO2
600 C
- 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
Chương III



10


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

3. Các hydroxit – M(OH)2
to

- 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 - MC2

- Bị thủy phân tạo thành C2H2

MC2 + 2H2O  M(OH)2 + C2H2

- Riêng Be2C thủy phân tạo thành CH4
Be2C + 4H2O  2Be(OH)2 + CH4
Chương III



11


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

5. Muối của M
• Muối halogenua – MX2

- Dễ tan (trừ MF2)
- MgCl2, CaCl2 có tính hút ẩm mạnh

• Muối cacbonat – MCO3
- Không bền nhiệt, ít tan trong nước,
tan trong nước CO2
CaCO3 + H2O + CO2  Ca(HCO3)2
Chương III



12

CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

• Muối sunfat – MSO4
- Không bền nhiệt, độ tan trong nước giảm dần từ
BeSO4 đến BaSO4
125 oC

CaSO4.2H2O t0⇌

phòng

CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O

200 oC

CaSO4.0,5H2O 
960 oC

2CaSO4 

Chương III

CaSO4 + 0,5H2O

2CaO + 2SO2 + O2



13

CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

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

• Độ cứng của nước được biểu diễn bằng số
mđlgCa2+/L.
độ cứng < 4 mđlg/L: nước mềm
độ cứng > 8 mđlg/L: nước cứng

Chương III



14


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

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.
Chương III

15


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

Nhựa trao đổi ion:

Chương III



16


CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)

Nhựa cationit và anionit:

Chương III



17