Kim loại kiềm thổ là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Kim loại kiềm thổ là gì lớp 12 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 12 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Kim loại kiềm thổ.

Kim loại kiềm thổ là gì (chi tiết nhất)

1. Kim loại kiềm thổ là gì?

- Kim loại nhóm IIA (kim loại kiềm thổ) là những nguyên tố s, đứng ngay sau nguyên tố kim loại kiềm ở mỗi chu kì.

- Kim loại nhóm IIA có thể điện cực chuẩn nhỏ nên dễ tách electron hoá trị ra khỏi nguyên tử, thể hiện tính khử mạnh:

M → M²⁺ + 2e

- Trong hợp chất, nguyên tử nhóm IIA thể hiện số oxi hoá đặc trưng là +2.

- Một số đại lượng đặc trưng của các nguyên tố nhóm IIA:

Nguyên tử	Số hiệu nguyên tử	Tên gọi	Cấu hình electron	Bán kính nguyên tử (pm)	Thế điện cực chuẩn, V
Be	4	Beryllium	[He]2s2	112	-1,99
Mg	12	Magnesium	[Ne]3s2	160	-2,356
Ca	20	Calcium	[Ar]4s2	197	-2,84
Sr	38	Strontium	[Kr]5s2	215	-2,89
Ba	56	Barium	[Xe]6s2	222	-2,92

2. Kiến thức mở rộng

2.1. Trạng thái tự nhiên

Trong tự nhiên, các nguyên tố nhóm IIA chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Magnesium và calcium là hai nguyên tố phổ biển trên vỏ Trái Đất, có trong nhiều khoáng vật như MgCO₃.CaCO₃ (dolomite), CaCO₃ (calcite), Ca₃(PO₄)₂ (phosphorite),...

2.2. Tính chất vật lí

- Kim loại nhóm IIA có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại nhóm IIA, nhưng tương đối thấp so với nhiệt độ nóng chảy của các kim loại khác.

- Kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ, có khối lượng riêng tương đối nhỏ.

- Một số thông số vật lí của kim loại nhóm IIA:

Kim loại	Nhiệt độ nóng chảy (˚C)	Nhiệt độ sôi (˚C)	Khối lượng riêng (g/cm3)
Be	1287	2467	1,85
Mg	651	1100	1,74
Ca	842	1484	1,55
Sr	757	1366	2,64
Ba	727	1845	3,51

- Cấu trúc tinh thể kim loại nhóm IIA: Berylium và magnesium có cấu trúc lục phương chặt khít; calcium và strontium có cấu trúc lập phương tâm mặt; barium có cấu trúc lập phương tâm khối.

2.3. Tính chất hoá học

Kim loại nhóm IIA là các kim loại có tính khử mạnh, chỉ kém kim loại nhóm IA.

a) Tác dụng với oxygen

- Ở điều kiện thường, trong không khí beryllium bền do có lớp màng oxide bảo vệ, magesium bị oxi hoá chậm, các kim loại khác bị oxi hoá nhanh tạo thành oxide, bề mặt kim loại chuyển dần sang màu xám.

- Khi đốt nóng trong không khí, beryllium phản ứng chậm với oxygen, các kim loại khác phản ứng mạnh với oxygen cho màu ngọn lửa đặc trưng (calcium cho màu đỏ cam, strontium cho màu đỏ son, barium cho màu lục).

b) Tác dụng với nước

- Khả năng và mức độ tác dụng với nước của kim loại nhóm IIA:

Kim loại	Đặc điểm
Be	Không tác dụng với nước.
Mg	Phản ứng chậm với nước ở nhiệt độ thường, nhanh hơn khi đun nóng: Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2
Ca, Sr, Ba	Tác dụng mạnh với nước ở ngay nhiệt độ thường. Ví dụ: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

- Trong phản ứng của kim loại nhóm IIA với nước, sản phẩm tạo thành càng dễ tan thì càng dễ giải phóng khỏi bề mặt kim loại, tạo điều kiện để kim loại tiếp tục phản ứng với nước.

- Độ tan trong nước của các hydroxide nhóm IIA ở 20°C cho trong bảng sau:

Hdroxide	Mg(OH)2	Ca(OH)2	Sr(OH)2	Ba(OH)2
Độ tan (g/100g nước)	1,25.10-3	0,173	1,77	3,89

2.4. Ứng dụng

Các kim loại nhóm IIA và hợp kim của chúng có nhiều ứng dụng trong thực tế: Be dùng để chế tạo hợp kim có độ bền cơ học, không bị ăn mòn, khó nóng chảy,.. Mg dùng để chế tạo hợp kim làm vật liệu sản xuất ô tô, máy bay, chi tiết máy, …

3. Bài tập minh họa

Câu 1.Số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử kim loại thuộc nhóm IIA là

A. 3.

B. 2.

C. 4.

D. 1.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Các nguyên tử kim loại thuộc nhóm IIA có 2 electron lớp ngoài cùng.

Câu 2.Kim loại không phản ứng với nước là

A. Mg.

B. Ba.

C. Be.

D. Ca.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Be không tác dụng với nước ở bất kì điều kiện nào, Mg tác dụng với nước ở nhiệt độ cao, Ba và Ca tác dụng với nước ở nhiệt độ thường.

Câu 3. Kim loại nào khử nước chậm ở nhiệt độ thường, nhưng phản ứng mạnh với hơi nước ở nhiệt độ cao?

A. Mg

B.Ca

C. Al

D. Ba

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Mgkhử nước chậm ở nhiệt độ thường, nhưng phản ứng mạnh với hơi nước ở nhiệt độ cao.

Câu 4. Barium phản ứng với nước dễ dàng hơn so với magnesium ở điều kiện thường là do các nguyên nhân nào sau đây?

(1) Barium có tính khử mạnh hơn magnesium.

(2) Độ tan của barium hydroxide trong nước cao hơn nhiều so với magnesium hydroxide.

(3) Bọt khí hydrogen sinh ra bám trên bề mặt magnesium nhiều hơn, cản trở phản ứng tiếp diễn.

A. (1).

B. (1), (2) và (3).

C. (1) và (3).

D. (1) và (2).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Barium phản ứng với nước dễ dàng hơn so với magnesium ở điều kiện thường là do: barium có tính khử mạnh hơn magnesium và độ tan của barium hydroxide trong nước cao hơn nhiều so với magnesium hydroxide.

Câu 5. Trong bảng Hệ thống tuần hoàn, Sodium (IA) và Magnesium (IIA) đứng kề nhau trong một chu kì. Thế điện cực chuẩn của cặp Mg²⁺/Mg bằng –2,356 V, của cặp Na⁺/Na bằng –2,710 V. Cho các phát biểu sau đây:

a. Mg và Na là các kim loại có tính khử mạnh.

b. Mg có tính khử mạnh hơn Na.

c. Mg và Na đều phản ứng mãnh liệt với nước ở điều kiện thường.

d. Ion Mg²⁺ có tính oxi hóa mạnh hơn ion Na⁺.

Số phát biểu đúng là

A. 2.

B. 3.

C. 1.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

a. Đúng.

b. Sai vì Na có thế điện cực chuẩn âm hơn nên có tính khử mạnh hơn Mg.

c. Sai vì Mg phản ứng chậm với nước ở điều kiện thường.

d. Đúng.

Câu 6. Ở nhiệt thường, độ tan của các hydroxide tăng dần trong dãy từ Mg(OH)₂ đến Ba(OH)₂. Từ thông tin này có thể dự đoán được khả năng phản ứng với nước của các kim loại từ Mg đến Ba biến đổi như thế nào?

A. Tăng dần.

B. Không đổi.

C. Không có quy luật.

D. Giảm dần.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Trong phản ứng của kim loại nhóm IIA với nước, sản phẩm tạo thành càng dễ tan thì càng dễ giải phóng khỏi bề mặt kim loại, tạo điều kiện để kim loại tiếp tục phản ứng với nước. Khả năng phản ứng với nước của các kim loại từ Mg đến Ba tăng dần.

Câu 7. Calcium là nguyên tố vô cùng cần thiết đối với cơ thể con người, là thành phần chủ yếu cấu tạo nên xương và răng, không thể thiếu trong quá trình đông máu. Theo khuyến cáo của Viện Dinh dưỡng Quốc gia Việt Nam, mỗi ngày người lớn cũng như trẻ em cần khoảng 500 mg calcium dưới dạng ion Ca²⁺. Biết nồng độ calcium trong sữa bò là 1%. Lượng calcium (mg) được hấp thụ vào cơ thể khi một người uống 200 g sữa bò là

A. 500.

B. 1000.

C. 1500.

D. 2000.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Lượng calcium được hấp thụ vào cơ thể khi một người uống 200 g sữa bò là: $200\times \frac{1}{100}=2g=2000mg$

Câu 8. Nhận định nào không đúng về cấu tạo và tính chất của các kim loại nhóm IIA?

A. Khối lượng riêng tương đối nhỏ, là những kim loại nhẹ hơn nhôm (trừ Ba).

B. Độ cứng cao hơn kim loại nhóm IA, nhưng mềm hơn kim loại nhôm.

C. Mạng tinh thể của chúng đều có kiểu lập phương tâm khối.

D. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp (trừ Be).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Vì Be, Mg là kiểu lục phương; Ca, Sr là kiểu lập phương tâm diện; Ba là kiểu lập phương tâm khối.

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Kim loại kiềm là gì?

• Lipid là gì?

• Peptide là gì?

• Phản ứng xà phòng hóa là gì?

• Phương pháp nhiệt luyện là gì?

• Polymer tổng hợp là gì?

---