Kim loại kiềm thổ có tính chất vật lý hóa học gì?
1, Tính chất vật lý của kim loại kiềm thổ – nhóm IIA
♦ Màu sắc : kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám nhạt.
♦ Một số tính chất vật lý quan trọng của kim loại kiềm thổ :
| Nguyên tố | Be | Mg | Ca | Sr | Ba |
| Nhiệt độ nóng chảy (0C) | 1280 | 650 | 838 | 768 | 714 |
| Nhiệt độ sôi (0C) | 2770 | 1110 | 1440 | 1380 | 1640 |
| Khối lượng riêng (g/cm3) | 1,85 | 1,74 | 1,55 | 2,6 | 3,5 |
| Độ cứng (lấy kim cương = 10) | 2,0 | 1,5 | 1,8 |
◊ Nhận xét:
♦ Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp (trừ Be) và biến đổi không theo một chiều. Vì các nguyên tố có cấu trúc tinh thể khác nhau Be, Mg, Caβ có mạng lưới lục phương ; Caα và Sr có mạng lưới lập phương tâm diện ; Ba lập phương tâm khối.
♦ Độ cứng : kim loại kiềm thổ cứng hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp ; độ cứng giảm dần từ Be → Ba (Be cứng nhất có thể vạch được thủy tinh ; Ba chỉ hơi cứng hơn chì).
♦ Khối lượng riêng : tương đối nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ Ba).
♦ Lưu ý : Trừ Be, Mg ; các kim loại kiềm thổ tự do và hợp chất dễ bay hơi, cháy khi đưa vào ngọn lửa không màu, làm cho ngọn lửa có màu đặc trưng.
• Ca : màu đỏ da cam • Sr : màu đỏ son
• Ba : màu lục hơi vàng.
2. Kim loại kiềm thổ có tính chất hóa học nào?
♦ Các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, yếu hơn so với kim loại kiềm. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng từ Be → Ba.
M – 2e → M2+
a) Tác dụng với phi kim :
♦ Khi đốt nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy tạo oxit, phản ứng phát ra nhiều nhiệt.
Ví dụ : 2Mg + O2 $xrightarrow{{{t}^{0}}}$ 2MgO ∆H= – 610 KJ/mol
♦ Trong không khí ẩm Ca, Sr, Ba tạo nên lớp cacbonat (phản ứng với không khí như oxi) cho nên cần cất giữ các kim loại này trong bình rất kín hoặc dầu hỏa khan.
♦ Khi đun nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic.
Ca + Cl2 $xrightarrow{{{t}^{0}}}$ CaCl2
Mg + Si $xrightarrow{{{t}^{0}}}$ Mg2Si
♦ Do có ái lực lớn hơn oxi, khi đun nóng các kim loại kiềm thổ khử được nhiều oxit bền (B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3,).
2Be + TiO2 → 2BeO + Ti
2Mg + CO2 → 2MgO + C
b) Tác dụng với axit:
♦ HCl, H2SO4 (l) : Kim loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
♦ HNO3,H2SO4 đđ : Khử N+5, S+6 thành các hợp chất mức oxi hoá thấp hơn.
4Ca + 10HNO3 (l) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Mg + 4HNO3 đđ → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
c) Tác dụng với nước:
♦ Ca, Sr, Ba tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo dung dịch bazơ:
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑
♦ Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành MgO.
Mg + H2O → MgO + H2↑
♦ Be không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao vì có lớp oxit bền bảo vệ. Nhưng Be có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo berilat:
Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2
Be + 2NaOH(nóng chảy) → Na2BeO2 + H2