Kim Loại Kiềm Thổ Là Gì? Cấu Tạo Và Tính Chất Của Kim Loại Kiềm Thổ

Vy - 31/03/2022

Kim loại kiềm thổ là những nguyên tố vô cùng quan trọng trong đời sống bên cạnh các kim loại kiềm. Để hiểu rõ hơn về cấu tạo, tính chất vật lý, tính chất hóa học cũng như những ứng dụng của kim loại kiềm thổ, các em hãy tham khảo bài viết dưới đây của Marathon Education.

Kim loại kiềm thổ là gì?

Kim loại kiềm thổ là gì?
Kim loại kiềm thổ là gì? (Nguồn: Internet)

Kim loại kiềm thổ là những kim loại thuộc nhóm IIA, gồm có nguyên tố Beri (Be), Magie (Mg), Canxi (Ca), Stronti (Sr), Bari (Ba) và Radi (Ra). Trong đó, Radi là nguyên tố phóng xạ được phát hiện có trong quặng urani.

Vị trí của kim loại kiềm thổ

Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn
Vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn (Nguồn: Internet)

Trong bảng tuần hoàn hoá học, kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA và luôn đứng sau các kim loại kiềm trong cùng 1 chu kỳ.

Cấu tạo của kim loại kiềm thổ

Các kim loại kiềm thổ đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2.

Nguyên tốBeMgCaSrBa
Cấu hình electron[He] 2s2[Ne] 3s2[Ar] 4s2[Kr] 5s2[Xe] 6s2
Bán kính nguyên tử (nm)0,0890,1360,1740,1910,220
Độ âm điện1,571,311,000,950,89

Trong các hợp chất chứa Beri, liên kết giữa Be và các nguyên tố khác là liên kết cộng hóa trị. Các nguyên tố kim loại kiềm thổ còn lại là Ca, Sr, Ba và Ra chỉ tạo nên hợp chất ion.

Tính chất vật lý

Kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám bạc, có thể được dát mỏng, có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Ngoài ra, kim loại kiềm thổ có độ cứng thấp và giảm dần theo chiều từ Beri đến Bari.

Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của kim loại kiềm thổ cao hơn so với kim loại kiềm, nhưng vẫn tương đối thấp so với các hợp chất khác.

Nguyên tốNhiệt độ nóng chảy (oC)Nhiệt độ sôi (oC)Khối lượng riêngMạng tinh thể
Be1280oC2770oC1,85 g/cm3Lục phương
Mg650oC1110oC1,74 g/cm3Lục phương
Ca838oC1440oC1,55 g/cm3Lập phương tâm diện
Sr768oC1380oC2,6 g/cm3Lập phương tâm diện
Ba714oC1640oC3,5 g/cm3Lập phương tâm khối
Các tính chất vật lý quan trọng của kim loại kiềm thổ

Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ

Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh nên tính chất đặc trưng của những kim loại này là dễ nhường e. Tính khử tăng dần từ Be đến Ba.

M → M2+ + 2e

Kim loại kiềm thổ 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 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 + 2NaOHnóng chảy → Na2BeO2 + H2

>>> Xem thêm: Dãy Hoạt Động Hóa Học Của Kim Loại Là Gì? Ý Nghĩa Và Mẹo Nhớ Nhanh

Tác dụng với phi kim

Khi bị đốt nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy và tạo ra oxit.

2Mg + O_2 \xrightarrow{t^o} 2MgO

Các kim loại kiềm thổ đều có phản ứng mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic trong điều kiện nhiệt độ cao.

Ca + Cl_2 \xrightarrow{t^o} CaCl_2\\
Mg + Si \xrightarrow{t^o} Mg_2Si

Khi được đun nóng, kim loại kiềm thổ có thể khử nhiều oxit bền như: B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3.:

2Be + TiO_2 \xrightarrow{t^o} 2BeO + Ti\\
2Mg + CO_2 \xrightarrow{t^o} 2MgO + C

>>> Xem thêm: Kim Loại Và Tính Chất Hóa Học Của Kim Loại – Lý Thuyết Và Bài Tập

Tác dụng với axit

Khi kim loại kiềm tác dụng với HCl hay H2SO4 loãng, ion H+ có trong axit sẽ bị khử thành H2.

Mg + 2H+ → Mg2+ + H2

Kim loại kiềm tác dụng với HNO3 hay H2SO4 đặc sẽ khử N+5, S+6 thành các hợp chất với số oxi hóa thấp hơn.

4Ca + 10HNO3 loãng → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

4Mg + 5H2SO4 đặc → 4MgSO4 + H2S + 4H2O

>>> Xem thêm: Axit Là Gì? Lý Thuyết Về Tính Chất Hóa Học Của Axit

Phương pháp điều chế

Trong tự nhiên, kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại dạng ion M2+ trong các hợp chất. Phương pháp thường được sử dụng để điều chế những kim loại này là điện phân nóng chảy muối của chúng.

CaCl_2 \xrightarrow{đpnc} Ca + Cl_2↑\\
MgCl_2 \xrightarrow{đpnc}  Mg + Cl_2↑

Ứng dụng của kim loại kiềm thổ

Trong thực tế, kim loại kiềm thổ có nhiều ứng dụng như:

  • Beri được dùng làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim có tính đàn hồi cao, không bị ăn mòn, bền và chắc.
  • Canxi thường được dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép và làm khô 1 số hợp chất hữu cơ.
  • Magie được ứng dụng trong việc tạo ra hợp kim có tính cứng, nhẹ, bền dùng để chế tạo máy bay, tên lửa, ôtô… Bột Magie trộn với chất oxi hóa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm dùng trong pháo sáng, máy ảnh. Bên cạnh đó, Magie còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. 

Học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh bứt phá điểm số 2022 – 2023 tại Marathon Education

Marathon Education là nền tảng học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh uy tín và chất lượng hàng đầu Việt Nam dành cho học sinh từ lớp 8 đến lớp 12. Với nội dung chương trình giảng dạy bám sát chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Marathon Education sẽ giúp các em lấy lại căn bản, bứt phá điểm số và nâng cao thành tích học tập.

Tại Marathon, các em sẽ được giảng dạy bởi các thầy cô thuộc TOP 1% giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Các thầy cô đều có học vị từ Thạc Sĩ trở lên với hơn 10 năm kinh nghiệm giảng dạy và có nhiều thành tích xuất sắc trong giáo dục. Bằng phương pháp dạy sáng tạo, gần gũi, các thầy cô sẽ giúp các em tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng và dễ dàng.

Marathon Education còn có đội ngũ cố vấn học tập chuyên môn luôn theo sát quá trình học tập của các em, hỗ trợ các em giải đáp mọi thắc mắc trong quá trình học tập và cá nhân hóa lộ trình học tập của mình.

Với ứng dụng tích hợp thông tin dữ liệu cùng nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Marathon Education luôn đảm bảo đường truyền ổn định chống giật/lag tối đa với chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.

Nhờ nền tảng học livestream trực tuyến mô phỏng lớp học offline, các em có thể tương tác trực tiếp với giáo viên dễ dàng như khi học tại trường.

Khi trở thành học viên tại Marathon Education, các em còn nhận được các sổ tay Toán – Lý – Hóa “siêu xịn” tổng hợp toàn bộ công thức và nội dung môn học được biên soạn chi tiết, kỹ lưỡng và chỉn chu giúp các em học tập và ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn.

Marathon Education cam kết đầu ra 8+ hoặc ít nhất tăng 3 điểm cho học viên. Nếu không đạt điểm số như cam kết, Marathon sẽ hoàn trả các em 100% học phí. Các em hãy nhanh tay đăng ký học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn lớp 8 – lớp 12 năm học 2022 – 2023 tại Marathon Education ngay hôm nay để được hưởng mức học phí siêu ưu đãi lên đến 39% giảm từ 699K chỉ còn 399K.

Các khóa học online tại Marathon Education

Hy vọng bài viết trên của Marathon Education có thể giúp các em hiểu kim loại kiềm thổ là gì và hệ thống lại được những kiến thức về cấu tạo, tính chất cũng như ứng dụng. Chúc các em học tập thật tốt và đạt nhiều thành tích cao!

CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM