Tính chất hóa học của kim loại kiềm?

Câu hỏi: Tính chất hóa học của kim loại kiềm là gì?

Lời giải:

1. Tác dụng với phi kim
Với hidro: Khi đun nóng, các kim loại kiềm kết hợp với hidro tạo hidrua ion: Li ở 600-700^oC, còn các kim loại kiềm khác ở 350-400^oC.

Bạn đang xem: Tính chất hóa học của kim loại kiềm?

Với oxi:

+ Ở điều kiện thường và trong không khí khô:

Li bị phủ một lớp màu xám gồm Li₂O và Li₃N.

Na bị oxi hóa thành Na₂O₂ và lẫn một ít Na₂O.

K bị phủ lớp KO₂ ở ngoài cùng và bên trong là lớp K₂O.

Rb và Cs tự bốc cháy tạo RbO₂ và CsO₂.

 + Khi đốt nóng: Li tạo Li₂O và một ít Li₂O₂, còn các kim loại kiềm khác, oxit của chúng tác dụng tiếp với oxi tạo peoxit (Na₂O₂) hoặc supeoxit (KO₂, RbO₂, CsO₂).

Với halogen, lưu huỳnh:

Các kim loại kiềm bốc cháy trong khí clo khi có mặt hơi ẩm ở nhiệt độ cao. Với brom lỏng, K, Rb, Cs nổ mạnh, Li và Na chỉ tương tác trên bề mặt. Với iot, các kim loại kiềm chỉ tương tác mạnh khi đun nóng.

Khi nghiền kim loại kiềm với bột lưu huỳnh sẽ gây phản ứng nổ.

Với nitơ, cacbon, silic:

Chỉ có Li có thể tương tác trực tiếp tạo Li₃N, Li₂C₂, Li₆Si₂ khi đun nóng.

2. Tác dụng với nước

Các kim loại kiềm có thế điện cực rất âm, vì thế chúng tương tác rất mãnh liệt với nước giải phóng khí hidro.

Khi phản ứng với nước, Li không cho ngọn lửa, Na nóng chảy thành hạt tròn nổi và chạy trên mặt nước, hạt lớn có thể bốc cháy, K bốc cháy ngay còn Rb và Cs gây phản ứng nổ.

Do kim loại kiềm hoạt động hóa học mạnh, đặc biệt là bị oxi hóa nhanh trong không khí và có phản ứng mãnh liệt với nước, cần phải bảo quản kim loại kiềm trong dầu hỏa khan, trong chân không hoặc trong khí trơ và thật cẩn thận khi làm thí nghiệm với kim loại kiềm.

3. Tác dụng với axit

Thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử của kim loại kiềm có giá trị từ -3.05V đến -2,71V cho nên các kim loại kiềm có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit thành khí hidro.
 

Cùng Sài Gòn Tiếp Thị tìm hiểu thêm kiến thức về Kim loại kiềm nhé

I. Vị trí và cấu tạo

1. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn

– Sáu nguyên tố hóa học đứng sau nguyên tố khí hiếm là liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs), franxi (Fr) được gọi là các kim loại kiềm.

– Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA, đứng ở đầu mỗi chu kì (trừ chu kì I).

2. Cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm

– Cấu hình electron: Kim loại kiềm là những nguyên tố s. Lớp e ngoài cùng của nguyên tử chỉ có 1e, ở phân lớp ns¹ (n là số thứ tự chu kì). So với những electron khác trong nguyên tử thì electron ns¹ ở xa hạt nhân nguyên tử nhất, do đó dễ tách khỏi nguyên tử. Các cation M⁺ của kim loại kiềm có cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm đứng trước.

– Năng lượng ion hóa: Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa I₁ nhỏ nhất so với các kim loại khác cùng chu kì. Do vậy các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh:

    M → M⁺ + e

– Năng lượng ion hóa I₂ của các nguyên tử kim loại kiềm lớn hơn năng lượng ion hóa I1 nhiều lần (từ 6 đến 14 lần). Vì vậy, trong các phản ứng hóa học nguyến tử kim loại kiềm chỉ nhường 1 electron.

– Trong nhóm kim loại kiềm, năng lượng ion hóa I1 giảm dần từ Li đến Cs.

– Số oxi hóa: Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có số oxi hóa +1.

– Thế điện cực chuẩn: Thế điện cực chuẩn của kim loại kiềm rất âm.

II. Tính chất vật lí

Các kim loại kiềm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối là kiểu mạng kém đặc khít.

1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi

– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm thấp hơn nhiều so với các kim loại khác. Tính chất này là do liên kết kim loại trong mạng tinh thể kim loại kém bền vững.

2. Khối lượng riêng

– Khối lượng riêng của các kim loại kiềm cũng nhỏ hơn so với các kim loại khác. Khối lượng riêng của các kim loại nhỏ là do nguyên tử của các kim loại kiềm có bán kính lớn và do có cấu tạo mạng tinh thể của chúng kém đặc khít.

3. Tính cứng

– Các kim loại kiềm đều mềm, chúng có thể cắt bằng dao. Tính chất này là do liên kết kim loại trong mạng tinh thể yếu.

III. Điều chế

– Kim loại kiềm dễ bị oxi hóa thành ion dương, do vậy trong tự nhiên kim loại kiềm chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.

– Điều chế kim loại kiềm bằng cách khử ion của chúng:

    M⁺ + e → M

– Tuy nhiên, không có chất nào khử được ion kim loại kiềm.

– Phương pháp thường dùng để điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy muối halogenua của kim loại kiềm.

– Thí dụ: Điện phân muối NaCl

Phương trình điện phân:

V. Ứng dụng

– Kim loại kiềm có nhiều ứng dụng quan trọng.

– Chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng trong thiếp bị báo cháy,…

– Các kim loại kali, natri dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một vài lò phản ứng hạt nhân.

– Kim loại xesi dùng chế tạo tế bào quang điện.

– Kim loại kiềm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.

– Kim loại kiềm được dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ.

Đăng bởi: Sài Gòn Tiếp Thị

Chuyên mục: Lớp 12, Hóa Học 12