Kim loại kiềm, kiềm thổ và nhôm đầy đủ

Chương 6. KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ VÀ NHÔM
A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG VỀ KIM LOẠI KIỀM VÀ KIỀM THỔ
BÀI 1: KIM LOẠI KIỀM
I - Vị trí và cấu tạo:
1.Vị trí của kim lọai kiềm trong bảng tuần hoàn.
Các kim lọai kiềm thuộc nhóm IA, gồm 6 nguyên tố hóa học: Liti(Li), Kali(K), Natri(Na), Rubiđi(Rb), Xesi(Cs), Franxi(Fr). Franxi là nguyên tố phóng xạ tự nhiên. Sở dĩ được gọi là kim lọai kiềm vì hiđroxit của chúng là chất kiềm mạnh.
2.Cấu tạo và tính chất của kim lọai kiềm.
- Cấu hình electron chung: ns1
- Năng lượng ion hóa: Các nguyên tử kim lọai kiềm có năng lượng ion hóa I1 nhỏ nhất so với các kim lọai khác cùng chu kì.
- Năng lượng ion hóa I2 lớn hơn năng lượng ion hóa I1 nhiều lần (6 đến 14 lần ), năng lựợng ion hóa I1 giảm dần từ Li đến Cs.
- Liên kết kim loại trong kim lọai kiềm là liên kết yếu.
- Cấu tạo mạng tinh thể: Lập Phương Tâm Khối. (Rỗng ( nhẹ + mềm).
II - Tính chất vật lí
Các kim lọai kiềm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối là kiểu mạng kém đặc khít, có màu trắng bạc và có ánh kim rất mạnh, biến mất nhanh chóng khi kim loại tiếp xúc với không khí. (Bảo quản trong dầu hỏa).
1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của kim lọai kiềm thấp hơn nhiều so với các kim lọai khác, giảm dần từ Li đến Cs do liên kết kim lọai trong mạng tinh thể kim lọai kiềm kém bền vững, yếu dần khi kích thước nguyên tử tăng lên.
2. Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của kim lọai kiềm cũng nhỏ hơn so với các kim lọai khác do nguyên tử của các kim lọai kiềm có bán kính lớn và do cấu tạo mạng tinh thể của chúng kém đặc khít.
3. Tính cứng: Các kim lọai kiềm đều mềm, có thể cắt chúng bằng dao do liên kết kim lọai trong mạng tinh thể yếu.
4. Độ dẫn điện: Các kim loại kiềm có độ dẫn điện cao nhưng kém hơn nhiều so với bạc do khối lượng riêg tương đối bé làm giảm số hạt mang điện tích.
5. Độ tan: Tất cả các kim lọai kiềm có thể hòa tan lẫn nhau và đều dễ tan trong thủy ngân tạo nên hỗn hống. Ngoài ra chúng còn tan đuơc trong amoniac lỏng và độ tan của chúng khá cao.
* LƯU Ý: Các kim loại tự do cũng như hợp chất dễ bay hơi của chúng khi được đưa vào ngọn lửa không màu làm ngọn lửa trở nên có màu đặc trưng:
•Li cho màu đỏ tía •Na màu vàng •K màu tím
•Rb màu tím hồng •Cs màu xanh lam.
III. Tính chất hóa học
Tính khử mạnh hay dễ bị oxi hoá.
M – 1e → M+ ( quá trình oxi hoá kim loại )
1. Tác dụng với phi kim
Ở nhiệt độ thường : tạo oxit có công thức M2O (Li, Na) hay tạo M2O2 (K, Rb, Cs, Fr).
Ở nhiệt độ cao : tạo M2O2 (Na) hay MO2 (K, Rb, Cs, Fr) ( trừ trường hợp Li tạo LiO).
Phản ứng mãnh liệt với halogen (X2)để tạo muối halogenuA.
2M + X2
2MX
Phản ứng với hiđro tạo kim loại hiđruA.
2M + H2
2MH
Thí dụ: 2Na + O2
Na2O2 ( r )
2Na + H2
2NaH
2. Tác dụng với nước và dung dịch axit ở điều kiện thường:
Do hoạt động hóa họa mạnh nên các kim loại kiềm phản ứng mãnh liệt với nước và các dung dịch axit.
Tổng quát: 2M + 2H+ → 2M+ + H2 ↑
2M + 2 H2O → 2MOH ( dd ) + H2 ↑
3. Tác dụng với cation kim loại
- Với oxit kim loại.: 2Na + CuO
Na2O + Cu
- Với cation kim loại của muối tan trong nước thì kim loại kiềm tác dụng với nước trước mà không tuân theo quy luật bình thường là kim loại hoạt động mạnh đẩy kim loại hoạt động yếu ra khỏi muối của chúng.
Thí dụ: Khi cho Na tác dụng với dd muối CuSO4 .
2 Na +2H2O →2NaOH +H2↑
2 NaOH+ CuSO4→Na2SO4 +Cu(OH)2(
4. Tác dụng với các kim loại khác :Một số kim loại kiềm tạo thành hợp kim rắn với các kim loại khác, natri tạo hợp kim rắn với thủy ngân – hỗn hống natri (Na-Hg).