Kim loại kiềm thổ: là một dãy các nguyên tố trong nhóm nguyên tố 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố. Đó là berili, magiê, canxi, stronti, bari và radi. Các kim loại kiềm thổ được đặt tên theo các ôxít của chúng, các đất kiềm, có tên gọi cũ là berilia, magiêsia, vôi sống, strontia và baryta
I. Vị trí cấu tạo
– Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn; trong một chu kì, kiềm thổ đứng sau kim loại kiềm.
– Kim loại kiềm thổ gồm: Beri (Be); Magie (Mg); Canxi (Ca); Stronti ( Sr); Bari (Ba); Rađi (Ra) (Rađi là nguyên tố phóng xạ không bền).
– Cấu hình electron lớp ngoài cùng là: ns2 (với n là thứ tự lớp)
II. Tính chất vật lí
– Màu sắc: có màu trắng bạc hoặc xám nhạt, có thể rát mỏng.
– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tuy có cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối thấp
– Khối lượng riêng tương đối nhỏ, nhẹ hơn nhôm trừ Bari
– Độ cứng cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối mềm
III. Tính chất hoá học của kim loại kiềm thổ
– Có tính khử mạnh, yếu hơn so với kim loại kiềm tăng từ Be → Ba.
M – 2e → M2+
1. 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.
2Mg + O2 → 2MgO
– 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 tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, siliC.
Ca + Cl2 → CaCl2
2Mg + Si → Mg2Si
– Do có ái lực lớn hơn oxi, khi đun nóng khử được nhiều oxit bền (B2O3, CO2, SiO2, TiO2, Al2O3, Cr2O3,).
2Be + TiO2 → 2BeO + Ti
2Mg + CO2 → 2MgO + C
2. Tác dụng với axit
a) HCl, H2SO4 (loãng) : Kim loại kiềm khử ion H+ thành H2
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2↑
b) HNO3, H2SO4 đặc : Khử N+5, S+6 thành các hợp chất có mức oxi hoá thấp hơn.
4Ca + 10HNO3 (loãng) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Mg + 4HNO3 đặc → Mg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
4Mg + 5H2SO4 đặc → 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O
3. 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 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↑