Kim loại kiềm là gì? Các kim loại kiềm? Tác dụng với nước?

Bạn đang xem: Kim loại kiềm là gì? Các kim loại kiềm? Tác dụng với nước? tại truongptdtntthptdienbiendong.edu.vn

Kim loại kiềm là gì? Vị trí và cấu hình? Tính chất vật lý? Tính chất hóa học? Điều chế kim loại kiềm? Ứng dụng của kim loại kiềm? Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm?

1. Kim loại kiềm là gì? Vị trí và cấu hình?

Kim loại kiềm là nhóm kim loại thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn, gồm 6 nguyên tố hóa học đứng sau nguyên tố khí hiếm: liti (Li), natri (Na), kali (K), rubidi (Li). Rb), xesi (Cs), franxi (Fr) được gọi là kim loại kiềm. Chúng thuộc nhóm IA, đứng đầu mỗi chu kỳ (trừ chu kỳ I).

Cấu hình điện tử: Kim loại kiềm là nguyên tố s, lớp e ngoài cùng của nguyên tử chỉ có 1e, ở phân lớp ns.^{Đầu tiên} (n là số kỳ).

So với các electron khác trong nguyên tử, electron ở lớp vỏ ngoài cùng ở xa hạt nhân nguyên tử nhất nên dễ tách ra khỏi nguyên tử hơn. M. cation⁺ của kim loại kiềm có cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm trước.

Cấu hình electron nguyên tử:

Lý: [He] 2s1; Không: [Ne] 3s1; K: [Ar]4s1; rb: [Kr] 5s1; CS: [Xe] 6s^{Đầu tiên}

2. Tính chất vật lý:

LÀM đặc điểm cấu hình như trên nên chúng có những tính chất vật lý sau để nhận biết:

– Màu sắc: Trắng bạc, ánh kim;

– Dẫn điện tốt; dẫn nhiệt tốt;

– Nhiệt độ nóng chảy và sôi thấp, giảm dần từ Li đến Fr;

– Mật độ nhỏ;

– Độ cứng tương đối thấp do các kim loại kiềm có mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu tạo rỗng, trong tinh thể các nguyên tử và ion liên kết với nhau bằng liên kết kim loại yếu nên dễ bị đứt gãy;

3. Tính chất hóa học:

Tất cả các nguyên tử kim loại kiềm đều có năng lượng ion hóa I_{Đầu tiên} thế điện cực thấp và chuẩn E₀ có giá trị rất âm. Vậy kim loại kiềm là chất khử rất mạnh.

M → MÃ⁺ + e

Những cái này Tính chất hóa học của chúng như sau:

3.1. Tác dụng với phi kim:

Hầu hết các kim loại kiềm đều có thể bị khử thành phi kim.

– Phản ứng với oxi → hỗn hợp oxit và peroxit;

Ví dụ: 4Na + O₂ → 2Na₂Ô

2Na+O₂ → Na₂Ô₂

– Phản ứng với lưu huỳnh → muối sunfua;

Ví dụ: 2Na + S → 2Na₂S

– Phản ứng với halogen → muối halogenua;

Ví dụ: 2Na + Cl₂ → 2NaCl

3.2. Tác dụng với nước:

– Kim loại kiềm khử được nước, giải phóng khí hiđro:

Cái ví ví dụ: 2Na + 2H₂O → 2NaOH (đ) + H₂↑

– Hình thức phương trình tính tổng quát: 2M + 2HO₂O → 2MOH (đ) + H₂↑

– Do đó, các kim loại kiềm khả thi bảo quản bằng cách ngâm trong dầu hỏa.

3.3. Phản ứng với axit:

Tất cả các kim loại kiềm đều có thể khử H dễ dàng. ion⁺ dung dịch axit loãng (HCl, H₂VÌ THẾ₄ ) thành khí H₂ tạo nên phản ứng nổ.

Ví dụ: 2Li + 2HCl → 2LiCl + H₂↑

Dạng tổng quát của phương trình: 2M + 2HO⁺ → 2M⁺ + BẠN BÈ₂↑

4. Điều Gia công kim loại kiềm:

Trong tự nhiên, kiềm chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Vì vậy, phương pháp thường dùng để điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy các halogenua hoặc hiđroxit của kim loại kiềm trong điều kiện không có không khí:

Ví dụ: Điều chế Na bằng cách điện phân nóng chảy hỗn hợp gồm NaCl gồm 25% NaF và 12% KCl ở nhiệt độ cao, cực dương bằng than chì và cực âm bằng Fe.

– 2NaCl

– Li được điều chế bằng cách điện phân hỗn hợp LiCl và KCl;

– Rb và Cs được điều chế bằng cách dùng kim loại Ca khử clorua ở nhiệt độ cao trong chân không.

Phương trình phản ứng minh họa:

2RbCl + Ca

CaC₂ + 2CsCl

5. Ứng dụng của kim loại kiềm:

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

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

Các kim loại Ka và Na được dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một số lò phản ứng hạt nhân.

– Chế tạo tế bào quang điện sử dụng cesium

– Dùng để điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.

– Tổng hợp chất hữu cơ.

6. Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm:

6.1. Natri hydroxit (NaOH):

Tính chất vật lý:

– Chất rắn màu trắng, hút ẩm mạnh, nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp 328^oC.

– Tan trong nước và cồn, quá trình tan tỏa nhiều nhiệt.

Tính chất hóa học:

– Có đếm cơ sở vững chắc (còn được gọi là kiềm hoặc xút),

– Sự đổi màu của chất chỉ thị: quỳ chuyển sang màu xanh, phenolphtalein chuyển sang màu hồng.

– Phân ly hoàn toàn trong nước: NaOH_đ → Na⁺ + Ôi^¯

* Với axit : h⁺ + Ôi^– → BẠN BÈ₂Ô

* Với oxit axit :

khí CO₂ + NaOH → NaHCO₃

NaOH + SiO₂ → Na₂SiO₃

Ghi chú:

– Phản ứng

là phản ứng ăn mòn thủy tinh nên khi nấu chảy NaOH người ta dùng các đồ dùng bằng sắt, niken hoặc bạc.– Khi phản ứng với axit và oxit axit trung bình yếu, tùy theo tỉ lệ mol các chất tham gia mà muối thu được có thể là muối axit, muối trung hòa: OH¯ + CO₂→ HCO

3_¯ 2OH¯ + CO₂^{→ CO} 3₂₋+ BẠN BÈ

2 Ô *

Với dung dịch muối_: CuSO₄+ 2NaOH → Cu(OH)₂+ Nà₂

VÌ THẾ

4_{màu xanh da trời}Al₂(VÌ THẾ)₄ )₃+ 6NaOH → 2Al(OH)₃+ 3Na₂

VÌ THẾ

4_{keo trắng} NaHSO₄+ NaOH → Na₂ VÌ THẾ₄+ BẠN BÈ

2Ô

Chú ý_:– Dung dịch NaOH có khả năng hòa tan: Al, Al₂Ô

3_Al(OH):NaOH + Al + H₂ O → NaAlO₂ + 3/2H

22NaOH + Al₂ Ô₃ → 2NaAlO₂+ BẠN BÈ

2_Ô NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂+ 2 CĂN NHÀ

ÔTương tự, NaOH có thể phản ứng với các kim loại Be, Zn, Sb, Pb, Cr và các oxit và hydroxit tương ứng của chúng.

* Tác dụng với một số phi kim_:Si + 2OH¯ + H₂^{O → SiO}3₂

+ 2H₂ C + NaOH_{tan chảy}→ 2Na + 2Na₂khí CO₃+ 3 GIỜ

2_↑ 4P_trắng+ 3NaOH + 3H₂ O → PHÙ HỢP₃↑ + 3NaH₂

PO 2Ứng dụng: DỄ ĐẾN

sản xuất xà phòng, giấy, tơ nhân tạo, dầu thực vật và sản phẩm chưng cất dầu mỏ, chế phẩm thuốc nhuộm và thuốc nhuộm, làm khô khí và là thuốc thử rất phổ biến trong phòng thí nghiệm.

điều chế:Trong phòng thí nghiệm, kim loại kiềm tác dụng với nước:Na + H₂

O → NaOH + H 2

– Trong công nghiệp người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn_{với phản ứng sau:}2NaCl + H₂O 2NaOH + H₂

+ Cl26

. Natri clorua (NaCl):

Trạng thái tự nhiên:

– NaCl là hợp chất rất phổ biến, có trong nước biển, nước hồ muối, khoáng chất halit gọi là muối mỏ.

– Cô đặc nước biển bằng cách đun nóng, phơi nắng tự nhiên, có thể kết tinh muối ăn.

Tính chất vật lý:^{– Là hợp chất ion có mạng tinh thể lập phương tâm diện, tinh thể NaCl không màu và hoàn toàn trong suốt.}_{– Điểm nóng chảy và sôi cao, t}o^nc= 800^o_{c, t}o^S= 1454

oC.

– Dễ tan trong nước và độ tan không thay đổi_.– Độ tan của NaCl trong nước giảm khi có mặt NaOH, HCl, MgCl₂CaCl

… nên người ta sục khí HCl vào dung dịch muối bão hòa để điều chế NaCl tinh khiết.

Tính chất hóa học:_{– Khác với các muối khác, NaCl không phản ứng với kim loại, axit, bazơ ở điều kiện thường. Tuy nhiên, NaCl vẫn phản ứng với một loại muối:} NaCl + AgNO3₃ NaNO

3_{+ AgCl↓}Ở trạng thái rắn, NaCl phản ứng với H₂ VÌ THẾ 4 đậm đặc (phản ứng này

sinh ra nhiều khí độc hại, gây nguy hiểm cho hệ sinh thái, gây ô nhiễm môi trường_{Do đó, nó hiếm khi được sử dụng.}NaCl + H₂VÌ THẾ₄ → NaHSO

4_{+ HCl}2NaCl + H₂ VÌ THẾ₄→ Na₂ VÌ THẾ

+ 2HCl_{Điện phân dung dịch NaCl:}2NaCl + 2H₂ O 2NaOH + H₂

+ Cl 2 Ứng dụng:_{Là nguyên liệu}để điều chế Na, Cl2

, HCl, NaOH và hầu hết các hợp chất khác của natri. Ngoài ra, NaCl còn được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như thực phẩm (muối ăn…), nhuộm, thuộc da và luyện kim.

.	6.3. Natri hiđrocacbonat và natri cacbonat:	Tính năng/đặc điểm Natri hiđro cacbonat NaHCO3
Sô đa	Na2CO3 Độ tan trong H2OHình thức	t
tinh thể màu trắng, hơi hòa tan	Dạng bột màu trắng, hút ẩm và tonc = 851 oC, Dễ tan trong nước và tỏa nhiều nhiệt.	nhiệt phân 2N aHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Không phản ứng Nghệ thuật	được sử dụng với	căn cứ NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
không rác phản ứng Nghệ thuật	được sử dụng với axit	NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
ion HCO lưỡng tính.	Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O thủy phân kiềm yếu HCO + H2O → H2CO3 + OH –	Vì thế,không làm đổi màu quỳ độ kiềm mạnh
CO + H2O → HCO + OH	HCO + H2O → H2CO3 + OH – Làm quỳ tím hóa xanhỨng dụng + TỶ Nó được sử dụng để điều trị các bệnh về dạ dày và đường ruột do thừa axit, khó tiêu, nôn mửa và giải độc axit.+ trong công nghiệp	: Làm bột nở để tạo bọt cho bánh+ Sản xuất thủy tinh, xà phòng, giấy dệt và các chế phẩm từ muối khác.
+	Ngành sản xuất chất tẩy rửa	điều chế Na2CO3 + CO2 + H2O → 2N aHCO3

NaCl + CO2 + NH3 + H2 → NaHCO3 + NH4Cl

2N aHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O