Hóa học vô cơ 12 - Kim loại nhóm A - Trường THPT Nguyễn Văn Hưởng

Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC

Chuyên đề 6: KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM Trang 1

Chuyên đề 6

KIM LOẠI KIỀM - KIỀM THỔ -

NHÔM



TÓM TẮT LÝ THUYẾT

*****

B1. KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM

A. ĐƠN CHẤT I. Vị trí và cấu tạo nguyên tử

1. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn Sáu nguyên tố hoá học đứng sau các 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 1).

2. Cấu tạo và tính chất của nguyên tử kim loại kiềm Cấu hình electron : Kim loại kiềm là những nguyên tố s. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử chỉ có 1e, ở phân lớp ns1 (n là số thứ tự của 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.

Năng lượng ion hoá : Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hoá I1 nhỏ nhất so với các kim loại khác. Thí dụ : Kim loại : Na Mg Al Fe Zn I1 (kJ/mol): 497 738 578 759 906 Do vậy, các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh :

M  M+ + e Trong nhóm kim loại kiềm, năng lượng ion hoá I1 giảm dần từ Li đến Cs. Số oxi hoá : Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có số oxi hoá +1. Thế điện cực chuẩn : Các cặp oxi hoá - khử M+/M của kim loại kiềm đều có thế điện cực chuẩn có giá trị rất âm.

DeThi.edu.vn

Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC

Chuyên đề 6: KIM LOẠI KIỀM – KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM Trang 2

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Một số hằng số vật lí của kim loại kiềm

Nguyên tố Li Na K Rb Cs Nhiệt độ sôi (oC) 1330 892 760 688 690 Nhiệt độ nóng chảy (oC)

180 98 64 39 29

Khối lượng riêng (g/cm3)

0,53 0,97 0,86 1,53 1,90

Độ cứng (kim cương có độ cứng là 10)

0,6 0,4 0,5 0,3 0,2

Mạng tinh thể Lập phương tâm khối III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Bảng : Một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm

Nguyên tố Li Na K Rb Cs Cấu hình electron [He]2s1 [Ne]3s1 [Ar]4s1 [Kr]5s1 [Xe]6s1

Bán kính nguyên tử (nm) 0,123 0,157 0,203 0,216 0,235 Năng lượng ion hoá I1 (kJ/mol)

520 497 419 403 376

Độ âm điện 0,98 0,93 0,82 0,82 0,79 Thế điện cực chuẩn

(V)

- 3,05 - 2,71 - 2,93 - 2,92 - 2,92

Các nguyên tử kim loại kiềm đều có năng lượng ion hoá I1 thấp và thế điện cực chuẩn EO có giá trị rất âm. Vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.

1. Tác dụng với phi kim Hầu hết các kim loại kiềm có thể khử được các phi kim. Thí dụ, kim loại Na cháy trong môi trường khí oxi khô tạo ra natri peoxit Na2O2. Trong hợp chất peoxit, oxi có số oxi hoá -1 :

2Na + O2  Na2O2 (r) Natri tác dụng với oxi trong không khí khô ở nhiệt độ phòng, tạo ra Na2O :

4Na + O2  2Na2O (r) 2. Tác dụng với axit

Do thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử = 0,00 V, thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá

- khử của kim loại kiềm có giá trị từ –3,05 V đến –2,94 V, nên các kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) thành khí H2 (phản ứng gây nổ nguy hiểm) :

2M + 2H+  2M+ + H2 3. Tác dụng với nước Xem phim 1

Vì thế điện cực chuẩn ( ) của kim loại kiềm nhỏ hơn nhiều so với thế điện cực chuẩn của nước

( = -0,41 V) nên kim loại kiềm khử được nước dễ dàng, giải phóng khí hiđro :

2M + H2O  2MOH (dd) + H2 Do vậy, các kim loại kiềm được bảo quản bằng cách ngâm chìm trong dầu hoả. B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM I. NATRI HIĐROXIT, NaOH 1. Tính chất

Natri hiđroxit là chất rắn, không màu, dễ hút ẩm, dễ nóng chảy (322oC), tan nhiều trong nước. Natri hiđroxit là bazơ mạnh, khi tan trong nước nó phân li hoàn toàn thành ion :

NaOH(dd)  Na+ (dd) + OH– (dd) Tác dụng với axit, oxit axit tạo thành muối và nước. Xem phim 2

Tác dụng với một số dung dịch muối, tạo ra bazơ không tan. Thí dụ :

Cu2+ (dd) + 2OH– (dd)  Cu(OH)2 (r)

 o M / M E



2

o 2H / H E

 o M / M E

2 2 o H O / H E

DeThi.edu.vn