• Thời gian đăng: 15:21:40 PM 07/02/2023
  • 0 bình luận

Kim loại kiềm thổ là gì? Tính chất và ứng dụng trong đời sống

Kiềm thổ là tên gọi của nhóm nguyên tố nằm ở nhóm IIA trong bảng tuần hoàn hóa học. Vì sao nhóm lại có tên gọi là “kiềm thổ”, có bao nhiêu nguyên tố thuộc nhóm? Tính chất đặc trưng cũng như ứng dụng của các chất này là gì? Hãy cùng tìm hiểu về nhóm nguyên tố thú vị này cùng VIETCHEM qua bài viết dưới đây nhé!

I. Kim loại kiềm thổ là chất gì?

Kiềm thổ là tên gọi để chỉ các nguyên tố thuộc nhóm II trong bảng tuần hoàn. Có tất cả 6 nguyên tố được xếp vào nhóm kiềm thổ được sắp xếp lần lượt theo số hiệu nguyên tử tăng dần gồm có: Beri (Be),  Magie (Mg), Canxi (Ca), Stronti (Sr), Bari (Ba) và Radi (Ra). Trong đó Radi là 1 nguyên tố phóng xạ có chu kỳ bán rã ngắn, được phát hiện từ quặng uranium.

Chắc có nhiều người thắc mắc vì sao nhóm được đặt tên là “kiềm thổ”. Câu trả lời là do chúng mang các tính chất tự nhiên trung gian giữa các chất kiềm (hay các oxit của kim loại kiềm) và các loại đất hiếm (hay oxit của kim loại đất hiếm). 

Các kim loại kiềm thổ chiếm tỉ lệ 4,16% trong vỏ Trái Đất, trong đấy Canxi chiếm 67%, Magnesi chiếm 31%, Bari chiếm 1.4%, Stronti chiếm 0.6%, còn lại lượng nhỏ là Beri và Radi. Trong tự nhiên chúng ít khi tồn tại ở dạng đơn chất mà thường kết hợp với các gốc hóa học khác. 

vi-tri-cua-kim-loai-kiem-tho-trong-bang-tuan-hoan-hoa-hoc

Vị trí kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn hóa học

II. Vị trí, cấu tạo của kim loại kiềm thổ

Nhìn vào bảng tuần hoàn các kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA, đứng sau nhóm kim loại kiềm nhóm IA. Cấu hình electron của các nguyên tố kiềm thổ như sau:

Nguyên tố

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

Cấu hình e

[He] 2s2

[Ne] 3s2

[Ar] 4s2

[Kr] 5s2

[Xe] 6s2

Cấu tạo chung của các nguyên tố này đều là xs2, đều có 2 electron ở lớp ngoài cùng nên có khuynh hướng nhường 2e để tạo cấu hinh bền vững - các ion dương có điện tích +2. Vì vậy các kim loại kiềm thổ có trạng thái hoạt động hóa học tương đối mạnh.

II. Tính chất của kim loại kiềm thổ

Các tính chất đặc trưng của kim loại nhóm kiềm thổ gồm có:

1. Tính chất vật lý

  • Kiềm thổ là các kim loại có màu trắng bạc hoặc xám nhạt. 
  • Các kim loại kiềm thổ  tương đối mềm, cứng hơn kim loại kiềm nhưng chúng vẫn có độ cứng thấp và giảm dần theo chiều từ Beri đến Bari. 
  • Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn so với kim loại kiềm nhưng nhỏ hơn nhiều so với các nguyên tố khác. Chúng biến đổi không theo 1 chiều nhất định vì các nguyên tố có cấu tạo tinh thể khác nhau, trong khi Be, Mg là hình lục phương, Ca và Sr có hình lập phương tâm diện thì Ba lại là lập phương tâm khối. 
mau-sac-cac-kim-loai-kiem-tho

Màu sắc các kim loại kiềm thổ

Dưới đây là bảng tổng hợp một số tính chất vật lý của nhóm kim loại kiềm thổ: 

Nguyên tố

Khối lượng riêng (g/cm3)

Nhiệt độ sôi (oC)

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

Mạng tinh thể

Độ cứng

Độ dẫn điện (s/m)

Be

1.85

2770

1280

Lục phương

5.5

31,3 . 10^6

Mg

1.74

1110

650

Lục phương

2.5

22,6 . 10^6

Ca

1.55

1440

838

Lập phương tâm diện

1.75

29,8. 10^6

Sr

2.6

1380

768

Lập phương tâm diện

1.5

7,62 . 10^6

Ba

3.5

1640

714

Lập phương tâm khối

1.25

3. 10^6

Ra

5.5

     

?

?

2. Tính chất hóa học

Các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh nhờ cấu trúc có thừa 2 electron ở lớp ngoài cùng. Tính khử tăng dần từ Be đến Ba theo chiều tăng dần của bán kính nguyên tử

2.1 Tác dụng với nước:

  • Ca, Sr, Ba tác dụng với nước tạo dung dịch kiềm và giải phóng khí H2:

 Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

  • Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành Magie oxit:

  Mg + H2O → MgO + H2↑

  • Beri không tan trong nước dù ở bất kỳ nhiệt độ nào. Nhưng có thể tan trong các dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng tạo phức berilat:

Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2

Be + 2 NaOH nóng chảy → Na2BeO2 + H2

2.2 Tác dụng với phi kim:

  • Các kim loại kiềm thổ đều phản ứng với oxi khi bị đốt nóng trong không khí tạo ra oxit (phản ứng cháy):

2 Ca + O2 → 2 CaO

  • Tác dụng mạnh mẽ với các Halogen, lưu huỳnh, photpho, cacbon… tạo muối 

Ca + Cl2  →CaCl2

Mg + Si →Mg2Si

  • Do có ái lực lớn hơn oxi nên các kim loại kiềm thổ có thể khử được nhiều oxit bền như CO2, SiO2, Cr2O3, Al2O3…

2Be + TiO2  →  2BeO + Ti

2Mg + CO2 →  2MgO + C

2.3 Tác dụng với dung dịch axit

  • Tác dụng với axit trong điều kiện thường tạo muối và giải phóng khí H2:

Mg + H2SO4 →  MgSO4 + H2

  • Tác dụng với axit đặc nóng như HNO3 đ, H2SO4 đ,n:

4Ca + 10HNO­3 (l) → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Mg + H2SO4 → MgSO4 + SO2+ H2O

III. Phương pháp điều chế kim loại kiềm thổ

Do khả năng hoạt động hóa học mạnh nên các kim loại kiềm thổ tồn tại dưới dạng hợp chất. Để điều chế kim loại kiềm thổ phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay là điện phân nóng chảy muối của chúng:

CaCl2 ​ Ca+Cl2

​MgCl2 Mg+Cl2

IV. Ứng dụng của kim loại kiềm thổ

Trong cuộc sống cũng như trong công nghiệp các kim loại kiềm thổ được ứng dụng trong nhiều ngành nghề:

  • Beri: Được sử dụng trong chế tạo hợp kim đồng - beri, sử dụng rộng rãi trong các thiết bị đo độ dẫn điện, các điện cực hàn điểm, lò xo… Beri được sử dụng trong các thiết bị phát hiện tia X, thiết bị phản xạ và điều tiết neutron… 
hop-kim-dong-beri

Hợp kim đồng - beri

  • Magie: 

- Sử dụng trong chế tạo hợp kim cứng, bền và nhẹ trong sản xuất các phụ tùng, linh kiện máy bay, ô tô, tên lửa… và sản xuất pháo hoa. Magie còn được sử dụng để khử lưu huỳnh trong quặng sắt. 

- Hợp chất của Magie, như MgO - là vật liệu chịu lửa trong các lò luyện kim, MgCO3 là bột khô sử dụng cho các vận động viên thể dục dụng cụ, cử tạ….

  • Canxi: 

- Là chất khử trong điều chế kim loại như urani, thori…

- Canxi hoặc hợp chất của canxi dùng trong sản xuất xi măng, vôi trong xây dựng.

- Canxi là 1 khoáng chất cần thiết đối với con người, tham gia vào sự cấu tạo của răng, xương cũng như nhiều chức năng sinh học của cơ thể.

  • Stronti:

- Sử dụng trong chế tạo hợp kim, trong nghiên cứu về giải phóng các chất dẫn truyền thần kinh.

- Muối của Stronti được sử dụng trong sản xuất pháo hoa…

san-xuat-xi-mang

Canxi ứng dụng trong sản xuất xi măng

  • Bari:

- Kim loại Bari sử dụng trong chế tạo hợp kim.

- Hợp chất BaSO4 được sử dụng làm chất cản quang phóng xạ trong chụp X-quang. BaCO3 sử dụng trong sản xuất thủy tinh. BaNO3 sử dụng trong chế tạo pháo hoa…

Trên đây là những thông tin cơ bản về nhóm kim loại kiềm thổ giúp người đọc hiểu về kim loại kiềm thổ là gì? tính chất cũng như ứng dụng của chúng trong cuộc sống. Nếu bạn có thêm thắc mắc hãy liên hệ với chúng tôi qua website vietchem.com.vn

Bài viết liên quan

Sóng viba là gì? Có gây hại cho sức khỏe không?

Sóng viba hay còn được gọi với tên gọi khác là vi sóng. Loại sóng này được ứng dụng phổ biến trong lò vi sóng - một thiết bị khá quen thuộc trong các gia đình Việt.

0

Xem thêm

Bước sóng là gì? 4 công thức tính cơ bản và ứng dụng của bước sóng

Bước sóng là gì? Khái niệm này xuất hiện nhiều trong các lĩnh vực trong cuộc sống và đóng một vai trò quan trọng trong từng lĩnh vực đó. Nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về bước sóng hay những ứng dụng của nó.

0

Xem thêm

Bảng độ âm điện của các nguyên tố hóa học cơ bản

Bảng độ âm điện là một yếu tố quan trọng để mọi người so sánh được tính kim loại và phi kim loại của những nguyên tố hóa học. Nhưng bạn có biết độ âm điện cụ thể đầy đủ của các nguyên tố như thế nào?

0

Xem thêm

Tổng hợp tính chất hóa học của Hidro trong nghiên cứu

Có những hợp chất mang đặc tính riêng khi sử dụng hoặc kết hợp với chất khác. Đặc biệt là Hidro là chất rất phổ biến xuất hiện trong thực tế nên được nhiều người nghiên cứu.

0

Xem thêm

Gửi bình luận mới

Gửi bình luận

Hỗ trợ

HÓA CHẤT & THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
MIỀN BẮC

MIỀN BẮC

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN TRUNG

MIỀN TRUNG

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Hóa chất thí nghiệm

0825 250 050

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Thiết bị thí nghiệm

0965 862 897

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HÀ NỘI & CÁC TỈNH MIỀN BẮC
Đinh Phương Thảo

Đinh Phương Thảo

Giám đốc kinh doanh

0963 029 988

Đào Phương Hoa

Đào Phương Hoa

Hóa Chất Công Nghiệp

0904 338 331

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HỒ CHÍ MINH & CÁC TỈNH MIỀN NAM
Nguyễn Hải Thanh

Nguyễn Hải Thanh

Hóa Chất Công Nghiệp

0932 240 408 (0826).050.050

Đặng Lý Nhân

Đặng Lý Nhân

Hóa Chất Công Nghiệp

0971 780 680

Đặng Duy Vũ

Đặng Duy Vũ

Hóa Chất Công Nghiệp

0988 527 897

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI CẦN THƠ & CÁC TỈNH MIỀN TÂY
Nguyễn Đức Toàn

Nguyễn Đức Toàn

Hóa Chất Công Nghiệp

0946 667 708

Nguyễn Tấn Tài

Nguyễn Tấn Tài

Xử lý nước ngành Thủy sản

0901 071 154

Hà Nội - Ms. Đinh Thảo : 0963 029 988 Hà Nội - Mr. Quang Tú : 0869 587 886 HCM : 0826 050 050 Cần Thơ : 0971 252 929