Kim loại kiềm | Khái niệm hoá học

1. Vị trí và cấu tạo

a. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng hệ thống tuần hoàn

Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA của bảng mạng lưới hệ thống tuần hoàn những nguyên tố. Nhóm này gồm có những nguyên tố : Liti ( Li ), natri ( Na ) ; Kali ( K ) ; Rubidi ( Rb ), Xeci ( Cs ) và Franxi ( Fr ). Sở dĩ được gọi là kim loại kiềm vì hidroxit của chúng là chất kiềm mạnh. Franxi là nguyên tố phóng xạ tự nhiên .

b. Cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm 

Bạn đang đọc: Kim loại kiềm | Khái niệm hoá học

– Cấu hình electron
Do có một electron hóa trị ns1 ở ngoài thông số kỹ thuật electron bền của những khí hiếm, những nguyên tử kim loại kiềm rất dễ mất một electron hóa trị biến thành ion dương M +, nghĩa là chúng là những kim loại rất hoạt động giải trí. Điều đó bộc lộ ở nguồn năng lượng ion hóa thứ nhất rất thấp của những nguyên tử kim loại kiềm .
– So với những nhóm nguyên tố khác, kim loại kiềm có nhiều đặc thù giống nhau hơn hết và những đặc thù này biến hóa đều đặn từ Li đến Fr. Tuy nhiên, ở trong đó Li chiếm một vị trí hơi đặc biệt quan trọng so với những kim loại kiềm khác. Ví dụ như Li có thế điện cực âm hơn những kim loại kiềm khác, 1 số ít hợp chất của Li ít tan hơn so với hợp chất của kim loại kiềm khác. Vì chỉ có một electron hóa trị duy nhất nên hóa tính của nhóm kim loại kiềm là đơn thuần hơn hết vo sới bất kỳ nhóm nguyên tố nào khác .
– Các kim loại kiềm tạo nên hầu hết những hợp chất ion, trong đó số oxi hóa duy nhất là + 1. Tuy nhiên chúng cũng hoàn toàn có thể tạo nên link cộng hóa trị trong những phân tử Li2, Na2, K2, Rb2, Cs2 sống sót ở trạng thái khí. Năng lượng của link trong những phân tử đó khá bé và giảm dần từ Li đến Cs .
Năng lượng bé của link cộng hóa trị giữa những nguyên tử kim loại kiềm cũng tương thích với nguồn năng lượng ion hóa thấp củ chúng : những nguyên tử kim loại kiềm giữ khá yếu electron hóa trị của nó, sẽ giữ càng yếu hơn nữa electron được thêm từ nguyên tử khác. Chính thế cho nên link kim loại trong kim loại kiềm là link yếu .
Các ion của kim loại kiềm không có màu. Nói chung hợp chất của chúng dễ tan trong nước trừ 1 số ít hợp chất của Liti .

2. Tính chất vật lí

Các kim loại kiềm có màu trắng bạc và có ánh kim rất mạnh. Ánh kim đó biến mất nhanh gọn khi kim loại tiếp xúc với không khí .
– Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi đều thấp hơn nhiều so với những kim loại khác và giảm dần từ Li đến Cs là tác dụng link kim loại yếu và link đó càng yếu dần khi kích cỡ nguyên tử tăng lên .
– Các kim loại kiềm đều có một kiến trúc tinh thể giống nhau là kiểu lập phương tâm khối. Hợp kim gồm Na và K với tỷ suất nguyên tử 1 : 2 có nhiệt độ nóng chảy là 4,3 oC. Ở nhiệt độ thường, kim loại tổng hợp này là một chất lỏng linh động và có màu trắng bạc. Hợp kim đó có nhiệt dung riêng lớn nên được dùng làm chất mang điện trong lò phản ứng hạt nhân .
Các kim loại kiềm đều nhẹ, kim loại Liti nổi trên dầu hỏa, natri và kali nổi trên nước. Các kim loại kiềm đều mềm hoàn toàn có thể cắt bằng dao được, Xesi mềm nhất còn liti cứng hơn. Tính mềm của kim loại kiềm có tương quan đến link kim loại yếu ở trong mạng lưới tính thể của kim loại .
Các kim loại kiềm có độ dẫn điện cao nhưng còn kém nhiều so với bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất .
Các kim loại tự do cũng như hợp chất dễ bay hơi của chúng khi được đưa vào ngọn lửa không màu làm cho ngọn lửa rở nên có những màu đặc trưng : liti cho màu đỏ tía, natri cho màu vàng, kali cho màu tím, rubidi cho màu tím hồng và xesi cho màu xanh lam .

3. Tính chất hóa học

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

a. Tác dụng với phi kim

Hầu hết kim loại kiềm hoàn toàn có thể khử được những phi kim .
Thí dụ, Na cháy trong môi trường tự nhiên khí oxi khô tạo ra natri peoxit Na2O2. Trong hợp chất peoxit, oxi có số oxi hóa – 1 .

        2Na + O2→toNa2O2 (r)

Xem thêm: Dụng cụ – Wikipedia tiếng Việt

b. Tác dụng với axit 

Các kim loại kiềm đều hoàn toàn có thể khử thuận tiện ion H + của dung dịch axit ( HCl ; H2SO4 loãng ) thành khí H2 ( phản ứng gây nổ nguy khốn ) .
2L i + 2HC l → 2L iCl + H2

Dạng tổng quát

2M + 2H+→2M+ + H2

c. Tác dụng với nước

Vì thế điện cực chuẩn của kim loại kiềm nhỏ hơn nhiều so với thế điện cực của hidro nên kim loại kiềm khử được nước thuận tiện, giải phóng khí hidro
2N a + 2H2 O → 2N aOHdd + H2Dạng tổng quát2M + 2H2 O → 2MOH dd + H2

Do vậy các kim loại kiềm được bảo quản bằng cách ngâm chìm trong dầu hỏa.

4. Ứng dụng và điều chế

a. Ứng dụng

Kim loại kiềm có nhiều ứng dụng quan trọng :
– Chế tạo kim loại tổng hợp có nhiệt độ nóng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy ..
– Các kim loại kali và natri dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một vài loại lò phản ứng hạt nhân .
– Kim loại xesi dùng sản xuất tế bào quang điện .
– Kim loại kiềm được dùng để điều chế 1 số ít kim loại hiếm bằng chiêu thức nhiệt luyện
– Kim loại kiềm được dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ

b. Điều chế

Kim loại kiềm dễ bị oxi hóa thành ion dương, do vậy trong tự nhiên kim loại kiềm chỉ sống sót ở dạng hợp chất

Điều chế kim loại kiềm bằng cách khử ion của chúng:

Xem thêm: Vớ Y Khoa Relaxsan Điều Trị Giãn Tĩnh Mạch – Siêu Thị Y Tế

M + + e → M
Tuy nhiên, không có chất nào khử được ion kim loại kiềm

Phương pháp thường dùng để điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy muối halogen của kim loại kiềm.

Source: https://suanha.org
Category : Dụng Cụ