Kim loại kiềm có đặc điểm giống nhau về
|
Các kim loại kiềm có vai trò rất quan trọng trong hoạt động địa hóa của Trái Đất. Natri và Kali là 2 trong số những nguyên tố phổ biến nhất. Chiếm tương ứng 2.40% và 2.35% khối lượng vỏ Trái Đất. Các kim loại kiềm còn lại tương đối hiếm. Liti chỉ chiếm 5.10-3 %, Rb chiếm 8.10-3 % và Cs chiếm 10-3 % khối lượng vỏ Trái Đất. Show
Kim Loại Kiềm Và Những Điều Cần Biết Cấu Tạo Của Kim Loại KiềmCác kim loại kiềm thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Nhóm bao gồm: liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs) và franxi (Fr). Các kim loại nhóm này được gọi là kim loại kiềm. Lý do vì hidroxit của chúng là chất kiềm mạnh. Franxi là nguyên tố phóng xạ tự nhiên. Kim loại kiềm là những nguyên tố s, có một electron lớp ngoài cùng, ở phân lớp ns1 . Đây là electron hóa trị nằm ngoài cấu hình electron bền của các khí hiếm. Do vậy, các nguyên tử kim loại kiềm rất dễ mất đi một electron hóa trị. Khi đó chúng biến thành ion dương M+. Các kim loại kiềm là những kim loại rất hoạt động rất mạnh. Các cation M+ của kim loại kiềm có cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm đứng trước. Chúng thường là dung dịch không màu. Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa thứ nhất nhỏ nhất so với các kim loại khác cùng chu kì. Điều này cũng chứng tỏ độ hoạt động hóa học mạnh của chúng. Tuy vậy, năng lượng ion hóa thứ hai của chúng lại rất lớn so với năng lượng ion hóa thứ nhất. Do đó trong các phản ứng hóa học, các nguyên tử kim loại kiềm chỉ nhường đi 1 electron. Trạng Thái Tự Nhiên Của Kim Loại KiềmTất cả các kim loại kiềm có trong thành phần của các khoáng vật tự nhiên dưới dạng ion M+. Lý do là chúng hoạt động hóa học rất mạnh và không thể tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên. Tính chất địa hóa của các kim loại kiềm khá phức tạp. Chúng tồn tại cả trong các khoáng nguyên sinh (phun trào). Lẫn trong các đá nham thạch, sa thạch. Với bản chất ưa đá, các khoáng vật chứa kim loại kiềm thường nằm ở lớp vỏ của Trái Đất. Trong thạch quyển, các kim loại kiềm tồn tại chủ yếu dưới dạng các alumosilicat. Một trong những khoáng vật chính của Natri, là ambit Na2[Al2Si6O16]. Tương tự, orthocla K2[Al2Si6O16] là một trong những khoáng vật chính của Kali trong tự nhiên. Các khoáng vật trên dễ bị phân hủy (phong hóa) bởi các tác động của môi trường. Phần lớn lượng kim loại kiềm được chuyển hóa thành các muối. Điển hình như clorua, sunfat, hidrocacbonat,… đi vào nước thiên nhiên. Hàm lượng trung bình các muối của kim loại trên trong nước biển và đại dương khoảng 3%. Tuy độ phổ biến Na và K trong vỏ Trái Đất gần bằng nhau nhưng hàm lượng của chúng trong nước biển chênh lệch khá nhiều. NaCl chiếm khoảng 74% tổng lượng muối. Trong khi đó KCl chỉ chiếm 3,7%. Hiện tượng này được giải thích bằng khả năng bị hấp thụ yếu của Na+ so với K+. Li, Rb & Cs thuộc loại các nguyên tố hiếm. Phần lớn các khoáng vật của các nguyên tố này thuộc loại mica, có cấu trúc lớp. Cấu Tạo Và Tính Chất Của Nguyên TửCác kim loại kiềm có cấu tạo rất đơn giản. Lớp vỏ electron ngoài cùng chỉ có 1 electron. Do đó, chúng có tính chất hóa học khá giống nhau. Chúng chỉ thể hiện 2 mức oxi hóa là 0 (khi tồn tại ở dạng đơn chất). Và +1 (trong các hợp chất). Trạng thái oxi hóa +1 rất bền & đặc trưng đối với chúng. Cũng vì thế mà các kim loại kiềm có năng lượng ion hóa thứ nhất (I1) rất thấp. Chúng giảm dần từ Li đến Cs. Tuy nhiên, năng lượng ion hóa thứ hai (I2) lại rất cao cho thấy việc tách electron tiếp theo là rất khó. Khả năng phân cực của các ion dương M+ rất kém. Do đó, các hợp chất với mức oxi hóa +1 của chúng là mô hình khá lí tưởng của hợp chất ion. Đặc trưng điển hình là nhiệt độ sôi & nhiệt độ nóng chảy cao. Độ bền nhiệt cao,… Mặt khác, nhờ khả năng phân cực kém nên các ion M+ có thể tạo thành các hợp chất như hidrua, peoxit,… Mà các cation có khả năng phân cực mạnh hơn không thể tạo được. Các cation M+ không có màu do chúng hấp thụ ánh sáng vùng khả kiến. Tuy nhiên, khi kích thích mạnh các electron sẽ làm chuyển dịch các electron lên mức năng lượng cao hơn. Sau đó các electron này lại quay về trạng thái cơ bản. Và giải phóng ra bức xạ thuộc vùng khả kiến. Do đó, ngọn lửa các kim loại hoặc hợp chất của chúng có màu đặc trưng. Li – đó tía; Na – vàng; K – tím, Rb – hồng nhạt; Cs – tím hồng. Tính Chất Vật Lý Của Kim Loại KiềmCác kim loại kiềm đều có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối. Là kiểu mạng kém đặc khít. Do đó có bán kính nguyên tử lớn hơn cả so với các nguyên tố cùng chu kì. Và khối lượng riêng của các nguyên tử kim loại kiềm nhỏ Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm thấp hơn nhiều so với các kim loại khác. Nguyên nhân do liên kết kim loại trong mạng tinh thể kém bền vững. Hai đại lượng trên có giá trị giảm dần từ Li đến Cs. Từ Li tới Cs, bán kính nguyên tử tăng, dẫn đến liên kết kim loại càng yếu dần. Liên kết kim loại yếu cũng dẫn đến tính mềm của các kim loại kiềm và có thể bị cắt bằng dao. Kim loại kiềm có độ dẫn điện cao. Dù vẫn còn kém so với bạc là kim loại dẫn điện tốt nhất. Các kim loại kiềm tự do cũng như hợp chất của chúng khi bị đốt sẽ cháy cho ngọn lửa có màu đặc trưng:
Tính Chất Hóa Học Của Kim Loại KiềmCác nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa thứ nhất thấp và thế điện cực chuẩn E0 có giá trị rất âm, vì thế chúng có tính khử rất mạnh. Tác Dụng Với Phi KimHầu hết các kim loại này có thể khử được các phi kim. Với hidro: Khi đun nóng, chúng kết hợp với hidro tạo hidrua ion: Li ở 600-700oC. Với oxi: + Ở điều kiện thường và trong không khí khô: Li bị phủ một lớp màu xám gồm Li2O và Li3N. Na bị oxi hóa thành Na2O2 và lẫn một ít Na2O. K bị phủ lớp KO2 ở ngoài cùng và bên trong là lớp K2O. Rb và Cs tự bốc cháy tạo RbO2 và CsO2. + Khi đốt nóng: Li tạo Li2O và một ít Li2O2, các kim loại còn lại oxit của chúng tác dụng tiếp với oxi tạo peoxit (Na2O2) hoặc supeoxit (KO2, RbO2, CsO2). Với halogen, lưu huỳnh: Các kim loại kiềm bốc cháy trong khí clo khi có mặt hơi ẩm ở nhiệt độ cao. Với brom lỏng, K, Rb, Cs nổ mạnh, Li và Na chỉ tương tác trên bề mặt. Với iot thì chỉ tương tác mạnh khi đun nóng. Khi nghiền chúng với bột lưu huỳnh sẽ gây phản ứng nổ. Với nitơ, cacbon, silic: Chỉ có Li có thể tương tác trực tiếp tạo Li3N, Li2C2, Li6Si2 khi đun nóng. Tác Dụng Với NướcCác kim loại kiềm có thế điện cực rất âm, vì thế chúng tương tác rất mãnh liệt với nước giải phóng khí hidro. Phản ứng mạnh với nước: 2M + 2H2O –> 2MOH + H2 Phản ứng của Li với nước xảy ra êm dịu, không gây nổ và không tạo thành ngọn lửa. Trong khi đó, Na nóng chảy thành hạt tròn nổi và chạy trên mặt nước. Hoạt tính của K, Rb, Cs thậm chí còn mạnh hơn: K bốc cháy ngay còn Rb và Cs gây phản ứng nổ. Do kim loại kiềm hoạt động hóa học mạnh, đặc biệt là bị oxi hóa nhanh trong không khí và có phản ứng mãnh liệt với nước. Do đó cần phải bảo quản trong dầu hỏa khan, trong chân không hoặc trong khí trơ. Và thật cẩn thận khi làm thí nghiệm với kim loại này. Tác Dụng Với AxitThế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử của kim loại kiềm có giá trị từ -3.05V đến -2,71V. Vì vậy, nó có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit thành khí hidro. Phản ứng của chúng với axit cũng là phản ứng gây nổ nguy hiểm. Khi tác dụng hết với axit, kim loại kiềm sư tiếp tục tác dụng với nước. Giải Đáp Câu Hỏi Liên Quan Đến Kim Loại Chung Và Kim Loại Kiềm, Kiềm ThổKim Loại Kiềm Thổ Là Gì?Kim loại là gì? Kim loại là vật thể sáng, dẻo có thể rèn được, có tính dẫn nhiệt và dẫn điện cao. Các 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. Chúng được gọi là kiềm thổ vì các thuộc tính tự nhiên trung gian của chúng giữa các chất kiềm (ôxít của các kim loại kiềm) và các loại đất hiếm (ôxít của các kim loại đất hiếm). Kim loại kiềm và kiềm thổ là 2 loại kim loại tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường. Phản ứng này thường là tỏa nhiệt mạnh mẽ. Kim Loại Có Nhiệt Độ Nóng Chảy Thấp Nhất – Cao NhấtHiện nay, các nhà khoa học đã xác định kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là thủy ngân (Hg). Thủy ngân có điểm nóng chảy là 38,83°C. Bên cạnh đó, kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao nhất là Vonlfram (W). Nóng chảy ở nhiệt độ trên 1.650°C. Kim Loại Nào Cứng Nhất – Mềm Nhất?Kim loại cứng nhất đó là Crom (Cr). Crom có màu xanh và có độ cứng rất cao. Là nguyên liệu chính trong việc chế tạo thép không gỉ. Đặc tính đặc biệt nhất của crom chính là khả năng từ tính của nó. Ngoài ra, nó được sử dụng nhiều cho việc chế tạo các loại hợp kim khác nhau. Độ cứng theo thang Mohs: 8,5 điểm Kim loại mềm nhất đó là Xesi (Cs). Cs có màu rất nhạt và rất dẻo, có thể cắt bằng dao. Với đặc điểm độ cứng thấp và rất mềm, nó chuyển sang màu tối khi ở dạng vết. Nếu chấm độ cứng theo thang điểm Mohs thì Xesi được đánh giá ở mức 0,2 điểm. Kim Loại Nào Dẫn Điện Tốt Nhất?Đầu tiên, tại sao kim loại lại dẫn điện tốt? Kim loại dẫn điện tốt vì cấu tạo đặc thù của chúng. Trong kim loại có rất nhiều các electron tự do. Các e có thể di chuyển dễ dàng khi có một dòng điện áp bên ngoài đặt vào thanh kim loại. Vậy kim loại nào dẫn điện tốt nhất? Hiện nay, theo nghiên cứu của các nhà khoa học, bạc là kim loại có tính dẫn điện tốt nhất. Tuy nhiên vì bạc có giá trị cao và nguồn trong thiên nhiên thấp hơn đồng nên nó ít được ứng dụng trong truyền tải điện năng hơn. Kim Loại Nào Có Tính Khử Mạnh Nhất?Dãy điện hóa của kim loại: Từ dãy điện hóa của kim loại có thể thấy, kim loại có tính khử mạnh nhất là Li. Li đễ dàng cho 1 e lớp ngoài cùng để trở về trạng thái cation +1 bền. Những kim loại đứng trước 2H+/2H thì tác dụng được với dung dịch axit loãng. Khi để kim loại trong tự nhiên, dưới môi trường CO2, SO2, H2O thì kim loại sẽ phản ứng chậm từ từ, gây ra hiện tượng ăn mòn kim loại. Chúng sẽ tạo ra những lớn gỉ sét, sần và gây hư hại. Những Kim Loại Không Tác Dụng Với Dung Dịch HNO3 Đặc Nguội?Kim loại Al không phản ứng với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc nguội. Tương tự vậy là Fe và Cr. Khi cho vào dung dịch axit đặc nguội, những kim loại trên sẽ tạo ra màng oxit bền vững bao bọc quanh kim loại, ngăn không cho những nguyên tử khác tham gia vào phản ứng. Về Phế Liệu 247 – Đơn Vị Chuyên Thu Mua Phế Liệu Toàn QuốcPhế Liệu 247 là đơn vị chuyên thu mua phế liệu giá cao trên thị trường. Với 13 năm xây dựng, trưởng thành và phát triển, chúng tôi mong muốn đem lại trải nghiệm tốt nhất cho khách hàng và góp phần bảo vệ môi trường. Những lợi ích khi lựa chọn hợp tác với PHELIEU247G
Với phương châm hoạt động “Vì một hành tinh xanh”, Phế Liệu 247 chúng tôi mong muốn góp phần cải thiện môi trường sống của con người hiện nay. Phế liệu 247 – lựa chọn hàng đầu cho các nhà cung cấp phế liệu. Sứ mệnh của chúng tôi là phải luôn nỗ lực để đạt được các tiêu chuẩn cao nhất về dịch vụ, tính toàn vẹn, hiệu quả chi phí và mối quan tâm đối với môi trường để xây dựng mối quan hệ trọn đời với các nhà cung cấp và quý khách hàng. |
