Bài 25: Nguyên tố nhóm IIA

Tính chất vật lý của các nguyên tố nhóm IIA

Kích thước nguyên tử: Các nguyên tố nhóm IIA có kích thước nguyên tử lớn hơn các nguyên tố nhóm IA cùng kỳ.

Tính chất kim loại: Chúng đều là kim loại có ánh kim, dễ uốn, và dẫn điện tốt.

Điểm nóng chảy và điểm sôi: Chúng có điểm nóng chảy và điểm sôi cao hơn so với các kim loại kiềm (nhóm IA), nhưng vẫn thấp hơn so với nhiều kim loại khác.

Tính chất hóa học của các nguyên tố nhóm IIA

Tính kiềm: Các nguyên tố nhóm IIA có tính kiềm mạnh, nhưng kém hơn so với các nguyên tố nhóm IA. Chúng dễ dàng phản ứng với nước để tạo ra các hydroxide kiềm thổ.

Tính oxi hóa: Chúng dễ dàng bị oxi hóa và thường tồn tại ở dạng ion dương 2 (ví dụ: Ca²⁺, Mg²⁺).

Phản ứng với oxy: Các nguyên tố nhóm IIA phản ứng với oxy để tạo thành oxit, ví dụ, canxi oxit (CaO) hoặc magie oxit (MgO).

Phản ứng với acid: Chúng phản ứng với acid để tạo ra muối và khí hydro, ví dụ: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂.

1. Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA: Theo chiều từ trên xuống dưới (chiều tăng dần của điện tích hạt nhân) bán kính nguyên tử tăng dần.

2. Dự đoán xu hướng biến đổi tính khử từ Be đến Ba: tính khử tăng dần.

3. Dự đoán số oxi hoá đặc trưng của nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA trong hợp chất là +2. Do nguyên tử của nguyên tố nhóm IIA có 2 electron ở lớp ngoài cùng, dễ nhường 2 electron này để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm.

Kim loại nhóm IIA có thế điện cực chuẩn \(E^o_{M^{2+}\text{/}M}\) nhỏ nên dễ tách electron hoá trị ra khỏi nguyên tử, thể hiện tính khử mạnh. Do đó, trong tự nhiên, các nguyên tố nhóm IIA chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.

1. Trong cùng một chu kì, kim loại nhóm IIA có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ nóng chảy của kim loại nhóm IA.

2. Kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ do các kim loại nhóm IIA đều có khối lượng riêng nhỏ hơn 5 g/cm³.

1. Đi từ Mg(OH)₂ đến Ba(OH)₂ độ tan trong nước của các hydroxide nhóm IIA tăng dần.

2. Dựa vào độ tan trong nước của các hydroxide dự đoán mức độ phản ứng với nước của kim loại nhóm IIA (từ Mg đến Ba) tăng dần.

Nhận xét:

+ Các muối nitrate đều dễ tan trong nước.

+ Các muối carbonate: MgCO₃, CaCO₃, SrCO₃, BaCO₃ đều không tan trong nước.

+ Muối MgSO₄ tan, muối CaSO₄ và SrSO₄ ít tan, muối BaSO₄ không tan trong nước.

Chú ý:

Độ tan của chất: S (g/100g H₂O ở nhiệt độ thường).

+ Chất dễ tan: S > 1,0.

+ Chất ít tan: 0,01 < S ≤ 1.

+ Chất không tan: S ≤ 0,01.

Ở ống nghiệm (2) kết tủa xuất hiện trước. Do độ tan của BaSO₄ là 0,0028 g/100 g nước còn độ tan của CaSO₄ là 0,2 g/100 g nước.

- Đánh số thứ tự từng lọ hoá chất theo thứ tự 1, 2, 3, trích mỗi lọ một ít sang ống nghiệm đánh số tương ứng.

- Nhúng dây platinum vào ống nghiệm (1). Hơ nóng đầu dây trên ngọn lửa đèn khí.

- Rửa sạch dây platinum, tiến hành thí nghiệm tương tự với dung dịch ở ống nghiệm (2).

- Lặp lại quá trình ở ống nghiệm (3).

- Kết quả:

+ Nếu cho ngọn lửa màu đỏ cam → muối CaCl₂.

+ Nếu cho ngọn lửa màu đỏ son → muối SrCl₂.

+ Nếu cho ngọn lửa màu lục → BaCl₂.

1. Phương trình hoá học:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CaCO₃ + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Ca + CO₂ + H₂O

2. Để làm sạch cặn đá vôi (thành phần là CaCO₃) trong phích nước ta có thể dùng giấm ăn hoặc nước chanh để súc rửa. Do giấm ăn hoặc nước chanh có chứa acid có thể tác dụng với cặn đá vôi tạo thành muối tan dễ bị rửa trôi.

Dựa vào biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng, dự đoán độ bền nhiệt của các muối tăng dần theo thứ tự: MgCO₃, CaCO₃, SrCO₃, BaCO₃.