Chương 6: KIM LOẠI KIỀM. KIM LOẠI KIỀM THỔ - NHÔM

KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG

§1. KIM LOẠI KIỀM

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO

• Kim loại kiềm là những nguyên tố s.

• Lớp ngoài cùng có 1 electron.

• Là nhóm nguyên tố có độ âm điện nhỏ nhất nên thể hiện tính khử mạnh.

• Là nhóm nguyên tố có tính khử mạnh (ion của chúng là chất oxi hoá yếu) nên chúng chỉ được điều chế từ sự điện phân các hợp chất nóng chảy.

• Năng lượng ion hoá: Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hoá , nhỏ nhất so với các kim loại khác.

II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI KIỀM

Kim loại kiềm (M) là các nguyên tố có tính khử mạnh:

Vì thế có khả năng phản ứng với các chất oxi hoá như các phi kim, (trong nước, trong axit), cation kim loại (trong oxit).

1. Tác dụng với phi kim

Hầu hết các kim loại kiềm khử được các phi kim.

• Ở nhiệt độ thường: Tạo oxit công thức (Li, Na) hay tạo (K, Rb, Cs, Fr).

(Tác dụng với oxi trong không khí khô)

(Tác dụng với oxi khô)

• Ở nhiệt độ cao: Tạo (Na) hay (K, Rb, Cs, Fr) (trừ trường hợp Li tạo ).

(kim loại Na cháy trong môi trường khi oxi khô và dư)

• Phản ứng mãnh liệt với halogen để tạo muối halogenua MX.

• Phản ứng với hiđro tạo kim loại hiđrua.

NaH là chất khử mạnh, khi tác dụng với nước giải phóng .

2. Tác dụng với axit

Do thế điện chuẩn của cặp oxi hoá - khử , thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử của kim loại kiềm có giá trị từ –3,05V đến -2,94V. Vì vậy các kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàng ion của dung dịch axit (HCl, loãng) thành :

3. Tác dụng với nước

có kim loại kiềm nhỏ hơn nhiều so với thế điện của nên kim loại kiềm khử được nước dễ dàng, giải phóng khí hiđro:

4. Tác dụng với cation kim loại

• Với kim loại oxit:

• Với cation kim loại của muối tan trong nước thì kim loại kiềm tác dụng với nước trước mà không tuân theo quy luật bình thường là kim loại hoạt động mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi muối của chúng.

⇒ phản ứng xảy ra như sau:

5. Tác dụng với các kim loại khác

Một số kim loại kiềm tạo thành hợp kim rắn với các kim loại khác natri tạo hợp kim rắn với thủy ngân - hỗn hợp natri, đôi khi hỗn hợp này là chất khử.

III. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI KIỀM

Kim loại kiềm là kim loại hoạt động hoá học mạnh nên người ta thường điện phân các muối clorua hoặc hiđroxit ở trạng thái nóng chảy.

IV. ỨNG DỤNG

Kim loại kiềm có nhiều ứng dụng quan trọng:

• Chế tạo hợp kim 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 các lò phản ứng hạt nhân.

• Kim loại xesi dùng để chế tạo tế bào quang điện.

• Kim loại kiềm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.

• Kim loại kiềm được dùng làm chất xúc tác trong nhiều phản ứng hữu cơ.