Kim loại kiềm thổ

Mở đầu

Mg dùng trong hợp kim nhẹ, còn Ca dễ phản ứng với nước hơn Mg trong điều kiện thường. Ta xét cùng hai electron ngoài cùng và sự khác nhau về kích thước, lớp bảo vệ của các kim loại.

Xu hướng vật lí và hóa học

Kim loại IIA cứng, có nhiệt độ nóng chảy cao hơn kim loại IA cùng chu kì theo xu hướng chung do liên kết kim loại mạnh hơn. Chúng là chất khử và phản ứng với phi kim: $$\mathrm{2Mg+O_2\rightarrow2MgO}.$$ Trong hợp chất, số oxi hóa đặc trưng là +2. Từ Be đến Ba, bán kính nguyên tử tăng nên khả năng nhường electron và tính kim loại nhìn chung tăng.

Kiểm tra nhanh

Số oxi hóa phổ biến của kim loại nhóm IIA là gì?

A+1B+2C+3D−2

Phản ứng với nước

- Be không phản ứng với nước do lớp bảo vệ và tính chất riêng. - Mg phản ứng rất chậm với nước lạnh, phản ứng rõ hơn với nước nóng/hơi nước. - Ca, Sr, Ba phản ứng với nước lạnh, mức độ tăng xuống nhóm: $$\mathrm{Ca+2H_2O\rightarrow Ca(OH)_2+H_2}.$$ Độ tan của hydroxide cũng ảnh hưởng hiện tượng; không chỉ dựa vào thế điện cực.

Màu ngọn lửa và ứng dụng

Ca²⁺ cho màu đỏ cam, Sr²⁺ đỏ son, Ba²⁺ màu lục trong phép thử ngọn lửa. Mg²⁺ không cho màu đặc trưng rõ. Mg dùng trong hợp kim nhẹ; Ca/Mg compounds quan trọng trong vật liệu, nông nghiệp và sinh học. Kim loại Ba hoạt động mạnh, còn nhiều muối Ba tan độc; không suy từ ứng dụng của BaSO₄ rất ít tan sang mọi hợp chất Ba.

Ví dụ mẫu

Mg ở chu kì 3, nhóm IIA có cấu hình [Ne]3s². Khi tạo Mg²⁺, nguyên tử nhường hai electron 3s, còn cấu hình [Ne]. > **Dễ nhầm:** Với Ca, lớp ngoài cùng là 4s²; cùng số electron ngoài cùng nhưng kích thước và cấu trúc khác, nên không thể kết luận tốc độ phản ứng với nước phải bằng Mg.

Luyện tập

Kim loại IIA nào phản ứng rõ với nước lạnh theo chương trình phổ thông?

ABeBMg ở mọi điều kiệnCCaDKhông kim loại nào

Ghi nhớ

- Nhóm IIA có cấu hình ngoài ns² và thường tạo M²⁺. - Mức độ phản ứng với nước tăng xuống nhóm: Be không phản ứng; Mg phản ứng chậm với nước lạnh và rõ hơn khi nóng; Ca, Sr, Ba phản ứng với nước lạnh.