Tài liệu Phân nhóm chính nhóm II

Phân nhóm chính nhóm II Cấu tạo nguyên tử - Có 2 electrong hoá trị ở lớp ngoài cùng. - Bán kính nguyên tử khá lớn, điện tích hạt nhân tương đối nhỏ (so với các nguyên tố trong cùng chu kỳ). Vì vậy các nguyên tố đều có tính khử mạnh (nhưng kém kim loại kiềm), dễ nhường 2e. Tính chất vật lý - Là những chất rắn, có ánh bạc, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. - Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (cao hơn kim loại kiềm) Ví dụ : của Mg là 650oC, của Ba là 710oC. - Màu ngọn lửa đặc trưng của đơn chất và hợp chất: Ca: đỏ da cam ; Sr, Ra: đỏ son ; Ba: xanh lục. Tính chất hoá học 1. Phản ứng với oxi - Ở nhiệt độ thường, các kim loại phân nhóm chính nhóm II bị O2 không khí oxi hoá tạo thành lớp oxit trên bề mặt. - Khi đốt nóng bốc cháy mãnh liệt. Ví dụ: 2. Phản ứng với các phi kim khác. - Với halogen: phản ứng dễ dàng ở ngay nhiệt độ thường - Với các phi kim kém hoạt động: phải đun nóng 3. Phản ứng với H2O - Be không phản ứng vì có lớp oxit bảo vệ - Mg không tan trong nước lạnh, khi đun nóng tạo tan chậm do phản ứng với nước. - Ca, Sr, Ba phản ứng mạnh với nước ở nhiệt độ thường. 4. Phản ứng với axit (axit thường và axit oxi hoá) - Be, Mg phản ứng dễ dàng. - Ca, Sr, Ba phản ứng mãnh liệt 5. Phản ứng với dung dịch kiềm và kiềm nóng chảy. Chỉ có Be phản ứng: 6. Phản ứng đẩy kim loại yếu hơn khỏi oxit hoặc muối khan khi đun nóng. Điều chế Phương pháp phổ biến nhất và quan trọng nhất là điện phân muối halogenua nóng chảy: Một số hợp chất quan trọng 1. Oxit MeO. Đều là chất rắn, màu trắng, rất bền nhiệt, nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (ví dụ CaO nóng chảy ở 2585oC). MgO phản ứng chậm với H2O ; CaCO ; SrO ; BaO phản ứng mãnh liệt với nước: Các oxit đều tan dễ dàng trong axit. BeO tác dụng với dung dịch kiềm Quan trọng nhất trong số các oxit là CaO. CaO được gọi là vôi sống, tác dụng với nước cho Ca(OH)2 gọi là vôi tôi, dùng làm vật liệu xây dựng. 2. Hiđroxit Me(OH)2 - Tính tan và tính bazơ tăng dần: - Be(OH)2 có tính lưỡng tính - Mg(OH)2 kết tủa trắng, là bazơ yếu, tan trong axit. - Ca(OH)2 ít tan trong nước, là bazơ khá mạnh. - Ba(OH)2 tan khá nhiều trong nước tạo thành dung dịch kiềm mạnh. - Khi đun nóng, Be(OH)2 và Mg(OH)2 bị mất nước biến thành oxit: Chú ý: Khi cho khí clo tác dụng với Ca(OH)2 hoặc CaO ta thu được clorua vôi CaOCl2 có công thức cấu tạo: Clorua vôi là chất oxi hoá mạnh, dùng để sát trùng và tẩy trắng. Các phản ứng quan trọng của clorua vôi là: 3. Muối a) Muối nitrat: tan nhiều trong nước. b) Muối clorua: tan nhiều trong nước c) Muối sunfat: từ BeSO4 ® BaSO4 độ tan giảm dần. BeSO4, MgSO4 tan nhiều, SrSO4, BaSO4 không tan. d) Muối cacbonat: - Muối cacbonat trung tính MeCO3 : ít tan trong nước, khi nung nóng bị phân tích. Ví dụ: - Muối cacbonat axit Me(HCO3)2 tan nhiều trong nước, chỉ tồn tại trong dung dịch vì có cân bằng sau; Khi dư CO2, cân bằng chuyển dịch sang phải. Khi đun nóng, cân bằng chuyển dịch sang trái. Trạng thái tự nhiên - Mg thường gặp ở dạng MgCO3 (manhezit), CaCO3.MgCO3 (đolomit), KCl.MgCl2.6H2O (cacnalit), KCl.MgSO4.6H2O (cainit). - Ca thường gặp ở dạng CaCO3 (đá vôi, đá phấn, đá hoa), CaCO3.MgCO3 (đolomit), CaO4.2H2O (thạch cao), Ca3(PO4)2 (photphorit), 3Ca3(PO4)2.CaF2 (apatit). Nước cứng 1. Định nghĩa - Tuỳ theo lượng ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước nhiều hay ít mà người ta chia nước thiên nhiên thành 2 loại: + Nước mềm: Có ít ion Ca2+, Mg2+ hoà tan (tổng nồng độ 2 ion này < 0,002 mol/l). + Nước cứng: Có hoà tan nhiều ion Ca2+, Mg2+ (tổng nồng độ 2 ion này > 0,002 mol/l). - Độ cứng của nước gồm 2 loại: + Độ cứng tạm thời: Do muối cacbonat axit của canxi và magie gây ra, khi đun sôi nước, các muối này bị phân huỷ tạo ra muối, cacbonat kết tủa: + Độ cứng vĩnh cửu: gây ra do muối clorua, sunfat của Ca2+ và Mg2+. Khi đun sôi, độ vĩnh cửu không bị mất. + Độ cứng toàn phần: là tổng của hai độ cứng trên. 2. Tác hại của nước cứng. - Đóng cặn vào thành nồi hơi làm giảm độ dẫn nhiệt nên làm tốn nhiên liệu và có thể gây ra nổ nồi hơi. - Giặt xà phòng trong nước cứng sẽ khó sạch, tốn xà phòng vì xà phòng biến thành muối của Ca2+, Mg2+ ít tan, vón cục trên vải. Ví dụ: 3. Cách làm mềm nước. a) Khử độ cứng tạm thời : - Đun sôi nước. - Dùng các phương pháp vôi, xút và xôđa. + Phương pháp vôi: + Phương pháp xút: + Phương pháp xôđa: b) Khử độ cứng toàn phần: - Dùng phản ứng trao đổi (với Na2CO3 hay Na3PO4) đã kết tủa Ca2+ và Mg2+: - Dùng nhựa trao đổi ion (gọi là các ionit): cho nước chảy qua cột chứa nhựa trao đổi ion, các ion Ca2+, Mg2+ sẽ bị giữ lại trên cột.