Chào quí th?y cô d?n d? ti?t h?c
v?i chúng em hôm nay
NỘI DUNG BÀI HỌC
I - Vị trí và cấu tạo
II - Tính chất vật lí
III- Tính chất hóa học
IV-ÖÙng duïng vaø ñieàu cheá
I - VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO
1. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn
Kim loại kiềm bao gồm các nguyên tố :
Liti ( Li)
Natri (Na)
Kali (K)
Rubidi (Rb)
Xesi (Cs)
Franxi (Fr)
Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA, đứng ở đầu mỗi chu kì
Nguyên tố phóng xạ
Bảng hệ thống tuần hoàn làm bằng phần mềm Macromedia Flash
2. CAÁU TAÏO VAØ TÍNH CHAÁT CUÛA KIM LOAÏI KIEÀM
Cấu hình electron :
Kim lọai kiềm là những nguyên tố s. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử chỉ có 1e, ở phân lớp ns1. So với những electron khác trong nguyên tử thì electron ns1 ở xa hạt nhân nguyên tử nhất, do đó dễ tách ra khỏi nguyên tử.
Các cation M+ của kim loại kiềm có cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm đứng trước.
Thí dụ :
Na
Na+ + e
[Ne]3s1 [Ne]
Rb
Rb+ + e
[Kr]5s1 [Kr]
Năng lượng ion hóa : Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượn ion hóa I1 nhỏ nhất so với các kim loại khác cùng chu kì.
Thí dụ :
Kim loại : Na Mg Al Fe Zn
I1 (kJ/mol) 497 738 578 759 906
Các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh
M
M+ + e
Năng lượng ion hóa I2 của các nguyên tử kim loại kiềm lớn hơn năng lượng ion hóa I1 nhiều lần ( từ 6 đến 14 lần ). Vì vậy, trong các phản ứng hóa học nguyên tử kim loại kiềm chỉ nhường 1 electron.
Trong nhóm kim loại kiềm, năng lượng ion hóa I1 giảm dần từ Li đến Cs
Số oxi hóa : Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có số oxi hóa +1.
Thế điện cực chuẩn : Thế điện cực chuẩn của kim loại kiềm có giá trị rất âm
II - TÍNH CHẤT VẬT LÍ
1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm đều thấp hơn nhiều so với các kim loại khác
2. Khối lượng riêng
Khoái löôïng rieâng cuûa caùc kim loaïi kieàm cuõng nhoû hôn so vôùi caùc kim loaïi khaùc
3. Tính cứng
Các kim loại kiềm đều mềm, có thể cắt chúng bằng dao
Một số hằng số vật lí của kim loại kiềm
III- TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Kim loại kiềm có tính khử rất mạnh
1. Tác dụng với phi kim
Hầu hết các kim loại kiềm đều có thể khử được các phi kim
Thí dụ : Na cháy trong môi trường khí oxi khô tạo ra Natri peoxit Na2O2
2Na + O2
t0
Na2O2 (r)
2. Tác dụng với axit
Các kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàngion H+ của dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) thàng khí H2 (phản ứng gây nổ nguy hiểm)
2Li + 2HCl
2LiCl + H2
Dạng tổng quát : 2M + 2 H+
2M+ + H2
3. Tác dụng với nước
Kim loại kiềm khử nước dễ dàng, giải phóng khí hidro
Dạng tổng quát : 2M + 2H2O
2MOH (dd) + H2
IV- ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ
1. Ứng dụng của kim loại kiềm
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 koại kali và natri dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một vài loại lò phản ứng hạt nhân.
Kim loại xesi dùng chế tạo tế bào quang đi65n.
Kim loại kiềm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện.
Kim loại kiềmđược dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ
2. Ñieàu cheá kim loaïi kieàm
*Nguyên tắc :Điều chế kim loại kiềm bằng cách khử ion của chúng :
M+ + e
M
*Phương pháp : Thường dùng để điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy muối halogen của kim loại kiềm
Thí dụ : Điện phân muối NaCl nóng chảy
Ở catot (cực âm) xảy ra sự khử ion Na+ thành kim loại Na
Các phản ứng xảy ra ở các điện cực :
Na+ + e
Na
Ở anot (cực dương) xảy ra sự oxi hóa ion Cl- thành Cl2
2Cl-
Cl2 + 2e
Phương trìng điện phân :
2NaCl
2Na + Cl2