Bài giảng Hóa vô cơ A - Chương 3: Các nguyên tố phân nhóm IIA - Nguyễn Văn Hòa

Chương III nvhoa102@gmail.com 1
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Chương III nvhoa102@gmail.com 2
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
NỘI DUNG
NHẬN XÉT CHUNG
I. ĐƠN CHẤT
1. Lý tính
2. Hóa tính
3. Trạng thái tự nhiên, điều
chế, ứng dụng
II. HỢP CHẤT
1. Các oxit, peoxit, hydroxit
2. Các carbua và muối
TÀI LIỆU
[1] – Tập 2, Chương 3: 
trang 49 – 69
[2] – Chương 8: trang
185 – 201
[3] – Phần 1, Chương
3: trang 68 – 96
[4] – Chapter 12: page 
348 – 370
Chương III nvhoa102@gmail.com 3
NHẬN XÉT CHUNG
- Cấu hình electron hóa trị: ns2 Nhường e thể hiện
tính khử (kém hơn kim loại kiềm): M – 2e M2+
- Tính kim loại, tính khử: tăng dần Be Ba
- Hơi của M chỉ gồm phân tử một nguyên tử
- Các oxit, hydroxit: bazo mạnh, tăng dần từ Be Ba
- Chỉ Be+2 và Mg+2 có khả năng tạo phức
- Trong các hợp chất: Be chủ yếu tạo liên kết CHT,
Ca Ba chủ yếu tạo liên kết ion.
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Chương III nvhoa102@gmail.com 4
I. ĐƠN CHẤT
1. Lý tính: màu sắc, độ cứng, màu ngọn lửa
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Rk
(Å)
I1
(eV)
I2
(eV)
tnc
(0C)
ts
(0C)
 0
M
2+
/M
Cấu trúc mạng
tinh thể
Be 1,13 9,32 18,21 1287 2767 -1,85 Lục phương
Mg 1,60 7,65 15,04 650 1107 -2,37 Lục phương
Ca 1,97 6,11 11,87 842 1484 -2,87 Lập phương tâm diện
Sr 2,15 5,69 11,03 767 1384 -2,89 Lập phương tâm diện
Ba 2,21 5,21 10,00 727 1640 -2,90 Lập phương tâm khối
Ra 2,35 5,28 10,15 700 1140 -2,92 Lập phương tâm khối
Chương III nvhoa102@gmail.com 5
2. Hóa tính
Tính khử yếu hơn Me, tăng dần từ Be đến Ra:
• Phản ứng với hydro (M’ = Ca, Sr, Ba)
M’ + H2 2 M’H2 (hydrua ion)
• Phản ứng với không khí
M’ + O2 M’O
M + O2 MO
3M + N2 M3N2
to
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
tophòng
tocao
tocao
Chương III nvhoa102@gmail.com 6
• Phản ứng với nước
M’ + H2O M’(OH)2 + H2
Mg + H2O Mg(OH)2 + H2
• Phản ứng với cacbon
M + C MC2
Riêng Be: Be + C Be2C
• Be có tính chất giống Al
Be + 2NaOH + 2H2O Na2[Be(OH)4] + H2
Be + 2HCl + 4H2O [Be(H2O)4]Cl2 + H2
Be bị thụ động trong HNO3 đ,nguội; H2SO4 đ,nguội
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
to
to
Chương III nvhoa102@gmail.com 7
3. Trạng thái tự nhiên, điều chê ́:
• Khoáng vật của beri: beryl (3BeO.Al
2
O
3
.6SiO
2
)
• Khoáng vật của magie: carnalit (KCl.MgCl2.6H2O);
dolomit (MgCO3.CaCO3); talc (3MgO.4SiO2.H2O);
amiăng (Mg3(Si2O5)(OH)4 
• Khoáng vật của canxi: thạch cao (CaSO4.2H2O);
florit (CaF2); apatit (Ca5(PO4)3F) 
• Khoáng vật của stronti và bari: xeleotit (SrSO4);
strontianit (SrCO3); baritin (BaSO4); viterit (BaCO3)
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Chương III nvhoa102@gmail.com 8
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Điều chế
• Nguyên tắc chung: điện phân muối halogenua
nóng chảy.
• MgO + C Mg + CO
CaO + 2MgO + Si 2Mg + CaO.SiO2
• 2Al + 4CaO CaO.Al2O3 + 3Ca
• 2Al + 4SrO SrO.Al2O3 + 3Sr
• 2Al + 4BaO BaO.Al2O3 + 3Ba
2000 oC
1500 oC
1200 oC
1200 oC
1200 oC
Chương III nvhoa102@gmail.com 9
II. HỢP CHẤT
1. Các oxit – MO
- Điều chế: nhiệt phân các muối cacbonat, nitrat.
- Hút ẩm, hấp phụ CO2.
M’O + CO2 M’CO3
- Độ tan trong nước  BeO BaO.
M’O + H2O M’(OH)2 + Q
- Tính bazo  BeO BaO.
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Chương III nvhoa102@gmail.com 10
2. Các peoxit – MO2
- Không bền nhiệt, độ bền  BeO2 BaO2
2BaO + O
2
⇌ 2BaO
2
- Bị phân hủy trong nước hoặc axit H2O2
BaO2 + H2SO4 BaSO4 + H2O2
BaO2 + 2H2O⇌ Ba(OH)2 + 2H2O2
- Oxi hóa và khử
2Fe
2+
+ BaO
2
+ 4H
+ 2Fe3+ + Ba2+ + 2H
2
O
HgCl
2
+ BaO
2
 Hg + BaCl
2
+ O
2
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
4000C
6000C
Chương III nvhoa102@gmail.com 11
3. Các hydroxit – M(OH)2
- Không bền nhiệt: M(OH)2 MO + H2O
- Tính bazo, độ tan, độ bền nhiệt: tăng dần từ
Be(OH)2 đến Ba(OH)2
4. Các cacbua - MC2
- Bị thủy phân tạo thành C2H2
MC2 + 2H2O M(OH)2 + C2H2
- Riêng Be2C thủy phân tạo thành CH4
Be2C + 4H2O 2Be(OH)2 + CH4
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
to
Chương III nvhoa102@gmail.com 12
5. Muối của M
• Muối halogenua – MX2
- Dễ tan (trừ MF2)
- MgCl2, CaCl2 có tính hút ẩm mạnh
• Muối cacbonat – MCO3 
- Không bền nhiệt, ít tan trong nước,
tan trong nước CO2
CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Chương III nvhoa102@gmail.com 13
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
• Muối sunfat – MSO4
- Không bền nhiệt, độ tan trong nước giảm dần từ
BeSO4 đến BaSO4
CaSO4.2H2O ⇌ CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O
CaSO4.0,5H2O CaSO4 + 0,5H2O
2CaSO4 2CaO + 2SO2 + O2
125 oC
t0phòng
200 oC
960 oC
Chương III nvhoa102@gmail.com 14
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
6. Nước cứng
• Là nước có chứa nhiều Ca2+ và Mg2+ (= M’’2+).
• Độ cứng của nước được biểu diễn bằng số
mđlgCa2+/L.
độ cứng < 4 mđlg/L: nước mềm
độ cứng > 8 mđlg/L: nước cứng
Chương III nvhoa102@gmail.com 15
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Các phương pháp làm mềm nước cứng:
- Vật lý (đun sôi):
M’’(HCO3)2 M’’CO3 + CO2 + H2O
- Hóa học: dùng soda - sữa vôi; Na3PO4
Mg2+ + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + Ca
2+
Ca2+ + Na2CO3 CaCO3  + 2Na
+
- Trao đổi ion: dùng zeolit (Na2Al2Si2O8.xH2O),
nhựa trao đổi ion.
Chương III nvhoa102@gmail.com 16
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Nhựa trao đổi ion:
Chương III nvhoa102@gmail.com 17
CHƯƠNG III: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIA (M)
Nhựa cationit và anionit: