Số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử kim loại thuộc IIA là ?
1. Nhóm IIA trong bảng tuần hoàn:
Hàm fx không dùng được. Nên em mới phải viết như vậy nhiều người đã liên hệ với kỹ thuật - Giới thiệu chung
Vị trí: Nhóm IIA nằm ở cột thứ hai của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Các nguyên tố điển hình: Các nguyên tố tiêu biểu của nhóm IIA bao gồm: Beri (Be), Magie (Mg), Canxi (Ca),
Stronti (Sr), Bari (Ba) và Radi (Ra).
- Đặc điểm cấu hình electron chung
+ Lớp electron ngoài cùng: Các nguyên tố trong nhóm IIA đều có 2 electron ở lớp electron ngoài cùng. Cấu
hình electron chung của chúng có dạng: ns².
+ Tính kim loại: Do có 2 electron ở lớp ngoài cùng, các nguyên tố này dễ dàng nhường đi 2 electron để đạt
cấu hình bền của khí hiếm, do đó chúng có tính kim loại mạnh. Tuy nhiên, tính kim loại tăng dần từ Beri đến Bari.
+ Tính khử: Các nguyên tố nhóm IIA có tính khử mạnh, tăng dần từ Beri đến Bari. Điều này giải thích vì sao
các nguyên tố này dễ dàng tham gia vào các phản ứng hóa học, đặc biệt là các phản ứng oxi hóa khử.
2. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại nhóm IIA:
- Cấu hình electron lớp ngoài cùng đặc trưng
Các nguyên tử kim loại thuộc nhóm IIA đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns².
+ n: là số lớp electron, tăng dần theo thứ tự các nguyên tố trong nhóm.
+ s²: chỉ ra rằng có 2 electron nằm trên phân lớp s của lớp ngoài cùng. Ví dụ Berili (Be): 1s2 2s2
- Giải thích lý do tại sao các nguyên tố nhóm IIA có 2 electron ở lớp ngoài cùng
+ Cấu hình electron bền vững: Các nguyên tử luôn có xu hướng đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm gần nhất.
+ Nhường 2 electron: Để đạt được cấu hình bền vững, các nguyên tử kim loại nhóm IIA có xu hướng
nhường đi 2 electron ở lớp ngoài cùng. Khi đó, chúng sẽ có cấu hình electron giống với khí hiếm đứng trước.
+ Tính kim loại: Việc dễ dàng nhường electron là đặc trưng của kim loại. Chính vì vậy, các nguyên tố nhóm IIA đều là kim loại.
- Liên hệ giữa cấu hình electron và tính chất hóa học
+ Tính khử mạnh: Do có 2 electron lớp ngoài cùng dễ dàng nhường đi, các kim loại nhóm IIA có tính khử
mạnh. Tính khử tăng dần từ trên xuống dưới trong nhóm.
+ Tạo hợp chất ion: Khi tham gia phản ứng hóa học, các nguyên tử kim loại nhóm IIA thường nhường 2
electron để tạo thành cation mang điện tích 2+. Các cation này kết hợp với anion của các nguyên tố khác tạo thành hợp chất ion.
+ Tác dụng với nước: Phần lớn các kim loại nhóm IIA tác dụng với nước tạo thành dung dịch bazơ và giải
phóng khí hiđro. Tính khử mạnh dần nên khả năng tác dụng với nước cũng tăng dần.
+ Tác dụng với oxi: Các kim loại nhóm IIA dễ dàng cháy trong oxi tạo thành oxit. Oxit của các kim loại này có tính bazơ.
3. Tính chất hóa học đặc trưng của kim loại nhóm IIA: - Tính khử mạnh:
+ Các kim loại kiềm thổ đều là chất khử mạnh do có 2 electron ở lớp ngoài cùng dễ dàng nhường đi để đạt
cấu hình bền của khí hiếm.
+ Tính khử tăng dần từ Be đến Ba.
Tạo hợp chất với số oxi hóa +2:
+ Trong các hợp chất, các kim loại kiềm thổ luôn có số oxi hóa +2. - Tác dụng với phi kim:
+ Với oxi: Khi đốt nóng, các kim loại kiềm thổ đều cháy trong oxi tạo thành oxit. Ví dụ: 2Mg + O2 → 2MgO
+ Với halogen: Tác dụng với halogen tạo muối halogenua. Ví dụ: Ca + Cl2 → CaCl2 - Tác dụng với nước:
+ Ca, Sr, Ba tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo ra dung dịch bazơ tương ứng và giải phóng khí hidro.
Ví dụ: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
+ Be, Mg hầu như không phản ứng với nước ở nhiệt độ thường do có lớp oxit bảo vệ. - Tác dụng với axit:
+ Các kim loại kiềm thổ tác dụng với dung dịch axit (HCl, H₂SO₄ loãng) giải phóng khí hidro.
Ví dụ: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
- Tác dụng với dung dịch muối:
+ Kim loại hoạt động mạnh hơn đẩy kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi dung dịch muối.
Ví dụ: Ca + CuSO4 → CaSO4 + Cu
4. Ứng dụng của kim loại nhóm IIA:
Ứng dụng trong công nghiệp: - Sản xuất hợp kim:
+ Beri: Tạo ra hợp kim có độ bền cơ học cao, chịu nhiệt tốt, được sử dụng trong công nghiệp hàng không vũ
trụ, chế tạo lò phản ứng hạt nhân.
+ Magie: Tạo ra hợp kim nhẹ, bền, được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô, máy bay, các thiết bị điện tử. - Vật liệu xây dựng:
+ Canxi: Dưới dạng đá vôi, xi măng, thạch cao,... là nguyên liệu không thể thiếu trong xây dựng.
+ Bari: Hợp chất bari sunfat (BaSO₄) được sử dụng làm chất độn trong sơn, giấy, nhựa.
- Các ngành công nghiệp khác:
+ Hóa chất: Canxi cacbua (CaC₂) dùng để sản xuất acetylene, một loại khí quan trọng trong công nghiệp hóa chất.
+ Năng lượng: Magie được sử dụng trong quá trình sản xuất uranium.
+ Điện tử: Hợp chất của bari được sử dụng trong sản xuất ống chân không, đèn huỳnh quang.
Ứng dụng trong đời sống: - Sinh học:
+ Canxi: Là thành phần chính của xương và răng, tham gia vào quá trình đông máu, truyền dẫn thần kinh.
+ Magie: Có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng trong tế bào, giúp ổn định huyết áp. - Y học:
+ Magie: Được sử dụng để điều trị các bệnh liên quan đến thiếu magie như co giật, tim đập nhanh.
+ Bari: Hợp chất bari sunfat được sử dụng làm chất cản quang trong chụp X-quang đường tiêu hóa. - Nông nghiệp:
+ Canxi: Dưới dạng phân bón cung cấp canxi cho cây trồng, giúp tăng năng suất.
+ Magie: Là thành phần của diệp lục, giúp cây quang hợp. Một số ứng dụng khác:
- Ngành thực phẩm: Magie hydroxit được sử dụng làm chất chống chua.
- Mỹ phẩm: Một số hợp chất của magie được sử dụng trong sản xuất kem đánh răng, sữa tắm.
- Công nghiệp giấy: Bari cacbonat được sử dụng làm chất độn trong sản xuất giấy.
5. Bài tập vận dụng:
Câu 1: Mô tả nào dưới đây không phù hợp các nguyên tố nhóm IIA (kim loại kiềm thổ) ?
A. Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2.
B. Tinh thể có cấu trúc lục phương.
C. Gồm các nguyên tố Be, Mg, Ca, Sr, Ba.
D. Mức oxi hoá đặc trưng trong các hợp chất là +2.
Hướng dẫn giải chi tiết:
B sai, do trong nhóm IIA, Mg, Be có cấu trúc lục phương; Ca, có cấu trúc lập phương tâm diện, Ba có cấu
trúc lập phương tâm khối Đáp án B
Câu 2: Kim loại kiềm thổ có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng biến đổi không theo một quy
luật nhất định như kim loại kiềm là do
A. kiểu mạng tinh thể khác nhau.
B. bán kính nguyên tử khác nhau.
C. lực liên kết kim loại yếu. D. bán kính ion khá lớn.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Kim loại kiềm thổ có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng biến đổi không theo một quy luật nhất
định như kim loại kiềm là do chúng có kiểu mạng tinh thể khác nhau. Đáp án A.
Câu 3: Cho các chất sau : NaCl, Ca(OH)2, Na2CO3, HCl, NaHSO4. Số chất có thể làm mềm nước cứng tạm thời là : A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Chất có thể làm mềm nước cứng tạm thời là Ca(OH)2; Na2CO3 Đáp án B
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M (có hoá trị không đổi trong hợp chất) trong hỗn hợp khí Cl2
và O2. Sau phản ứng thu được 23,0 gam chất rắn và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 5,6 lít (ở đktc). Kim loại M là : A. Mg. B. Ca. C. Be. D. Cu.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Số mol hỗn hợp khí tham gia phản ứng là: 5,6 : 22,4 = 0,25 mol Ta có:
KL + O2, Cl2 sinh ra hỗn hợp chất rắn
=> m O2 + m Cl2 = 23 – 7,2 = 15,8
Gọi số mol O2, Cl2 lần lượt là x, y mol
=> Ta có hệ phương trình: x + y = 0,25 32x + 71y = 15,8 => x = 0,2 ; y = 0,05
Gọi hóa trị của M trong hợp chất là x
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: x . n M = 2. n Cl2 + 4. n O2
=> x . (7,2 :M) = 0,2 .2 + 0,05 . 4 => M = 12n => M là Mg Đáp án A.