Lý thuyết Nguyên tố nhóm IA - Hóa 12 Chân trời sáng tạo

A. Đơn chất

1. Vị trí, cấu tạo và trạng thái tự nhiên

- Đặc điểm của kim loại nhóm IA:

+ Cấu hình electronh lớp ngoài cùng là ns¹

+ Giá trị của thế điện cực chuẩn rất nhỏ.

+ Tồn tại trong tự nhiên ở dạng hợp chất.

2. Tính chất vật lí

- Kim loại nhóm IA có bán kính nguyên tử lớn, cấu trúc mạng tinh thể kém đặc khít nên khối lượng riêng nhỏ. Lithium là kim loại nhẹ nhất trong tất cả kim loại.

- Do các ion kim loại liên kết với nhau bằng liên kết kim loại yếu nên kim loại nhóm IA có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp và độ cứng tương đối thấp.

3. Tính chất hóa học

Do kim loại kiềm có giá trị \(E_{{M^ + }/M}^o\)rất nhỏ nên chúng có tính khử mạnh: M \( \to \) M⁺ + e

- Tác dụng với nước, oxygen và chlorine.

Các kim loại kiềm phản ứng mạnh với nước, oxygen, chlorine và nhiều chất oxi hóa khác,… Mức độ phản ứng của kim loại kiềm với chất oxi hóa tăng dần từ lithium đến caesium. Vì vậy:

+ Trong tự nhiên, các nguyên tố nhóm IA chỉ tồn tại dạng hợp chất.

+ Các kim loại kiềm được bảo quản bằng cách ngâm trong dầu hỏa khan hoặc trong bình khí hiếm.

B. Hợp chất

1. Tính tan

- Phần lớn các hợp chất của kim loại nhóm IA tan tốt trong nước, khi tan trong nước phân li thành ion.

2. Nhận biết ion

Có thể nhận biết ion kim loại kiềm bằng cách thử màu ngọn lửa.

+ Muối của lithium cháy cho ngọn lửa màu đỏ tía.

+ Muối của sodium cháy cho ngọn lửa màu vàng.

+ Muối của potassium cháy cho ngọn lửa màu tím nhạt.

3. Sodium chloride

NaCl là hợp chất phổ biến nhất của sodium trong tự nhiên, được khai thác từ nước biển, muối mỏ.

- NaCl có vai trò quan trọng trong thực phẩm, nông nghiệp, công nghiệp, chăn nuôi, y tế và trong cuộc sống hằng ngày của con người

4. Điện phân dung dịch sodium chloride

- Điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn tạo ra các sản phẩm cơ bản của công nghiệp chlorine – kiềm: sodium hydroxide, chlorinde vvà hydrogen.

5. Sodium hydrogencarbonate, sodium carbonate

1. Sodium hydrogencarbonate

- NaHCO₃ còn gọi là baking soda, là chất rắn màu trắng, bền ở nhiệt độ thường, bị phân hủy khi đun nóng.

NaHCO₃ có thể tác dụng được với dung dịch acid và dung dịch kiềm:

NaHCO₃ + HCl \( \to \) NaCl + CO₂ + H₂O

NaHCO₃ + NaOH \( \to \) Na₂CO₃ + H₂O

NaHCO₃ được sử dụng trong chế biến thực phẩm, trong sản xuất thủy tinh,…

- Trong y học, NaHCO₃ được sử dụng để làm giảm chứng đau dạ dày, do dư acid, điều trị các triệu chứng viêm loét dạ dày hoặc tá tràng.

2. Sodium carbonate

- Na₂CO₃ được gọi là soda, là chất rắn màu trắng, dễ tan trong nước.

- Một lượng lớn Na₂CO₃ được sử dụng trong công nghiệp thủy tinh.

3. Phương pháp Solvay

- Phương pháp Solvay dùng để sản xuất soda và baking soda

Quá trình cụ thể

(1) Hòa tan NaCl vào dung dịch NH₃ đặc đến bão hòa.

(2) Nung CaCO₃ rồi dẫn khí thoát ra vào dung dịch bão hòa của NaCl trong NH₃

(3) Do NaHCO₃ ít tan hơn các muối khác nên kết tinh trước. Tách NaHCO₃ khỏi dung dịch, nung ở nhiệt độ cao, thu được soda:

(4) Sản phẩm NH₄Cl được chế hóa với vôi tôi, thu khí NH₃:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ \( \to \) CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

SƠ ĐỒ TƯ DUY