Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 2: Phân nhóm IIA

nvhoa102@yahoo.com Chương 2 1 CHƯƠNG 2 – PHÂN NHÓM IIA (M) NHẬN XÉT CHUNG I. ĐƠN CHẤT II.HỢP CHẤT nvhoa102@yahoo.com Chương 2 2 NHẬN XÉT CHUNG - Các nguyên tố nhóm IIA: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra - Cấu hình electron hóa trị: ns2 Nhường e thể hiện tính khử (kém hơn kim loại kiềm): X – 2e  X2+ - Tính kim loại, tính khử: tăng dần Be  Ba - 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 tạo liên kết ion. nvhoa102@yahoo.com Chương 2 3 I. ĐƠN CHẤT Tính chất vật lý: màu sắc, độ cứng, màu ngọn lửa 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 I. ĐƠN CHẤT nvhoa102@yahoo.com 4Chương 2 Tính chất hóa học 1.Berili có tính chất hóa học gần giống nhôm: -KL lưỡng tính Be + 2H3O + + 2H2O  [Be(H2O)4] 2+ + H2 Be + 2OH- + 2H2O  [Be(OH)4] 2- + H2 -Thụ động trong HNO3đ,nguội, H2SO4đ,nguội -Bền trong KK và H2O nhờ lớp màng BeO bảo vệ nvhoa102@yahoo.com Chương 2 5 I. ĐƠN CHẤT 7000C 2. Magiê - Là kim loại khá hoạt động: 2Mg + O2  2MgO ∆H 0 = -610 kJ/mol 3Mg + N2  Mg3N2 - Khử nhiều hợp chất (H2O, CO2, SiO2, B2O3, P2O5) 6Mg + B2O3  Mg3B2 + 3MgO Mg + 2H2O  Mg(OH)2 + H2 nvhoa102@yahoo.com Chương 2 6 I. ĐƠN CHẤT 3. Canxi, Stronti, Bari - Trong không khí, dễ tạo màng mỏng oxit có màu vàng nhạt. - Tạo hợp chất hydrua ion với hydro khi t0 M + H2  MH2 MH2 + O2 kk  MO + H2O MH2 + H2O  M(OH)2 + 2H2 - Tác dụng với nước ở nhiệt độ thường Calxium t0 nvhoa102@yahoo.com Chương 2 7 II.HỢP CHẤT 1. Các hợp chất Be (+2) Các hợp chất của Be (+2) có tính lưỡng tính. - BeO: không tan trong nước, tan trong axit và kiềm khi đốt nóng [Be(OH)4] 2-  BeO  [Be(H2O)4] 2+ Na2BeO2  BeO  Be2SiO4 + OH- t0 + H3O+ t0 + SiO2 t0nc + Na2O t0nc nvhoa102@yahoo.com Chương 2 8 II.HỢP CHẤT 1. Các hợp chất Be (+2) - Be(OH)2: không tan trong nước, có tính lưỡng tính. [Be(H2O)4] 2+ [Be(OH)2(H2O)2] [Be(OH)4] 2+  [Be(OH)2]n - Các muối Beri bị thủy phân và có tính lưỡng tính BeS(R) + H2O(L)  Be(OH)2(R) + H2S(dd) BeS + Na2S  Na2BeS2 BeS + SiS2  BeSiS3 + OH- +H3O + + OH- +H3O + t0 nvhoa102@yahoo.com Chương 2 9 II.HỢP CHẤT 2. Các hợp chất Mg (+2) - MgO: Có tính bazo, hút ẩm và CO2 tạo hydroxyt và cacbonat. - Mg(OH)2: bazo trung bình, tan trong nước nóng, đẩy NH3 ra khỏi muối amoni bão hòa. 2NH4Cl + Mg(OH)2 ⇌ MgCl2 + 2NH3 + 2H2O nvhoa102@yahoo.com Chương 2 10 II.HỢP CHẤT 2. Các hợp chất Mg (+2) - Các muối Magiê: Đa số tan trong nước trừ các muối axit yếu Mg3(PO4)2, MgCO3, MgF2 MgCl2.6H2O dễ tan, chảy rửa trong không khí, được sản xuất từ nước biển. nvhoa102@yahoo.com Chương 2 11 II.HỢP CHẤT 3. Các hợp chất Ca (+2), Sr (+2), Ba (+2) - MO: Thu được từ nhiệt phân muối cacbonat hay nitrat, phản ứng mạnh với nước và tỏa nhiều nhiệt MO + H2O M(OH)2 H < 0 - M(OH)2: là các bazo mạnh; Độ tan, tính bazo, tính bền nhiệt tăng dần Ca  Ba Bị nhiệt phân M(OH)2  MO + H2O nvhoa102@yahoo.com Chương 2 12 II.HỢP CHẤT 3. Các hợp chất Ca (+2), Sr (+2), Ba (+2) - MO2: Kém bền, có độ bền tăng dần từ Be  Ba 2BaO + O2 2BaO2 H 0 298 = -8,18kJ/mol BaO2 + H2SO4  BaSO4 + H2O2 • Khó tan trong nước: MO2 + 2H2O M(OH)2 + H2O2 • Có tính oxi hóa và khử: HgCl2 + BaO2  Hg + BaCl2 + O2 2Fe+2 + BaO2 + 4H +  2Fe+3 + Ba+2 + 2H2O 5000C 8000C nvhoa102@yahoo.com Chương 2 13 II.HỢP CHẤT 3. Các hợp chất Ca (+2), Sr (+2), Ba (+2) - Các muối: Muối MHal2 dễ tan (trừ MF2). Muối MCO3 khó tan, dễ bị nhiệt phân. CaCO3 tan trong dd CO2: CaCO3 + H2O + CO2  Ca(HCO3)2 Muối MSO4 khó tan, bền với môi trường nvhoa102@yahoo.com Chương 2 14 II.HỢP CHẤT 4. Ứng dụng trong ngành dược  Beri: Beri và các hợp chất của nó là vô cùng độc hại. Khi hít phải berili hoặc các hợp chất của nó có thể dẫn đến các bệnh về đường hô hấp nghiêm trọng, khi tiếp xúc với các hợp chất beri hòa tan có thể gây kích ứng da. nvhoa102@yahoo.com Chương 2 15 II.HỢP CHẤT 4. Ứng dụng trong ngành dược  Magie: - MgSO4 được dùng để điều trị rối loạn nhịp tim. - Mg(OH)2 có mặt trong các thuốc kháng acid dùng cho các bệnh nhân khó tiêu, ợ nóng. Nó còn có tác dụng nhuận tràng. - Magie trisilicat (Mg2Si3O8) sử dụng trong các chế phẩm kháng acid trong điều trị loét dạ dày tá tràng. nvhoa102@yahoo.com Chương 2 16 II.HỢP CHẤT 4. Ứng dụng trong ngành dược  Canxi là thành phần cấu tạo xương, răng, móng. Các dạng canxi được dùng để bổ sung cho cơ thể: - Canxi carbonat - CaCO3: 40% Ca 2+ - Canxi citrat - Ca3(C6H5O7)2: 24% Ca 2+ - Canxi lactat - [CH3CH(OH)COO]2Ca: 18% Ca 2+ - Canxi gluconat - C12H22CaO14: 9% Ca 2+, dung dịch 10% canxi gluconat còn được dùng điều trị cấp bách tăng kali máu (nồng độ K+ huyết tương trên 6,5 mmol/L) nvhoa102@yahoo.com Chương 2 17 II.HỢP CHẤT 4. Ứng dụng trong ngành dược  Bari: - Muối bari có thể độc hại rất cao ngay cả ở nồng độ thấp. Bari cacbonat có độc tính cao và có thể được sử dụng như thuốc chuột. - BaSO4 dùng để uống hoặc bơm vào ruột bệnh nhân để chuẩn đoán bệnh tiêu hoá bằng cách chụp X-quang nvhoa102@yahoo.com Chương 2 18 II.HỢP CHẤT 5. Nước cứng - Là nước có chứa nhiều Ca+2 và Mg+2 - Độ cứng của nước được biểu diễn bằng số mđlgCa+2/L. độ cứng < 4 mđlg/L: nước mềm 4 mđlg/L < độ cứng < 8 mđlg/L: nước có độ cứng trung bình độ cứng > 8 mđlg/L: nước cứng nvhoa102@yahoo.com Chương 2 19 II.HỢP CHẤT Các phương pháp làm mềm nước cứng: - Vật lý (đun sôi): Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O - Hóa học: dùng soda - sữa vôi; Na3PO4 - Trao đổi ion: dùng zeolit (Na2Al2Si2O8.xH2O), nhựa trao đổi ion. nvhoa102@yahoo.com Chương 2 20 Nhựa trao đổi ion: nvhoa102@yahoo.com Chương 2 21 Nhựa trao đổi ion: