Language
Country/Area
No result found
Tính chất kỳ lạ của kim loại kiềm thổ: Tại sao chúng lại phản ứng mạnh như vậy?
Các kim loại kiềm thổ là sáu nguyên tố hóa học thuộc Nhóm 2 của bảng tuần hoàn, bao gồm bari (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và ruthenium (Ra). Có những điểm tương đồng nổi bật giữa các nguyên tố này: chúng đều có màu trắng bạc sáng ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn và là kim loại tương đối hoạt động. Đặc điểm chung của các kim loại này là các quỹ đạo bên ngoài của chúng đều thỏa mãn - tức là quỹ đạo có hai electron hoàn chỉnh và có thể dễ dàng mất đi hai electron này để tạo thành cation có điện tích +2.
Đồng thời, các nguyên tố này, giống như helium, có cấu trúc electron hoàn chỉnh bên ngoài, nhưng helium được xếp vào loại khí hiếm.
Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ có xu hướng hoạt động theo cấu hình điện tử của chúng, điều này tạo ra một số xu hướng giữa các nguyên tố khác nhau. Mặc dù tính chất hóa học của strontium chưa được nghiên cứu đầy đủ, nhưng hành vi hóa học của kim loại kiềm thổ thứ nhất đến thứ năm đã được quan sát rộng rãi. Những kim loại này không chỉ có nhiệt độ nóng chảy và sôi thấp hơn mà còn phản ứng rất mạnh với halogen và có thể tạo thành các hợp chất ion tương ứng. Ngoài ra, ngoại trừ berili, các kim loại khác có thể tạo ra độ kiềm mạnh khi phản ứng với nước để tạo thành nhóm hydroxyl và cần thận trọng khi xử lý.
Các kim loại kiềm thổ nặng phản ứng dữ dội hơn, vì vậy hãy lưu ý đến những mối nguy hiểm tiềm ẩn của chúng.
Tính chất hóa học
Chúng ta đã biết rằng phản ứng hóa học của kim loại kiềm thổ với halogen có thể tạo thành các ion halogenua, chẳng hạn như canxi clorua (CaCl2). Đồng thời, canxi, strontium và bismuth cũng có thể phản ứng với oxy để tạo ra các oxit tương ứng, chẳng hạn như. chất oxy hóa stronti (SrO). Khả năng dự đoán được của các tương tác này kết hợp với vị trí duy nhất của chúng trong bảng tuần hoàn dẫn đến sự hình thành hai loại hợp chất chính và các phản ứng hóa học tương ứng.
Như đã đề cập trước đó, berili là một ngoại lệ vì mật độ điện tích cao hơn nghĩa là nó sẽ không phản ứng với nước ở nhiệt độ phòng. Các hợp chất được tạo thành bởi berili hầu hết là các hợp chất cộng hóa trị, và mặc dù florua của nó là hợp chất berili bị ion hóa nhất, điểm nóng chảy và độ dẫn điện của nó vẫn thấp.
Tất cả các kim loại kiềm thổ đều có hai electron ở lớp vỏ ngoài cùng. Do đó, việc mất hai electron này để tạo thành các ion tích điện dương là trạng thái ưa thích của chúng để có được lớp vỏ electron ổn định.
Thuộc tính vật lý và nguyên tử
Liên quan đến tính ổn định của các kim loại này, các đồng vị của cả sáu kim loại kiềm thổ đều có mặt với nồng độ khác nhau trong lớp vỏ Trái đất và khắp hệ mặt trời, và chu kỳ bán rã của chúng quyết định độ ổn định hạt nhân của chúng. Năm kim loại đầu tiên lần lượt có một, ba, năm, bốn và sáu đồng vị ổn định, tổng cộng có 19 hạt nhân ổn định. Nói một cách tương đối, berkeli không có đồng vị ổn định hoặc nguyên thủy nào để nói đến.
Bối cảnh lịch sử
Các kim loại kiềm thổ được đặt tên theo oxit của chúng, chúng có tính kiềm khi kết hợp với nước. Những oxit này được gọi là thành phần cơ bản của kim loại kiềm thổ. Trong lịch sử, các nhà hóa học đầu tiên coi những chất phi kim loại được gọi là "đất" này không tan trong nước và chịu nhiệt, và chính những đặc tính này cuối cùng đã dẫn đến sự công nhận các nguyên tố này và hợp chất của chúng.
Hầu hết các kim loại kiềm thổ dần dần được cô lập trong một loạt thí nghiệm điện phân hóa học từ cuối thế kỷ 18 đến đầu thế kỷ 19. Đặc biệt, quá trình phát hiện ra berili phải trải qua nhiều thí nghiệm. Mãi đến năm 1898, người ta mới thu được mẫu berili tương đối tinh khiết thông qua điện phân một hợp chất hơi ổn định.
Nói chung, tính dẫn điện của berili và việc sử dụng nó trong luyện kim khiến nó trở nên quan trọng trong quân sự và các công nghệ khác, trong khi magie có nhiều ứng dụng trong vật liệu xây dựng và kết cấu, không chỉ vì tính dẻo và độ bền của nó mà còn vì tính chất của nó. sử dụng trong nhiều hợp kim.
Vì vậy, trước những đặc tính và công dụng của những kim loại quan trọng này, liệu chúng ta có thể khám phá thêm về cách những nguyên tố hóa học này định hình tương lai của công nghệ hiện đại của chúng ta không?
