Chuyên đề 6
KIM LOẠI KIỀM - KIỀM THỔ -
NHÔM

(((


TÓM TẮT LÝ THUYẾT
*****

B1. KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM

A. ĐƠN CHẤT
I. Vị trí và cấu tạo nguyên tử
1. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn
Sáu nguyên tố hoá học đứng sau các nguyên tố khí hiếm là liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs), franxi (Fr) được gọi là các kim loại kiềm. Các kim loại kiềm thuộc nhóm IA, đứng ở đầu mỗi chu kì (trừ chu kì 1).
2. Cấu tạo và tính chất của nguyên tử kim loại kiềm
Cấu hình electron : Kim loại kiềm là những nguyên tố s. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử chỉ có 1e, ở phân lớp ns1 (n là số thứ tự của chu kì). So với những electron khác trong nguyên tử thì electron ns1 ở xa hạt nhân nguyên tử nhất, do đó dễ tách khỏi nguyên tử.
Năng lượng ion hoá : Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hoá I1 nhỏ nhất so với các kim loại khác. Thí dụ :
Kim loại :
Na
Mg
Al
Fe
Zn

I1 (kJ/mol):
497
738
578
759
906

 Do vậy, các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh :
M ( M+ + e
Trong nhóm kim loại kiềm, năng lượng ion hoá I1 giảm dần từ Li đến Cs.
Số oxi hoá : Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có số oxi hoá +1.
Thế điện cực chuẩn : Các cặp oxi hoá - khử M+/M của kim loại kiềm đều có thế điện cực chuẩn có giá trị rất âm.




II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Một số hằng số vật lí của kim loại kiềm

Nguyên tố
Li
Na
K
Rb
Cs

Nhiệt độ sôi (oC)
1330
892
760
688
690

Nhiệt độ nóng chảy (oC)
180
98
64
39
29

Khối lượng riêng (g/cm3)
0,53
0,97
0,86
1,53
1,90

Độ cứng (kim cương có độ cứng là 10)
0,6
0,4
0,5
0,3
0,2

Mạng tinh thể
Lập phương tâm khối

III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Bảng : Một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm
Nguyên tố
Li
Na
K
Rb
Cs

Cấu hình electron
[He]2s1
[Ne]3s1
[Ar]4s1
[Kr]5s1
[Xe]6s1

Bán kính nguyên tử (nm)
0,123
0,157
0,203
0,216
0,235

Năng lượng ion hoá I1 (kJ/mol)
520
497
419
403
376

Độ âm điện
0,98
0,93
0,82
0,82
0,79

Thế điện cực chuẩn
(V)
- 3,05
- 2,71
- 2,93
- 2,92
- 2,92

 Các nguyên tử kim loại kiềm đều có năng lượng ion hoá I1 thấp và thế điện cực chuẩn EO có giá trị rất âm. Vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.
1. Tác dụng với phi kim
Hầu hết các kim loại kiềm có thể khử được các phi kim. Thí dụ, kim loại Na cháy trong môi trường khí oxi khô tạo ra natri peoxit Na2O2. Trong hợp chất peoxit, oxi có số oxi hoá -1 :
2Na + O2 ( Na2O2 (r)
Natri tác dụng với oxi trong không khí khô ở nhiệt độ phòng, tạo ra Na2O :
4Na + O2 ( 2Na2O (r)
2. Tác dụng với axit
Do thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử
= 0,00 V, thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử của kim loại kiềm có giá trị từ –3,05 V đến –2,94 V, nên các kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) thành khí H2 (phản ứng gây nổ nguy hiểm) :
2M + 2H+ ( 2M+ + H2(
3. Tác dụng với nước
Xem phim 1
Vì thế điện cực chuẩn (
) của kim loại kiềm nhỏ hơn nhiều so với thế điện cực chuẩn của nước (
= -0,41 V) nên kim loại