Kim Loại Kiềm Là Gì? Các Hợp Chất Quan Trọng Và Ứng Dụng Của Kim Loại Kiềm

1. Lý thuyết kim loại kiềm

1.1. Kim loại kiềm là gì?

Để trả lời cho câu hỏi kim loại kiềm là gì, các bạn cần hiểu và nắm rõ các lý thuyết kim loại kiềm. 

Kim loại kiềm là tổng hợp tất cả các kim loại thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn hóa học.

Các nguyên tố sau là kim loại kiềm 

• Liti - Li

• Natri - Na

• Kali - K

• Rubiđi - Rb

• Xesi - Cs

• Franxi - Fr

1.2. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử của các kim loại kiềm 

Trong bảng tuần hoàn hóa học, các kim loại kiềm có vị trí và các cấu hình electron nguyên tử như sau: 

• Li: [He] 2s1

• Na: [Ne] 3s1

• K: [Ar] 4s1

• Rb: [Kr] 5s1

• Cs: [Xe] 6s1

2. Tính chất vật lý của kim loại kiềm

Kim loại kiềm cũng thuộc nhóm kim loại cho nên kim loại kiềm cũng có những tính chất chung của kim loại:

• Tính dẻo

• Ánh kim

• Dẫn điện tốt

• Dẫn nhiệt tốt

Kim loại kiềm có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn so với các nguyên tố khác 

Do kim loại kiềm có mạng tinh thể lập phương tâm khối, cấu trúc khá rỗng, trong tinh thế giữa các nguyên tử và ion liên kết với nhau bằng các liên kết kim loại yếu cho nên độ cứng của kim loại kiềm thấp. 

3. Tính chất hóa học của kim loại kiềm

3.1. ​​Kim loại kiềm tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ thường hoặc cao khi tác dụng với phi kim sẽ tạo thành oxit bazơ.

Li + O₂  → Li₂O

Na + O₂ → Na₂O

K + O₂ → K₂O

3.2. Kim loại kiềm tác dụng với axit

Kim loại kiềm giải phóng muối và tạo thành khí hiđro khi tác dụng với axit.

Na + HCl → NaCl + H₂

K + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂

3.3. Kim loại kiềm tác dụng với nước

Khi tác dụng với nước, kim loại kiềm tạo thành Hiđroxit tương ứng và giải phóng khí hidro.

K + H₂O → KOH + H₂

Na + H₂O → NaOH + H₂

4. Ứng dụng, trạng thái tự nhiên của kim loại kiềm

Kim loại kiềm dùng để chế tạo các kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp, hợp kim liti - nhôm siêu nhẹ, ứng dụng trong kỹ thuật hàng không, xesi ứng dụng của tế bào quang điện.

Các kim loại kiềm chỉ tồn tại dưới dạng hợp chất không tồn tại dưới dạng đơn chất, muối NaCl có trong nước biển, tồn tại dưới dạng silicat và aluminat trong 1 số hợp chất trong đất.

5. Phương pháp điều chế kim loại kiềm

Sử dụng phương pháp khử ion khi muốn điều chế kim loại kiềm.

M⁺ + e → M

Nhưng không có chất nào có thể khử được ion của kim loại kiềm.

Phương pháp thường xuyên sử dụng khi điều chế kim loại kiềm là điện phân nóng chảy muối halogenua của nó.

6. Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm

Trong hóa 12 kim loại kiềm sẽ có 1 số loại hợp chất sau đây, hãy cùng tìm hiểu tính chất và các ứng dụng của nó sau đây.

6.1. Natri hiđroxit (NaOH)

• Tính chất NaOH:

- Natri hiđroxit là chất rắn, không có màu, dễ thấm hút, tan nhiều trong dung dịch NaOH.

- Dung dịch NaOH hội tụ đầy đủ tính chất hóa học của một bazơ mạnh.

+ Trong nước phân li hoàn toàn: NaOH → Na⁺ + OH^-

+ Đổi màu một số chất: làm xanh quỳ tím và hồng phenolphtalein

- Tác dụng với oxit axit, axit tạo thành muối và nước.

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

CO₂ + NaOH → NaHCO₃

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

- Tác dụng với dung dịch muối:

- Tác dụng với vài kim loại và các oxit, hiđroxit lưỡng tính (các bạn có thể xem phần tính chất hoá học của các chất Al, Cr, Zn).

• Ứng dụng: NaOH được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ, xà phòng, giấy, tơ nhân tạo, luyện nhôm,...

6.2. Natri hiđrocacbonat (NaHCO₃)

• Tính chất của NaHCO₃

a. Bị phân huỷ bởi nhiệt:

b. Tính lưỡng tính:

HCO₃- + H⁺ → H₂O + CO₂

⇒ HCO₃- nhận thêm proton (H⁺), có tính bazơ.

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

HCO₃- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

⇒ HCO₃- nhường đi proton (H⁺), có tính axit.

Hoặc: 2NaHCO₃ + 2KOH → Na₂CO₃ + K₂CO₃ + 2H₂O

Dung dịch NaHCO₃ khiến xanh quỳ tím, làm hồng phenolphtalein (có tính kiềm yếu):

NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃-

HCO₃- + H₂O   H₂CO₃ + OH^-

• Ứng dụng NaHCO3:

Natri hiđrocacbonat được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm (làm bột nở), y học (thuốc chữa đau dạ dày), làm nước giải khát

6.3. Natri cacbonat (Na₂CO₃)

• Tính chất của Na₂CO₃ là:

- Là chất có màu trắng, chất ở thể rắn, dễ tan trong nước, nóng chảy ở nhiệt độ 850°.

- Mang trong nó tính bazơ yếu thể hiện ở các phản ứng

+ Làm đổi màu của chất chỉ thị (làm xanh giấy quỳ tím)

Na₂CO₃ → 2Na⁺ + CO₃^2-

CO₃^2- + H₂O  HCO_3- + OH^-

+ Tác dụng với axit

+ Tác dụng với dung dịch muối

- Lưu ý: Na₂CO₃ phản ứng với muối Fe³⁺ hay Al³⁺ có phản ứng sau

• Ứng dụng Na₂CO₃:

Là nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất xà phòng, thuỷ tinh, phẩm nhuộm, giấy,...

6.4. Kali nitrat (KNO₃)

• Tính chất KNO₃:

- Là chất ở thể rắn, tinh thể không có màu, dễ tan trong nước

- Dễ bị phân hủy bởi nhiệt: 2KNO₃ 2KNO₂ + O₂

• Ứng dụng của KNO₃:

- Làm phân bón (phân đạm, kali)

- Thuốc thuốc súng có thành phần KNO₃, C và S.

Trên đây là tổng hợp lại toàn bộ kiến thức về kim loại kiềm mà VUIHOC muốn chia sẻ đến cho các bạn học sinh. Hy vọng rằng sau bài viết này, các bạn sẽ nắm chắc được kiến thức về kiến thức Hóa 12  và đạt điểm cao trong các bài kiểm tra sắp tới. Để có thêm các kiến thức bổ ích khác phục vụ cho ôn thi hóa THPT Quốc gia, các em hãy truy cập ngay nền tảng Vuihoc.vn để nhận thêm nhiều bài giảng hay nhé!

Bài viết tham khảo thêm:

Phương pháp điều chế kim loại

Lý thuyết kim loại kiềm thổ