1,01^365 = 37,8 (Mỗi nỗ lực, dù là nhỏ nhất, đều có Ý nghĩa)

I. Đơn chất nhóm IIA
1. Vị trí và cấu tạo
– Nhóm IIA được gọi là nhóm kim loại kiềm thổ, bao gồm: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra (phóng xạ).
– Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2.
– Trong hợp chất, các kim loại nhóm IIA có số oxi hóa +2.

2. Trạng thái tự nhiên
– Trong tự nhiên, các nguyên tố nhóm IIA chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.
VD: Mg có trong quặng dolomite (CaCO3.MgCO3).
Ca có trong đá vôi, quặng calcite (CaCO3), thạch cao (CaSO4), …
3. Tính chất vật lí
– Bán kính nguyên tử các nguyên tố nhóm IIA tăng dần từ Be đến Ba do số lớp electron tăng dần.
– Các kim loại nhóm IIA là kim loại nhẹ, có nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng cao hơn kim loại nhóm IA cùng chu kì nhưng tương đối thấp so với các kim loại khác.
4. Tính chất hóa học
– Kim loại nhóm IIA có tính khử mạnh, chỉ kém kim loại nhóm IA.
– Tính khử tăng dần từ Be đến Ba do bán kính nguyên tử tăng, khả năng nhường e tăng.
M → M2+ + 2e
(a) Tác dụng với oxygen
– Khi đốt nóng trong oxygen hoặc trong không khí, các kim loại nhóm IIA bốc cháy tạo oxide và cho ngọn lửa có màu đặc trưng. TQ: 2M + O2 2MO
+ Ca cháy cho ngọn lửa màu đỏ cam.
+ Sr cháy cho ngọn lửa màu đỏ son.
+ Ba cháy cho ngọn lửa màu lục.

Ca và Ca2+ Sr và Sr2+ Ba và Ba2+
Các hợp chất Ca2+, Sr2+, Ba2+ khi đốt cháy cũng cho ngọn lửa có màu sắc tương tự kim loại tương ứng Có thể dùng màu ngọn lửa để nhận biết Ca, Sr, Ba hoặc hợp chất của chúng.

(b) Tác dụng với nước

– Be không tác dụng với nước do có màng oxide bảo vệ bề mặt.

– Mg phản ứng chậm với nước ở nhiệt độ thường, nhanh hơn khi đun nóng.

           Mg + 2H₂O  Mg(OH)₂ + H₂↑

– Ca, Sr, Ba phản ứng mạnh với nước ở nhiệt độ thường và mức độ phản ứng tăng dần.

          M + 2H₂O → M(OH)₂ + H₂↑     (M là Ca, Sr, Ba)

– Độ tan các hydroxide tăng dần: Be(OH)₂ < Mg(OH)₂ < Ca(OH)₂ < Sr(OH)₂ < Ba(OH)₂

– Trong phản ứng trên, hydroxide tạo thành càng dễ tan thì càng dễ giải phóng khỏi bề mặt kim loại, tạo điều kiện thuận lợi để kim loại tiếp tục phản ứng với nước.

5. Ứng dụng

– Các kim loại nhóm IIA tạo ra hợp kim có nhiều ứng dụng trong thực tế:

+ Hợp kim của Be có độ bền cơ học, không bị ăn mòn, khó nóng chảy, …

+ Hợp kim của Mg cứng, bền, nhẹ làm vật liệu sản xuất ô tô, máy bay, …

1. Hợp chất của kim loại nhóm IIA
2. Tính tan

v Tính tan của các muối carbonate, sulfate và nitrate

– Các muối nitrate đều tan.

– Hầu hết các muối carbonate đều không tan trừ BeCO₃ bị thủy phân.

– Các muối BeSO₄, MgSO₄ tan, SrSO₄ và CaSO₄ ít tan, BaSO₄ không tan.

Bảng tính tan của muối và hydroxide kim loại nhóm IIA

T: chất dễ tan, I: chất ít tan, K: chất không tan, -: bị thủy phân

Thí nghiệm so sánh độ tan giữa CaSO₄ và BaSO₄

– Thêm 2 mL dung dịch CaCl₂ vào ống nghiệm (1) và 2 mL dung dịch BaCl₂ vào ống nghiệm (2).

– Nhỏ từ từ từn giọt dung dịch CuSO₄ vào mỗi ống nghiệm cho đến khi xuất hiện kết tủa.

Nhận xét: Ống nghiệm (2) xuất hiện kết tủa sớm hơn so với ống nghiệm (1) do BaSO₄ có độ tan nhỏ hơn CaSO₄.

2. Một số hợp chất quan trọng

(a) Muối carbonate

♦ Tác dụng với acid

– Muối carbonate có thể tác dụng với acid → Muối + CO₂↑ + H₂O

      CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

– Muối carbonate tan trong nước có hoàn tan khí CO₂

      CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

♦ Phản ứng nhiệt phân

– Muối carbonate của kim loại nhóm IIA bị nhiệt phân tạo thành oxide và CO₂.

                   TQ: MCO₃(s)  MO(s) + CO₂(g)  

– Độ bền nhiệt của các muối có xu hướng tăng từ MgCO₃ đến BaCO₃, đặc điểm này phù hợp với xu hướng biến đổi giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên.

(b) Muối nitrate

– Các muối nitrate của nguyên tố nhóm IIA bị nhiệt phân →  Oxide kim loại + NO₂ + O₂

                    TQ: M(NO₃)₂ (s)  MO(s) + 2NO₂(g) + ½ O₂(g)     

– Độ bền nhiệt các muối nitrate có xu hướng tăng từ Mg(NO₃)₂ đến Ba(NO₃)₂, đặc điểm này phù hợp với xu hướng biến đổi giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng trên.

(c) Nhận biết sự có mặt của các ion riêng biệt Ca²⁺, Ba²⁺, SO₄^2-, CO₃^2-

3. Ứng dụng

– Một số hợp chất của calcium còn có vai trò quan trọng đối với cơ thể con người như:

+ Ca₃(PO₄)₂, Ca₅(PO₄)₃OH tham gia cấu tạo xương và răng.

+ ion Ca²⁺ trong cơ thể có chức năng truyền dẫn tín hiệu thần kinh đến tế bào, chức năng co giãn của cơ bắp (bao gồm cả cơ tim).

III. Nước cứng

1. Khái niệm, phân loại

(a) Khái niệm

– Nước chứa nhiều ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước cứng.

– Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước mềm.

(b) Phân loại

– Nước trong tự nhiên thường có tính cứng toàn phần.

2. Tác hại của nước cứng

– Đóng cặn nồi hơi đun nước gây tốn nhiên liệu và không an toàn.

– Đóng cặn đường ống dẫn nước làm giảm lưu lượng nước hoặc tắc đường ống.

– Giặt quần áo bằng nước cứng xà phòng tạo ít bọt, tốn xà phòng và tạo muối ít tan bám vào quần áo, làm quần áo mau hỏng.

– Nấu ăn bằng nước cứng làm thực phẩm lâu chín, giảm mùi vị.

3. Làm mềm nước cứng