Хемијска својства земноалкалних метала. Списак земноалкалних метала

Друга група периодичног система ДИ Менделејева садржи групу елемената који су по својим својствима веома слични алкални метали међутим, они су инфериорни у активностима. Садржи берилијум и магнезијум, као и калцијум, стронцијум, баријум и радијум. Познати су под општим називом - земноалкални елементи. У нашем чланку ћемо се упознати са њиховом дистрибуцијом у природи и примени у индустрији, а такође ћемо проучити и главне хемијске особине земно-алкалних метала.

Опште карактеристике

Сви атоми изнад наведених елемената садрже два електрона у спољашњем енергетском слоју. У интеракцији са другим супстанцама, они увек дају своје негативне честице, прелазећи у стање катиона са набојем 2+. У редокс реакцијама, елементи се понашају као јаки редукциони агенси. Са повећањем нуклеарног набоја, повећавају се хемијске особине земноалкалних метала и њихова активност. Брзо се оксидирају у ваздуху, формирајући оксидни филм на својој површини. Општа формула за све оксиде је РО. Одговарају хидроксидима са формулом Р (ОХ) ₂ . Њихова основна својства и растворљивост у води такође се повећавају са повећањем серијског броја елемента.

Посебна својства берилијума и магнезијума

У неким својствима прва два представника главне подгрупе друге групе донекле се разликују од других земно-алкалних елемената. Ово се посебно манифестује током њихове интеракције са водом. На пример, хемијске особине берилијума су такве да уопште не реагују са Х ₂ О. Магнезијум реагује са водом само када се загрева. Али сви земноалкални елементи лако реагују са њом при обичној температури. Које се супстанце формирају истовремено?

База алкално-земног метала

Калцијум, баријум и други чланови групе брзо замењују водоник из воде, што резултира њиховим хидроксидима. Интеракција земноалкалних метала са водом тече брзо, са ослобађањем топлоте. Отопине ​​база калцијума, барија, стронцијума, умирујуће на додир, када дођу у контакт са кожом и слузокожом очију, изазивају тешке опекотине. Прва помоћ у таквим случајевима ће бити третирање површине ране слабим раствором сирћетне киселине. Неутрализује алкалије и смањује ризик од некрозе оштећених ткива.

Хемијска својства земноалкалних метала

Интеракција са кисеоником, водом и неметалима је главна листа својстава метала укључених у другу групу периодичног система хемијских елемената. На пример, калцијум чак и под нормалним условима реагује са халогенима: флуор, хлор, бром и јод. Када се загрева, комбинује се са сумпором, угљеником и азотом. Тешка оксидација - горење, завршава формацијом калцијум оксид: 2Ца + О ₂ = 2 ЦаО. Интеракција метала са водоником доводи до појаве хидрида. То су бијеле ватросталне твари с ионским кристалним решеткама. Важна хемијска својства земноалкалних метала укључују њихову интеракцију са водом. Као што је раније поменуто, производ ове реакције супституције је метални хидроксид. Напомињемо да у главној подгрупи друге групе, калцијум заузима најзначајније место. Стога се детаљније осврћемо на његове карактеристике.

Калцијум и његова једињења

Садржај елемента у кори је до 3,5%, што указује на његову широку дистрибуцију у саставу минерала као што су кречњак, креда, мермер и калцит. Састав природног калцијума укључује шест врста изотопа. Налази се иу природним изворима воде. Једињења алкалних метала су детаљно проучавана током неорганске хемије. На пример, у разреду 9, ученици ће научити да је калцијум лак али јак сребрно-бели метал. Његова талишта и тачке кључања су веће од тачака алкалних елемената. Главни метод добијања - електролиза смеше растопљених соли хлорида и калцијум флуорида. Главне хемијске особине су његове реакције са кисеоником, водом и неметалима. Од једињења алкалних метала, оксид и калцијум су најважнији за индустрију. Прво једињење се добија од креде или кречњака, спаљивањем.

Даље, калцијум хидроксид се формира из калцијум оксида и воде. Његова мешавина са песком и водом зове се грађевински малтер. И даље се користи као малтер и за спајање цигли приликом полагања зидова. Отопина калцијум хидроксида, названа вапнена вода, користи се као реагенс за детекцију угљен-диоксида. Када се пропушта угљен-диоксид кроз бистри водени раствор Ца (ОХ) ₂ , уочава се његова замућеност због формирања нерастворљивог талога. калцијум карбонат.

Магнезијум и његове карактеристике

Хемија земноалкалних метала проучава особине магнезијума, фокусирајући се на неке од његових особина. То је веома лак, сребрно-бијели метал. Магнезијум растопљен у атмосфери високе влажности активно апсорбује молекуле водоника из водене паре. Хлађењем, метал их скоро потпуно ослобађа у ваздух. Веома споро реагује са водом због формирања слабо растворљивог једињења, магнезијум хидроксида. Алкали уопште не делују на магнезијум. Метал не реагује са неким киселинама: концентрованим сулфатом и флуоро флуором, због пасивизације и формирања заштитног филма на површини. Већина минералних киселина раствара метал, што је праћено брзим ослобађањем водоника. Магнезијум је јако редукционо средство, замењује многе метале из њихових оксида или соли:

БеО + Мг = МгО + Бе.

Метали заједно са берилијумом, манганом, алуминијумом се користе као средство за легирање челика. Посебно вриједна својства су легуре које садрже магнезијум - електрони. Користе се у производњи авиона и аутомобила, као иу детаљима оптичке технологије.

Улога елемената у виталној активности организама

Дајемо примере земноалкалних метала, чија су једињења уобичајена у дивљини. Магнезијум је централни атом молекула хлорофила у биљкама. Учествује у процесу фотосинтезе и део је активних центара зеленог пигмента. Атоми магнезијума фиксирају светлосну енергију, претварајући је у енергију хемијских веза органских једињења: глукозе, амино киселина, глицерина и масних киселина. Важну улогу игра елемент као неопходна компонента ензима који регулишу метаболизам у људском телу. Калцијум је макронутријент који обезбеђује ефикасан пролаз електричних импулса кроз нервно ткиво. Присуство фосфатних соли у саставу костију и зубне цаклине даје им тврдоћу и чврстоћу.

Берилијум и његова својства

Алкално-земни метали такође укључују берилијум, баријум и стронцијум. Размислите о берилијуму. Елемент није широко распрострањен у природи, углавном се налази у саставу минерала, нпр. Берил. Његове сорте које садрже вишебојне нечистоће чине драгуље: смарагде и аквамарине. Карактеристика физичких својстава је крхкост и висока тврдоћа. Карактеристика атома елемента је присуство на другом спољашњем енергетском нивоу не осам, као код свих других земноалкалних метала, већ само два електрона.

Због тога је полупречник атома и јона непропорционално мали, енергија јонизације је велика. То изазива велику снагу. цристал латтице метал. Хемијске особине берилијума такође га разликују од других елемената друге групе. Он реагује не само са киселинама, већ и са алкалним растворима, истискујући водоник и формирајући хидроксоберилате:

Бе + 2НаОХ + 2Х2О = На2 [Бе (ОХ) ₄ ] + Х2.

Метал има бројне јединствене карактеристике. Због могућности прескакања рендгенских зрака, користи се за израду прозора рендгенских цијеви. У нуклеарној индустрији, елемент се сматра најбољим модератором и рефлектором неутрона. У металургији се користи као вриједан легирајући адитив који повећава антикорозивна својства легура.

Стронцијум и баријум

Елементи су прилично чести у природи и, као и магнезијум земно алкалијског метала, део су минерала. Назовимо их: то је барит, целестин, стронцијум. Баријум има изглед пластичног метала сребрно-беле боје. Као и калцијум, он је представљен са неколико изотопа. У ваздуху она активно комуницира са својим компонентама - кисеоником и азотом - да формира баријум оксид и нитрид. Из тог разлога, метал се складишти под слојем парафина или минералног уља, избегавајући његов контакт са ваздухом. Оба метала формирају пероксиде када се загреју до 500 ° Ц.

Од њих, баријев пероксид, који се користи као избељивач ткива, има практичну примену. Хемијска својства земноалкалних метала, баријума и стронцијума, слична су својствима калцијума. Међутим, њихова интеракција са водом је много активнија, а добијене базе су јаче од калцијум хидроксида. Баријум се користи као додатак расхладним течностима за течне метале, смањујући корозију, у оптици, у производњи вакуумских електронских уређаја. Стронцијум је тражен у производњи фотонапонских ћелија и фосфора.

Квалитативне реакције коришћењем јона земноалкалних метала

Једињења баријума и стронцијума су примери земноалкалних метала који се широко користе у пиротехничким својствима због њиховог светлог обојења пламена јонима. Тако, стронцијум сулфат или карбонат даје карминско-црвени сјај пламена, а одговарајући спојеви баријума дају жуто-зелени сјај. За детекцију калцијумових јона у лабораторији, на пламен горионика се сипа неколико пелета калцијум хлорида, пламен је обојен у црвену боју.

Раствор баријум хлорида се користи у аналитичкој хемији за детекцију киселог остатка сулфатне киселине у раствору. Ако се по излијевању раствора формира бели талог баријум сулфата, то значи да су у њему постојале СО ₄ ^2- честице.

У нашем чланку смо проучавали својства земноалкалних метала и дали примјере њихове примјене у различитим индустријама.