Главная подгруппа II группы
Общая электронная формула элементов главной подгруппы ...ns2.
Первый элемент Be по своим химическим свойствам (без учета валентности) более похож на алюминий, чем на элементы своей подгруппы. Это явление называется диагональной аналогией. Второй – Mg, имеет сходство как с Ca, так и с Li.
Ca, Sr, Ba и Ra относятся к семейству щелочноземельных металлов.
Все металлы главной подгруппы II группы (кроме Ra) относятся к легким. По своей твердости значительно превосходят щелочные металлы. Самый мягкий барий по своей твердости близок к свинцу. Общим свойством для элементов главной подгруппы II группы является то, что они в своих соединениях проявляют только степень окисления +2.
В природе элементы главной подгруппы II группы широко распространены (кроме Be и Ra). За счет высокой активности в свободном состоянии не встречаются, всегда в виде соединений: CaCO3 – известняк, CaCO3.MgCO3 – доломит, MgCO3 – магнезит, CaSO4.2H2O – гипс, CaF2 – флюорит, BaCO3 – витерит, SrCO3 – стронцианит, MgCl2.KCl – карналит, Be3Al3[Si6O18] – берилл (изумруд, аквамарин). Радий содержится в урановых рудах в ничтожных количествах. Для получения одного грамма Ra необходимо переработать около 30 тонн руды.
Получают щелочноземельные металлы электролизом расплавленных солей.
Химические свойства
1. Все они взаимодействуют с водой, однако Be и Mg взаимодействуют с водой только до образования на их поверхности плотной пленки гидроксида, мало растворимой в воде и предохраняющей основной металл от дальнейшего растворения:
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 ↓ + H2 ↑
Щелочноземельные металлы с водой взаимодействуют более энергично.
2. Устойчивость к окислению кислородом воздуха убывает от бериллия к барию.
3. При взаимодействии с кислородом образуются нормальные оксиды состава МО. Пероксиды менее устойчивы, чем пероксиды щелочных металлов.
4. С водородом образуют гидриды:
Ca + H2 = CaH2
Эти гидриды, как и гидриды щелочных металлов, имеют солеобразный характер. Водород в них проявляет отрицательную степень окисления -1.
5. Оксиды и гидроксиды получаются сжиганием соответствующего металла в кислороде или термическим разложением кислородсодержащих солей:
CaCO3 = CaO + CO2
Соединяясь с водой, оксиды переходят в гидроксиды:
CaO + H2O = Ca(OH)2
Основный характер гидроксидов возрастает сверху вниз по группе. Гидроксид бериллия амфотерен. Mg(OH)2 обнаруживает слабые основные свойства. Ca(OH)2 , Sr(OH)2 , Ba(OH)2 - сильные основания.
6. При обычной температуре или при нагревании щелочноземельные металлы взаимодействуют с кислородом, азотом, углеродом, водородом, фосфором, галогенами.
7. При прокаливании с углем карбонаты щелочноземельных металлов образуют карбиды, которые представляют собой соединения нестехиометрического состава, т.е. не отвечающие правилу формальной валентности:
CaCO3 + 3C = CaC2 + CO + CO2
8. При взаимодействии CaC2 с водой получается ацетилен:
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
9. При обжиге карбонатов образуются оксиды:
CaCO3 = CaO + CO2
Оксид кальция, полученный обжигом известняков, носит техническое название “негашеная известь”. CaO бурно взаимодействует с водой:
CaO + H2O = Ca(OH)2
Полученный гидроксид носит техническое название “гашеная известь”, которая при добавлении оксида кремния (песка) используется в строительном деле в качестве вяжущего материала. Затвердевание извести происходит за счет взаимодействия с атмосферным углекислым газом:
Ca(OH)2 + СO2 = CaСO3 + H2O
В строительном деле используется так же гипс (CaSO4. 2H2O), при прокаливании которого (150оС) образуется алебастр (CaSO4 . 0,5H2O):
CaSO4 . 2H2O = CaSO4 . 0,5H2O + 1,5H2O
Из простых веществ применение находят в основном бериллий и магний в качестве покрытия для урана в тепловыделяющих элементах атомных реакторов. Значительные количества магния используется в виде сплавов в автомобильной и авиационной промышленностях.
Дата добавления: 2015-04-29; просмотров: 2622;