S-елементи 2 групи

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА.До лужноземельних металів зазвичай

відносять кальцій, стронцій і барій, оскільки їх оксиди (землі) при

розчинення у воді дають луги. Оксиди берилію та магнію у воді не

розчиняються. Іноді та всі метали з 2А групи називають

лужноземельними. На зовнішньому рівні атоми мають 2 електрони (Be -

2s2, Mg - 3s2, Ca - 4s2 і т.д.).

При збудженні s-електрони переходять на р-

підрівень і тоді можливе утворення двох зв'язків

(Валентність дорівнює двом). У з'єднаннях метали

виявляють ступінь окиснення +2.

1. Лужноземельні метали сильні відновники, хоч і

поступаються лужним металам. Відновлювальні властивості зростають

зверху вниз, що збігається із збільшенням атомних радіусів (Be – 0,113

нм, Ba - 0,221 нм) та ослабленням зв'язку електронів з ядром. Так, Ве і Mg

розкладають воду дуже повільно, а Са, Sr, бурхливо.

2. На повітрі Be і Mg покриваються захисною плівкою і згоряють при

тільки при підпалюванні, тоді як Ca, Sr, Ba самозаймаються при

контакт з повітрям.

3. Оксиди Be та Mg нерозчинні у воді та гідроксиди Be та Mg

отримують непрямим шляхом, тоді як оксиди Ca, Sr, Ba з'єднуючись з

водою, утворюють гідроксиди. Оксид берилію має амфотерні

властивості, інші оксиди – основні властивості.

4. Be(OH)2 та Mg(OH)2 майже нерозчинні у воді (0,02 та 2 мг на 100 г).

Розчинність Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 становить 0,1, 0,7 та 3,4 г.

цьому Be(OH)2 - амфотерний гідроксид, Mg(0H)2, - слабка основа,

Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(0H)2 - сильні основи.

5. Галогеніди добре розчиняються у воді, але розчинність

сульфатів падає зверху донизу. Так, у 100 г води розчиняється 35,6 г

MgSO4, але тільки 0,2 г CaSO4, 0,01 г SrSO4 та 0,0002 г BaSO4.

6. Розчинність карбонатів знижується зверху донизу. MgCO3 - 0,06 г на

100 г води, ВаСО3 всього - 0,002г. Термічна стійкість карбонатів

зростає зверху вниз: Якщо BeCO3 розкладається за 100о, MgCO3 - за 350о, то

СаСО3 – при 900о, SrCO3 – 1290о BaCO3 – при 1350о.

БЕРИЛІЙ -має більш виражені ковалентні

(неметалеві) властивості, ніж інші елементи групи 2А. І сам

берилій, його оксид та гідроксид мають амфотерні властивості.

Ве + 2НСl = BeCl2 + H2 Ве + 2KOH + 2H2O = K2 + H2

BeO + 2HCl = BeCl2 + H2O BeO + 2KOH + H2O = K2

Be(OH)2 + 2HCl = BeCl2 + 2H2O Be(OH)2 + 2KOH = K2

Магній та кальцій

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ. Вміст магнію та кальцію в земній корі 2,1

та 3,6%. Мінерали магнію- MgCO3. CaCO3 - доломіт, MgCO3 - магнезит, KCl.

6H2O - карналіт; MgSO4

KCl. 3H2O – каїніт. Мінерали кальцію:

CaCO3 - кальцит (вапняк, крейда, мармур), СaSO4

2H2O - гіпс, Ca3(PO4)2 -

фосфорит, 3Ca3(PO4)2

CaF2 – апатит.

Магній і кальцій - сріблясто-білі метали плавляться при 651 і

851о С. Кальцій та його солі забарвлюють полум'я у цегляно-червоний колір.

ОТРИМАННЯ. Кальцій та магній отримують електролізом розплаву

хлориду кальцію або хлориду магнію або алюмотермічним методом.

електроліз to

СаCl2  Ca + Cl2 4CaO + 2Al = 3Ca + CaO . Al2O3

Хімічні властивості кальцію та магнію.

У з'єднаннях обидва метали виявляють ступінь окиснення +2. При

цьому кальцій активніший, ніж магній, хоча і поступається стронцію і

1. Взаємодія з киснем йде із займанням і

виділенням тепла та світла.

Mg + O2 = 2MgO;  2Ca + O2 = 2CaO

2. Взаємодія із галогенами. Фтор з'єднується з Са та Mg

безпосередньо, решта галогенів тільки при нагріванні.

Mg + Cl2 = MgCl2; Ca + Br2 = CaBr2

3. При нагріванні Са та Mg утворює з воднем гідриди, які

легко гідролізуються та окислюються. to to

Mg + Н2 = MgН2; Ca + Н2 = CaН2

СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2H2; CaН2 + О2 = СаО + Н2О

4. При нагріванні обидва метали взаємодіють з іншими

неметалмі:

Mg + S = MgS; 3Ca + N2 = Ca3N2; 3Mg + 2P = Mg3P2

3Ca + 2As = Mg3As2; Ca + 2C = CaC2; Mg + 2C = MgC2

Нітриди, сульфіди та карбіди кальцію та магнію схильні

гідролізу:

Ca3N2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2NH3; CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 +

5. Берилій та магній з водою та спиртами взаємодіють тільки

при нагріванні, тоді як кальцій бурхливо витісняє їх

Mg + H2O = MgO + H2; Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

Са + 2С2Н5ОН = Са(С2Н5О)2 + Н2

6. Магній та кальцій забирають кисень у оксидів менш активних

металів.

CuO + Mg = Cu + MgO;  MoO3 + 3Ca = Mo + 3CaO

7. З кислот-неокислювачів магній та кальцій витісняють водень,

а кислоти-окислювачі ці метали глибоко відновлюють.

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2; Ca + 2CH3COOH = Ca(CH3COO)2 + H2

3Mg + 4H2SO4к = 3MgSO4 + S + 4H2O; 4Ca + 10HNO3к= 4Ca(NO3)2 + N2O

4Ca + 10HNO3оч.розб. = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

8. Кальцій та магній легко окислюються розчинами окислювачів:

5Mg + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5MgSO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Са + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3СаSO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

Оксиди гідроксиди кальцію та магнію.

Оксид магнію MgO- білий порошок, тугоплавкий (вогнетрив),

нерозчинний у воді та кислотах і лише аморфна форма оксиду

магнію повільно взаємодіє із кислотами. Отримують оксид магнію

нагріванням гідроксиду магнію.

MgO (аморфний) + 2HCl = MgCl2 + H2O;  Mg(OH)2 = MgO + H2O

Гідроксид магнію Mg(OH)2- малорозчинне та

малодисоціюючу основу. Отримують дією лугів на солі

магнію. При пропущенні діоксиду вуглецю через його розчин випадає

осад карбонату магнію, який надалі розчиняється при

надлишку СО2.

MgCl2 + 2KOH = Mg(OH)2 + 2KCl MgCl2 + 2NH4OH = Mg(OH)2 + 2NH4Cl

Mg(OH)2 + CO2 = MgCO3 + H2O MgCO3 + CO2 + H2O = Mg(HCO3)2

Оксид кальцію - СаО- Негашене вапно. Біле тугоплавке

речовина з вираженими основними властивостями (утворює з водою

гідроксид, реагує з кислотними оксидами, кислотами та амфотерними

оксидами).

СаО + Н2О = Са(ОН)2 СаО + СО2 = СаСО3 СаО + 2НCl = CaCl2

СаO + Al2O3 = Ca(AlO2)2 CaO + Fe2O3 = Ca(FeO2)2

Отримують випалом вапняку або відновленням сульфату

СаСО3 = СаО + СО2; 2СаSO4 + 2C = 2CaO + 2SO2 + CO2

Гідроксид кальцію Са(ОН)2- гашене вапно (гармата), одержують

при взаємодії оксиду кальцію із водою. Сильна основа, крім

того розчиняє деякі неметали та амфотерні метали.

Са(ОН)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + SO3 = CaSO4 +

3Ca(OH)2 2FeCl3 = 2Fe(OH)3+ 3CaCl2 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + NH3

2Са(ОН)2 + Сl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O Са(ОН)2 + 2Al + 2H2O =

Гашене вапно входить до складу будівельного розчину.

Затвердіння ґрунтується на реакціях:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O;  Ca(OH)2 + SiO2 = CaSiO3 + H2O

з повітря пісок

При пропущенні діоксиду вуглецю через розчин Ca(OH)2

(вапняну воду) випадає осад карбонату кальцію, який при

подальшому пропусканні СО2 розчиняється внаслідок утворення

розчинного гідрокарбонату кальцію

Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О;  СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2

До сімейства лужноземельних елементіввідносять кальцій, стронцій, барій та радій. Д. І. Менделєєв включав у це сімейство та магній. Лужноземельними елементи називаються з тієї причини, що їх гідроксиди, подібно до гідроксидів лужних металів, розчиняються у воді, тобто є лугами. «Земельними ж вони названі тому, що в природі вони зустрічаються в стані сполук, що утворюють нерозчинну масу землі, і самі у вигляді оксидів RO мають землистий вигляд», - пояснював Менделєєв в Основах хімії.

Загальна характеристика елементів II а групи

Метали головної підгрупи II групи мають електронну конфігурацію зовнішнього енергетичного рівня ns² і є s-елементами.

Легко віддають два валентні електрони, і у всіх сполуках мають ступінь окислення +2

Сильні відновники

Активність металів та їх відновна здатність збільшується в ряду: Be–Mg–Ca–Sr–Ba

До лужноземельних металів відносять лише кальцій, стронцій, барій та радій, рідше магній.

Берилій за більшістю властивостей ближче до алюмінію.

Фізичні властивості простих речовин

Лужноземельні метали (порівняно з лужними металами) мають більш високі t°пл. і t°кип., потенціалами іонізації, щільністю та твердістю.

Хімічні властивості лужноземельних металів

1. Реакція із водою.

У звичайних умовах поверхня Be і Mg покриті інертною оксидною плівкою, тому вони стійкі до води. На відміну від них Ca, Sr та Ba розчиняються у воді з утворенням лугів:

Mg + 2H 2 O – t° → Mg(OH) 2 + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2. Реакція із киснем.

Усі метали утворюють оксиди RO, барій-пероксид – BaO 2:

2Mg + O 2 → 2MgO

Ba + O 2 → BaO 2

3. З іншими неметалами утворюють бінарні сполуки:

Be + Cl 2 → BeCl 2 (галогеніди)

Ba + S → BaS (сульфіди)

3Mg + N 2 → Mg 3 N 2 (нітриди)

Ca + H 2 → CaH 2 (гідриди)

Ca + 2C → CaC 2 (карбіди)

3Ba + 2P → Ba 3P 2 (фосфіди)

Берилій та магній порівняно повільно реагують з неметалами.

4. Усі лужноземельні метали розчиняються в кислотах:

Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2

Mg + H 2 SO 4 (розб.) → MgSO 4 + H 2

5. Берилій розчиняється в водних розчинахлугів:

Be + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2

6. Летючі сполуки лужноземельних металів надають полум'ю характерного кольору:

сполуки кальцію – цегляно-червоний, стронцію – карміново-червоний, а барію – жовтувато-зелений.

Берилій, як і літій, належить до s-елементів. Четвертий електрон, що у атомі Be, міститься на 2s-орбіталі. Енергія іонізації берилію вища, ніж у літію, через більший заряд ядра. У сильних підставах він утворює іон-беріллат ВеО 2-2. Отже, берилій - метал, але його сполуки мають амфотерність. Берилій, хоч і метал, але значно менш електропозитивний, порівняно з літієм.

Високою енергією іонізації атома берилій помітно відрізняється від інших елементів ПА-підгрупи (магнію та лужноземельних металів). Його хімія багато в чому подібна до хімії алюмінію (діагональна подібність). Таким чином, це елемент з наявністю у його сполук амфотерних якостей, серед яких переважають все ж таки основні.

Електронна конфігурація Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 в порівнянні з натрієм має одну істотну особливість: дванадцятий електрон міститься на 2s-орбіталі, де вже є 1е - .

Іони магнію та кальцію – незамінні елементи життєдіяльності будь-якої клітини. Їхнє співвідношення в організмі має бути строго визначеним. Іони магнію беруть участь у діяльності ферментів (наприклад, карбоксилази), кальцію – у побудові скелета та обміну речовин. Підвищення вмісту кальцію покращує засвоєння їжі. Кальцій збуджує та регулює роботу серця. Його надлишок різко посилює діяльність серця. Магній частково відіграє роль антагоніста кальцію. Введення іонів Mg 2+ під шкіру викликає наркоз без періоду збудження, паралічу м'язів, нервів і серця. Потрапляючи в рану у формі металу, він викликає гнійні процеси, що довго не гояться. Оксид магнію у легенях викликає так звану ливарну лихоманку. Частий контакт поверхні шкіри з його сполуками призводить до дерматитів. Найширше використовуються в медицині солі кальцію: сульфат СаSO 4 і хлорид CaCL 2 . Перший використовується для гіпсових пов'язок, а другий застосовується для внутрішньовенних вливань як внутрішній засіб. Він допомагає боротися з набряками, запаленнями, алергією, знімає спазми. серцево-судинної системипокращує згортання крові.

Всі сполуки барію, крім BaSO 4 , є отруйними. Викликають менегоенцефаліт із ураженням мозочка, ураження гладких серцевих м'язів, параліч, а у великих дозах – дегенеративні зміни печінки. У малих дозах з'єднання барію стимулюють діяльність кісткового мозку.

При введенні в шлунок з'єднань стронцію настає його розлад, параліч, блювання; ураження за ознаками подібні до уражень від солей барію, але солі стронцію менш токсичні. Особливу тривогу викликає поява в організмі радіоактивного ізотопу стронцію 90 Sr. Він винятково повільно виводиться з організму, яке великий період напіврозпаду і, отже, тривалість дії можуть бути причиною променевої хвороби.

Радій небезпечний організму своїм випромінюванням і великим періодом напіврозпаду (Т 1/2 = 1617 років). Спочатку після відкриття та отримання солей радію у більш менш чистому вигляді його стали використовувати досить широко для рентгеноскопії, лікування пухлин і деяких важких захворювань. Тепер з появою інших доступніших і дешевших матеріалів застосування радію в медицині практично припинилося. У деяких випадках його використовують для отримання радону і як добавку до мінеральних добрив.

В атомі кальцію завершується заповнення 4s-орбіталі. Разом із калієм він утворює пару s-елементів четвертого періоду. Гідроксид кальцію - досить сильна основа. У кальцію - найменш активного з усіх лужноземельних металів - характер зв'язку у сполуках іонний.

За своїми характеристиками стронцій займає проміжне положення між кальцієм та барієм.

Властивості барію найбільш близькі до властивостей лужних металів.

Берилій та магній широко використовують у сплавах. Берилієві бронзи – пружні метали міді з 0,5-3% берилію; в авіаційних сплавах (щільність 1,8) міститься 85-90% магнію (електрон). Берилій відрізняється від інших металів IIА групи – не реагує з воднем та водою, зате розчиняється у лугах, оскільки утворює амфотерний гідроксид:

Be+H 2 O+2NaOH=Na 2 +H 2 .

Магній активно реагує з азотом:

3 Mg + N2 = Mg3N2.

У таблиці наведено розчинність гідроксидів елементів ІІ групи.

Традиційна технічна проблема – жорсткість води, пов'язана з наявністю в ній іонів Mg 2+ та Ca 2+. З гідрокарбонатів та сульфатів на стінках нагрівальних котлів та труб з гарячою водоюосідають карбонати магнію та кальцію та сульфат кальцію. Особливо вони заважають роботі лабораторних дистиляторів.

S-елементи у живому організмі виконують важливу біологічну функцію. У таблиці наведено їх зміст.

У позаклітинній рідині міститься у 5 разів більше іонів натрію, ніж усередині клітин. Ізотонічний розчин («фізіологічна рідина») містить 0,9% хлориду натрію, його застосовують для ін'єкцій, промивання ран і очей і т.п. Гіпертонічні розчини (3-10% хлориду натрію) використовують як примочки при лікуванні гнійних ран »гною). 98% іонів калію в організмі знаходиться усередині клітин і лише 2% у позаклітинній рідині. На день людині потрібно 2,5-5 г калію. У 100 г кураги міститься до 2 г калію. У 100 г смаженої картоплі- До 0,5 г калію. У внутрішньоклітинних ферментативних реакціях АТФ та АДФ беруть участь у вигляді магнієвих комплексів.

Щодня людині потрібно 300-400 мг магнію. Він потрапляє в організм із хлібом (90 мг магнію на 100 г хліба), крупою (100 г вівсяної крупи до 115 мг магнію), горіхами (до 230 мг магнію на 100 г горіхів). Крім побудови кісток і зубів на основі гідроксилапатиту Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 , катіони кальцію беруть активну участь у згортанні крові, передачі нервових імпульсів, скороченні м'язів. За добу дорослій людині потрібно споживати близько 1 г кальцію. 100 г твердих сирів міститься 750 мг кальцію; у 100 г молока – 120 мг кальцію; у 100 г капусти – до 50 мг.

15. Берилій, магній та лужноземельні метали

У головну підгрупу II групи входять берилій (Be), магній (Mg), кальцій (Са), стронцій (Sr), барій (Ва) та радій (Ra). Кальцій, стронцій, барій та радій відносяться до лужноземельних металів. Перший елемент цієї підгрупи, берилій, за більшістю властивостей набагато ближче до алюмінію, ніж до вищих аналогів групи, до якої він входить. Другий елемент цієї групи, магній, у деяких відносинах значно відрізняється від лужноземельних металів за низкою хімічних властивостей

Атоми елементів II групи мають на зовнішньому енергетичному рівні два електрони, які вони віддають за хімічних взаємодій, і тому є найсильнішими відновниками. У всіх сполуках вони мають ступінь окиснення +2.

У окислювально-відновних реакціях всі метали підгрупи поводяться як сильні відновники, проте дещо слабші, ніж лужні метали. Це тим, що атоми металів II групи мають менші атомні радіуси. Зі зростанням порядкового номера елемента віддача електронів полегшується, тому металеві властивості зростають.

Берилій, магній та лужноземельні метали – це прості речовини. Легкі сріблясто-білі метали, виняток становить лише стронцій, що має золотистий відтінок.

Наприклад, кальцій – сріблясто-білий і досить твердий метал, легкий. Температура плавлення та кипіння вища, ніж у лужних металів.Оскільки укальцію на енергетичному рівні знаходиться 2 електрони, то його ступінь окислення у всіх сполуках завжди дорівнює +2. На повітрі кальцій окислюється, тому його зберігають у закритих судинах, зазвичай у гасі.

Хімічні властивостіцієї групи металів розглянемо з прикладу кальцію.

З біологічної точки зору, кальцій відіграє важливу роль для рослин, тварин та людини. У нашому організмі він входить до складу кісток. Кальцій надає кісткам твердості. Наприклад, за звичайних умов кальцій реагує з

галогенами, і з сіркою, азотом і вуглецем – при нагріванні.При взаємодії кальцію із хлором утворюється хлорид кальцію.

Ca + CI 2 = CaCI 2 (кальцій плюс хлор два і кальцій хлор два)

При взаємодії кальцію із сіркою утворюється сульфід кальцію.

Зa + S = CaS

(кальцій плюс сірка і кальцій ес)

При взаємодії кальцію із азотом утворюється нітрид кальцію.

(три кальцій плюс ен два стрілочки кальцій три ен два)

Дані реакції відбуваються під час нагрівання.

Кальцій (Ca) будучи активним металом витісняє водень із води:

Зa+ 2Н 2 О =Ca(ВІН) 2 +Н 2

(кальцій плюс два аш два про стрілочка кальцій про аш двічі плюс аш два стрілочка вгору)

При цьому не всі метали головної підгрупиIIгрупи Періодичної системиоднаково реагують із водою: берилій мало взаємодіє із водою, т.к. взаємодії перешкоджає захисна плівка на його поверхні, реакція магнію з водою протікає досить повільно, решта металів взаємодіють з водою аналогічно кальцію.

При нагріванні на повітрі кальцій згоряє, утворюючи оксид кальцію:

2Сa+ Про 2 = 2 CaПро

(два кальцій плюс два рівно два кальцій про)

При взаємодії кальцій з вуглецем утворює карбід кальціюaC 2

Зa+ 2С =CaЗ 2

(кальцій плюс два це стрілочка кальцій це два)

Внаслідок своєї високої хімічної активності у природі лужноземельні метали перебувають лише формі сполук.

Оксиди цих металів тверді білі тугоплавкі речовини, стійкі до дії високих температур. Виявляють основні властивості. Виняток становить оксид берилію, який має амфотерний характер.

Розглянемо оксиди з прикладу кальцію.

Оксид кальцію (технічна назва: негашене вапно, палена вапно) – це порошок білого кольору.

Оксид кальцію енергійно взаємодіє з водою з утворенням гідроксиду кальцію:

CaO + H 2 O = Ca( OH) 2 + Q

(кальцій про плюс аш два про рівно кальцій про аш двічі плюску)

Реакція оксиду кальцію з водою супроводжується виділенням великої кількості теплоти і називається гасіння вапна, а Ca(OH), що утворюється. 2 - гашеним вапном.

Гашене вапно – тверда речовина білого кольору, розчинна у воді. Розчин гашеного вапна у воді називається вапняною водою. Розчин має лужні властивості.

Розглянемо лужні властивості з прикладу:

Ca( OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2 O

(кальцій про аш двічі плюс це про два стрілочки кальцій це про три стрілочки вниз плюс аш два про)

При пропущенні через вапняну воду оксиду вуглецю (IV) розчин каламутніє

(кальцій це о три плюс це про два плюс аш два об дві стрілочки спрямовані протилежно один одному кальцій аш це про три двічі)

При подальшому пропущенні помічаємо, що каламут зникає.

Солі берилію, магнію та лужноземельних металів отримують при взаємодії їх з кислотами.

До солей кальцію належить карбонат кальцію.Карбонат кальцію має таку формулу -CaCO3(кальцій це про три)

Він міститься у вапняку, мелі та мармурі. Мармур широко застосовується у скульптурі та архітектурі, без вапняку не обходиться жодне будівництво, т.к. він сам є прекрасним будівельним каменем і використовується для отримання таких матеріалів як скло, цемент, гашене та негашене вапно. У природі крейда є залишками раковин древніх тварин, його можна побачити в школі (шкільна крейда), його використовують у зубній пасті, при виробництві паперу, при побілці.

Сульфат кальцію зустрічається у природі у вигляді мінералугіпсу -CaSO 4 *2 H 2 Про (кальцій ес про чотири помножити два аш два о).

Випалюванням гіпсу при 150-180С 0 одержують білий порошок - палений гіпс або алебастр

CaSO4*0,5 H2О(кальцій ес про чотири помножити нуль цілих п'ять десятих аш два о).

Якщо алебастр змішати з водою, він швидко твердне, знову перетворюється на гіпс.

Наприклад,

CaSO4*0,5 H2О +1,5H2О =CaSO4* 2 H2О

(кальцій ес про чотири помножити нуль цілих п'ять десятих аш два про плюс одна ціла п'ять десятих аш два про рівно кальцій ес про чотири помножити два аш два про)

Сульфат кальцію широко використовують у будівництві для виготовлення скульптур та скульптурних елементів, для облицювальних та оздоблювальних робіт, у медицині для виготовлення гіпсових пов'язок.

МЕТАЛИ II ГРУПИ ЛУЖНОЗЕМЕЛЬНІ МЕТАЛИ, МАГНІЙ І БЕРИЛІЙ Лужноземельними є всі елементи IIА групи, лише починаючи з кальцію й униз групи. Оксиди цих елементів («землі» - за старовинною термінологією) взаємодіють з

ПОЛОЖЕННЯ В ПСХЕ І БУДОВА АТОМІВ Rатома Металеві Відновлювальні властивості збільшуються Лужноземельні метали Основний характер (викл. Ве – амфотерний) Формула вищого оксидувищого гідроксиду …ns 2 с. о. +2 RO R(OH)

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА Be Mg Ca Sr Ba Ra Радіус атома і Заряд ядра ув-ться Максимальний ступінь Металеві та окислення відновлювальні +2 Лужноземельні метали св-ва ув-ся. Основні св-ва Оксидів та Гідроксидів ув-ся. Метали хімічно активні, в природі зустрічаються тільки у вигляді сполук 2. Взаємодіють з водою утворюючи луги. n S

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МАГНІЮ, БЕРИЛІЯ ТА ЛУЖНО-ЗЕМЕЛЬНІ МЕТАЛІВ сріблясто-білі речовини. ковкі та пластичні, досить м'які, хоча твердіше лужних. Берилій відрізняється значною твердістю і ножем переважно не ріжуться (виняток - стронцій). і крихкістю, барій при різкому ударі розколюється. Металеві кристалічні грати обумовлюють їх високу тепло- та електропровідність. Метали мають температури плавлення та кипіння вище, ніж у лужних металів. Берилій та магній покриті міцною оксидною плівкою і не змінюються на повітрі. Лужно-земельні метали дуже активні, їх зберігають у запаяних ампулах, під шаром вазелінової олії або

Фізичні властивості металів II А групи щільність Тплавл 1285 850 651 1. 85 770 710 960 3. 76 2. 63 1. 74 Be 6 1. 54 Mg Ca Sr Ba Ra

й і М'який ич ний пласт Mg При кімн а темп тної ерату покри ре тончій оксид ей н плодо ній кой Тем пл пе ав ра 65 ле тур 0 ні а С я ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Be Чистий пластичний, але незначні прим справи є крихким його ім Ткі угою п t = мола 1 ета в 28 л 7 л C тлол све, Метал кольору о серог тий покрив йш тон оксид й о плівк

Легкий, білувато-сірий, Пластичний метал Ca Температура плавлення З-за достатньої твердості неможливо різати ножем, як лужні метали

ОТРИМАННЯ 1. Барій одержують відновленням оксиду: 3 Ba. O + 2 Al = 3 Ba + Al 2 O 3 2. Інші метали одержують електролізом розплавів хлоридів: Ca. Cl 2 = Ca + Cl 2 (ел. Струм)

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ - ВІДНОВНИКИ 1. З неметалами утворюють бінарні сполуки Реакція з киснем. Всі метали утворюють оксиди RO, барій може пероксид - Ba. O2: Ba + O2 = Ba. O 2 пероксид Ca + O 2 = Ca. O Ba + S = Ba. S сульфід Ca + H 2 = Ca. H 2 гідрид Ca + 2 C = Ca. C 2 карбід 3 Ba + 2 P = Ba 3 P 2 фосфід Ca + N 2 = Ca 3 N 2 нітрид Ca + Cl 2 = Ca. Cl 2 хлорид

2. Реакція із водою. Утворюють луги. У звичайних умовах поверхня Be і Mg покриті інертною оксидною плівкою, тому вони стійкі до води. Ca + 2 H 2 O = Ca(OH)2 + H 2 (при о. у.) Mg + H 2 O = Mg(OH)2 + H 2 (при t)

3. Усі метали розчиняються у кислотах: Ca + 2 HCl = Ca. Cl 2 + H 2 4. З особливими кислотами (Be схожий на Al) Сa + HNO 3(к) = N 2 O + Ca(NO 3)2 + H 2 O Ca + HNO 3(р) = NH 4 NO 3 + Ca(NO 3)2 + H 2 O (N 2 O, NH 3) Ca + H 2 SO 4(к) = H 2 S + Ca. SO 4 + H 2 O Be з азотною кислотою пасивує, реакція на холоду не йде незалежно від концентрації кислоти

5. Сa, Mg з оксидами важких металів Відновлюють метали з їх оксидів – пірометаллургія (кальцетермія, магнетермія) Ca + Cu. O = Cu + Ca. O(t) 2 Mg + Ti. O 2 → 2 Mg. O + Ti 5 Ca + V 2 O 5 → 5 Ca. O + 2 V 2 Mg + CO 2 → 2 Mg. O + C горіння Mg у вуглекислому газі

6. Якісна реакціяна катіони лужноземельних металів – фарбування полум'я у наступні кольори: Ca 2+ - темно-оранжевий Sr 2+- темно-червоний Ba 2+ - світло-зелений

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЛУЖНИХ МЕТАЛІВ УЗАГАЛЬНЕННЯ М Е + Cl 2 Хлорид фосфід Т + P + H 2 + N 2 нітрид А + S Сульфід Л + O 2 Оксид + C карбід Л Ca, Sr, Ba + Н 2 О Ы + кислоти Н 2 солі та водень

Взаємодія з водою Закінчіть рівняння реакцій, назвіть продукти реакцій і складіть о-в реакції. Ca + H 2 O Sr + H 2 O Ba + Н 2 О

ОКСИДИ МЕТАЛІВ II ГРУПИ загальна формула оксидів - Me. O та пероксидів - Me. O 2 Оксиди металів групи IIA є основними оксидами, Ве. Про проявляє амфотерні властивості.

З'єднання лужноземельних металів Оксиди лужноземельних металів Загальна МО формула Тип і клас Основний оксид речовин Фізичні Тверді кристалічні властивості речовини білого кольору Хімічні МО + Н 2 О = властивості МО + кислотний оксид = МО + кислота =

ОТРИМАННЯ Окислення металів (крім Ba, що утворює пероксид) Ca + O 2 = Ca. O Термічне розкладання нітрату магнію або нерозчинних карбонатів Ca. CO 3 → Ca. O + CO 2 tC 2 Mg(NO 3)2 → 2 Mg. O + 4 NO 2 + O 2 t˚C

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ 1. З кислотним оксидом 3 Ca. O + P 2 O 5 = Ca 3 (PO 4) 2 2. З водою Ca. O + H 2 O = Ca(OH)2 (крім В. О) 3. З кислотою Ca. O + HCl = Ca. Cl2+H2O4. З амфотерним оксидом Ca. O+Zn. O = Ca. Zn. O 2

ОСОБЛИВІ ВЛАСТИВОСТІ ОКСИДІВ 2 Ba. O + O 2 = 2 Ba. O 2 пероксид, тільки барію Ве. Про проявляє амфотерні св-ва взаємодіє зі лугами: Be. O+2 Na. OH = Na 2 Be. O 2 + H 2 O сплав Be. O+2 Na. OH + H 2 O = Na 2 розчин Be. O + Na 2 CO 3 = Na 2 Be. O 2 + CO 2 сплав

З'єднання лужноземельних металів ГІДРОКСИДИ лужноземельних металів Загальна формула М(ОН)2 Тип і клас речовин Луги Фізичні властивості Хімічні властивості Тверді кристалічні речовини, білого кольору з іонною кристалічною решіткоюМ(ОН)2 + сіль = М(ОН)2 + кислотний оксид =

ГІДРОКСИДИ лужноземельних металів - луги . Гідроксиди R(OH)2 - білі кристалічні речовини, у воді розчинні гірше, ніж гідроксиди лужних металів (розчинність гідроксидів зменшується із зменшенням порядкового номера; Be(OH)2 – нерозчинний у воді, розчиняється у лугах). Основність R(OH)2 збільшується із збільшенням атомного номера: Be(OH)2 – амфотерний гідроксид Mg(OH)2 – слабка основа Са(OH)2 - луг інші гідроксиди - сильні основи (луги).

ОТРИМАННЯ ГІДРОКСИДІВ 1. Реакції лужноземельних металів або їх оксидів з водою: Ba + 2 H 2 O Ba(OH)2 + H 2 Ca. O + H 2 O Ca(OH)2 2. Електроліз розчинів солей Ca. Cl 2 + H 2 O Ca(OH)2 + Cl 2 + H 2 ел. струм 3. Be(OH)2 та Mg(OH)2 отримують за допомогою обмінних реакцій Be. Cl 2 + 2 Na. OH = 2 Na. Cl + Be(OH)2

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ 1. змінюють колір індикатора Лакмус – синій Метилоранж – жовтий Фенолфталеїн - малиновий Гідроксиди лужноземельних металів у воді дисоціюють на

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ 2. Реакції із кислотними оксидами: Ca(OH)2 + SO 2 Ca. SO 3 + H 2 O Ba(OH)2 + CO 2 Ba. CO 3 + H 2 O Ca(OH)2 +2 CO 2 CA(HCO 3)2 Ca(OH)2 + CO 2 = Ca. CO 3 + H 2 O Якісна реакція на вуглекислий газ 3. Реакції з кислотами (нейтралізація) Ba(OH)2 + 2 HNO 3 Ba(NO 3)2 + 2 H 2 O 4. Реакції обміну із солями: Ba(OH)2 + K 2 SO 4 Ba. SO 4+ 2 KOH

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ 5. C амфотерними металами, оксидами, гідроксидами Ca(OH)2 + Bе(OH)2 Ca (розчин) Ca(OH)2 + Be(OH)2 Ca. Be. O 2 + H 2 O (сплав) Ca(OH)2 + Be. O + H 2 O Ca (розчин) Ca(OH)2 + Be. O Ca. Be. O 2 + H 2 O (сплав) Ca(OH)2 + Be Ca + H 2 тетрагідроксоберилліат кальцію

ТРИВІАЛЬНІ НАЗВИ РЕЧОВИН Сa. O – негашене вапно Ca(OH)2 –гашене вапно (вапняна вода, молоко) Ca. CO 3 - крейда, мармур, вапняк Ca. SO 4 * 2 H 2 O - гіпс Ca(Cl. O)Cl – хлорне вапно

СОЛІ ЛУЖНОЗЕМЕЛЬНИХ МЕТАЛІВ Розчинні солі Be і Ba – токсичні, отруйні! Катіон Ba 2+ зазвичай відкривають обмінною реакцією із сірчаною кислотою або її солями: Сульфат барію – білий осад, нерозчинний у мінеральних кислотах

Кальцій у природі Кальцієві гірські породи - вапняк, мармур, крейда. Згадайте формулу цих гірських порід. У чому їхня відмінність?

Крейда, вапняк, мармур не розчиняються в чистій воді, але розчиняються в кислих розчинах, НАВІТЬ ТАКИХ СЛАБИХ, ЯК ПРИРОДНА ВОДА. При просочуванні води з землі через поклади вапняку відбуваються процессы: 1. утворюються провали, якщо порода залягає під тонким шаром грунту

2. Якщо породи залягають великої глибині – виникають підземні карстові печери. Як називаються відкладення, що звисають у вигляді гігантських бурульок зі склепіння печери? А зростаючі назустріч їм із дна печери колони? Які хімічні реакціїпри цьому відбуваються?

Вапняк і мармур використовують в архітектурі і скульптурі При дії кислотних дощів будови руйнуються. Які реакції у своїй відбуваються?

КАЛЬЦІЙ В ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ Мінерал, що містить фосфат кальцію, відіграє важливу роль у людському організмі. Він є будівельним матеріалом кісток людини, входить до складу емалі. У поєднанні з іншими мінералами підтримує роботу серцево-судинної системи, запобігає виникненню раку товстої кишки, регулює функції нервів, сприяє зниженню холестерину. В організмі дорослої людини міститься більше 1 кг кальцію у вигляді сполуки Ca 3(PO 4)2.

Ca. SO 4 -сульфат кальцію, що зустрічається в природі у вигляді мінералу гіпсу Ca. SO 4*2 H 2 O, що є кристалогідратом. Використовується в будівництві, медицині для накладання нерухомих гіпсових пов'язок для отримання зліпків. Для цього застосовують напівводний гіпс 2 Ca. SO 4-алебастр.

Берилій Берилій схожий з алюмінієм і магнієм ... Отримав свою назву тому, що знаходиться в мінералі берилле. Метал називають також гліцієм від грецького слова "солодкий", тому що солі його мають солодкуватий смак. Д. І. Менделєєв

СПОЛУКИ БЕРИЛІЯ У ПРИРОДІ Хризоберил Be. Al 2 O 4 Смарагд Аквамарин Олександрит

«Смарагд примхливий, як жінка зустрічається зовсім не там, де його шукають» Завдяки насиченому зеленому кольору і твердості дуже популярний у ювелірів, чудове забарвлення викликане наявністю іонів хрому або ванадія. "Здається, що якщо вдивитись в аквамарин, то побачиш тихе море з водою кольору зірок" К. Г. Паустовський Такий колір йому надає невелика домішка двовалентного заліза

Магній у природі Магній входить до складу активного центру зеленого пігменту рослин-хлорофілу Автомобільна, авіаційна та ракетна промисловість Магналій-твердий і міцний сплав з алюмінієм - 30 % Mg з добавками цинку,

МАГНІЙ У МЕДИЦИНІ У медицині карбонат магнію та окис магнію застосовують як засоби нейтралізуючих соляну кислотушлунка та як легкі проносні (Гастал, Ренні, Алмагель). Сульфат магнію («англійська сіль») застосовується як проносний, жовчогінний і болезаспокійливий засіб при спазмах жовчного міхура. Розчин сірчанокислої магнезії вводять як протисудомний засіб при епілепсії і як антиспастичні ліки при затримці сечовипускання, бронхіальній астмі, гіпертонічної хвороби органічні солі магнію використовують при виготовленні БАД та лікарських препаратівз широким спектромлікувально-профілактичної дії, таких як

Жорсткість води Жорсткість води - сукупність хімічних і фізичних властивостейводи, пов'язаних із вмістом у ній розчинених солей лужноземельних металів, головним чином, кальцію та магнію (так званих «солей твердості»). Споживання жорсткої або м'якої води зазвичай не є небезпечним для здоров'я, є дані про те, що висока жорсткість сприяє утворенню сечового каміння, а низька - незначно збільшує ризик. серцево-судинних захворювань. Смак природний

Жорсткість води Жорстка вода при вмиванні сушить шкіру, в ній погано утворюється піна при використанні мила. Використання жорсткої води викликає появу осаду (накипу) на стінках котлів, трубах тощо. У той же час, використання занадто м'якої води може призводити до корозії труб. Жорсткість природних вод може змінюватись у досить широких межах і протягом року непостійна. Збільшується жорсткість через випаровування води, зменшується в сезон дощів, а також у період танення снігу та льоду.

Жорсткість води Види жорсткості води Присутні іони Способи усунення жорсткості води Тимчасова (карбонатна) Ca(2+), Mg(2+) HCO 3(-) 1. Кип'ятіння 2. Додавання соди або Са(ОН)2 Постійна Ca(2+) , Mg(2+) SO 4(2 -) 1. Додавання соди. 2. Використання катіонообмінників Загальна Ca(2+), Mg(2+), HCO 3(-), Cl(-) SO 4(2 -) Поєднання всіх вищезазначених способів.

СТРОНЦІЙ У ПРИРОДІ Клас Саркодові – радіолярії, мають радикально розташовані псевдоподії. Мінеральний скелет, що складається з кремнезему або сульфату стронцію, набуває форми правильних геометричних фігур (куль, багатогранників, кілець), що складаються з окремих голок.

Як колекційний мінерал целестин цінується високо, але практично не використовується в ювелірній справі через свою низьку твердість і високу крихкість. Характерні зразки целестину блакитного, світло-блакитного, сіро-блакитного та трохи блакитного кольорів; целестин може бути і безбарвним, а також білим, жовтуватим, синювато-зеленим, червонуватим, коричневим, часом ледь просвічуючим, іноді – з зональним забарвленням.

Сполуки стронцію використовувалися в піротехніці; варто кинути дрібку солі стронцію в полум'я - і воно забарвиться в червоний колір. Всі червоні феєрверки та вогні сигнальних ракет – це завдяки стронцію. Сполуки стронцію використовуються в скляній, керамічній промисловості для отримання глазурованих поверхонь,

ТАЄМНИЦІ ЦІЛЕСТИНА Герр Хайнеман був задоволений своїм життям. Його справи йшли добре, навіть дуже добре, якщо порівняти з багатьма іншими емігрантами, які переїхали до Сполучених Штатів. Його винний заводик на красивому озерному острові процвітав, і ось, знадобилося зробити невелику криницю для потреб виробництва. З учорашнього дня цим займалися його помічники, довбали породу. А сьогодні один із них прибіг, мовляв, краще йому глянути самому. Ех, все доводиться робити самому. Герр Хайнеман спустився до підвалу, де йшли роботи. - Ну що тут у вас? - Ось, дивіться, містере, довбали камінь та натрапили на порожнечу... - Дайте ліхтар. Герр Хайнеман спустився до ями в породі – результат роботи цілого дня. На дні її справді зяяла дірка. Він нахилився і посвітив ліхтарем усередину. І не повірив своїм очам: світло ліхтаря вихопило стіни великої печери, вкриті величезними блакитно-білими кристалами. Герр Хайнеман вже було вирішив, що це підземна скарбниця тролів із казок його батьківщини, але ж у США немає німецьких тролів. Герр Хайнеман захихотів, дивуючись своєю логікою.

ГЕНЕТИЧНА РЯД КАЛЬЦІЯ Са. Про Са(ОН) 2 Са. СО 3 Са(НСО 3)2 Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення речовин.

Ланцюжок перетворень Ca → Ca. O→ Ca. Cl 2→ Ca(OH)2 →Ca. CO 3 →Ca. O Для реакцій скласти іонні рівняння та ок-відновлювальні баланси.