Сілтілік жер металдарының электрондық құрылымы. Сілтілік жер металдары: қысқаша сипаттамасы

Е-нің жаңа беті оксидті қабықшаның түзілуіне байланысты тез қарайып кетеді. Бұл пленка салыстырмалы түрде тығыз - уақыт өте келе барлық металл баяу тотығады. Фильм EO, сондай-ақ EO 2 және E 3 N 2 тұрады. E-2e = E 2+ реакцияларының қалыпты электродтық потенциалдары = -2,84 В (Са), = -2,89 (Sr) тең. Бұл өте белсенді элементтер: олар суда және қышқылдарда ериді, оксидтерден, галогенидтерден және сульфидтерден көптеген металдарды ығыстырады. Біріншілік (200-300 oС) кальций су буымен келесі схема бойынша әрекеттеседі:

2Ca + H 2 O = CaO + CaH 2.

Екіншілік реакциялар келесі формада болады:

CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2 және CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.

Е нашар еритін ESO 4 қабықшасының түзілуіне байланысты күшті күкірт қышқылында дерлік ерімейді. Е сұйылтылған минералды қышқылдармен қатты әрекеттеседі, сутегін бөледі. Кальций 800oС-тан жоғары қыздырғанда келесі схема бойынша метанмен әрекеттеседі:

3Ca + CH 4 = CaH 2 + CaC 2.

Қыздырғанда олар сутек, күкірт және аммиак газымен әрекеттеседі. Химиялық қасиеттері бойынша радий Ba-ға жақын, бірақ белсендірек. Бөлме температурасында ол ауадағы оттегімен және азотпен айтарлықтай араласады. Жалпы, оның химиялық қасиеттері аналогтарына қарағанда біршама айқынырақ. Барлық радий қосылыстары өздерінің сәулеленуінің әсерінен сарғыш немесе қоңыр түске ие болып, баяу ыдырайды. Радий қосылыстары автолюминесценция қасиетіне ие. Радиоактивті ыдырау нәтижесінде 1 г Ra сағат сайын 553,7 Дж жылу бөледі. Сондықтан радий мен оның қосылыстарының температурасы қоршаған орта температурасынан әрқашан 1,5 градус жоғары. Сондай-ақ тәулігіне 1 г радий 1 мм 3 радон (226 Ra = 222 Rn + 4 He) бөлетіні белгілі, оның радон ванналары үшін радон көзі ретінде қолданылуы осыған негізделген.

Гидридтер Е – ақ түсті, кристалды тұз тәрізді заттар. Олар қыздыру арқылы тікелей элементтерден алынады. E + H 2 = EN 2 реакциясының бастапқы температуралары 250 o C (Ca), 200 o C (Sr), 150 o C (Ba). EN 2 термиялық диссоциациясы 600 o C температурада басталады. Сутегі атмосферасында CaH 2 балқу нүктесінде (816 o C) ыдырамайды. Ылғал болмаған жағдайда сілтілі жер металл гидридтері қарапайым температурада ауада тұрақты болады. Олар галогендермен әрекеттеспейді. Бірақ қыздырған кезде EN 2 химиялық белсенділігі артады. Олар оксидтерді металдарға (W, Nb, Ti, Ce, Zr, Ta) қалпына келтіруге қабілетті, мысалы

2CaH 2 + TiO 2 = 2CaO + 2H 2 + Ti.

CaH 2 мен Al 2 O 3 реакциясы 750 o C температурада жүреді:

3CaH 2 + Al 2 O 3 = 3CaO + 3H 2 + 2Al,

CaH 2 + 2Al = CaAl 2 + H 2.

СаН2 азотпен 600°С температурада келесі схема бойынша әрекеттеседі:

3CaH 2 + N 2 = Ca 3 N 2 + 3H 2.

EN 2 жанған кезде олар баяу жанады:

EN 2 + O 2 = H 2 O + CaO.

Қатты тотықтырғыштармен араласқанда жарылғыш. Су EN 2-ге әсер еткенде, гидроксид пен сутегі бөлінеді. Бұл реакция жоғары экзотермиялық: ауадағы сумен суланған EN 2 өздігінен тұтанады. EN 2 қышқылдармен әрекеттеседі, мысалы, келесі схема бойынша:

2HCl + CaH 2 = CaCl 2 + 2H 2.

EN 2 таза сутегін алу үшін, сондай-ақ органикалық еріткіштердегі су іздерін анықтау үшін қолданылады. Нитридтер Е – түссіз, отқа төзімді заттар. Олар жоғары температурада тікелей элементтерден алынады. Олар сумен келесі схема бойынша ыдырайды:

E 3 N 2 + 6H 2 O = 3E(OH) 2 + 2NH 3.

E 3 N 2 СО-мен қыздырғанда келесі схема бойынша әрекеттеседі:

E 3 N 2 + 3CO = 3EO + N 2 + 3C.

E 3 N 2 көмірмен қыздырғанда болатын процестер келесідей:

E3N2 + 5C = ECN2 + 2ES2; (E = Ca, Sr); Ba3N2 + 6C = Ba(CN)2 + 2BaC2;

Стронций нитриді HCl-мен әрекеттесіп, Sr және аммоний хлоридтерін түзеді. Фосфидтер E 3 R 2 тікелей элементтерден немесе үш алмастырылған фосфаттарды көмірмен күйдіру арқылы түзіледі:

Ca 3 (PO 4) 2 + 4C = Ca 3 P 2 + 4CO

Олар келесі схема бойынша сумен гидролизденеді:

E 3 R 2 + 6H 2 O = 2РН 3 + 3E(OH) 2.

Қышқылдармен сілтілі жер металдарының фосфидтері сәйкес тұзды және фосфинді береді. Бұл оларды фосфинді зертханада алуда қолданудың негізі болып табылады.

Күрделі аммиак құрамы E(NH 3) 6 - металл жылтырлығы және жоғары электр өткізгіштігі бар қатты заттар. Олар сұйық аммиактың E-ге әсерінен алынады. Олар ауада өздігінен тұтанады. Ауасыз олар сәйкес амидтерге ыдырайды: E(NH 3) 6 = E(NH 2) 2 + 4NH 3 + H 2. Қыздырған кезде олар бірдей үлгі бойынша қарқынды түрде ыдырайды.

Карбидтер Е-ді көмірмен күйдіру арқылы алынған сілтілі жер металдары сумен ыдырап, ацетилен бөледі:

ES 2 + 2H 2 O = E(OH) 2 + C 2 H 2.

BaC 2 реакциясының күштілігі сонша, ол сумен жанасқанда тұтанады. Са және Ba үшін элементтерден ES 2 түзілу жылулары 14 және 12 ккалмоль. Азотпен қыздырғанда ES 2 CaCN 2, Ba(CN) 2, SrCN 2 береді. Белгілі силицидтер (ESi және ESi 2). Оларды элементтерден тікелей қыздыру арқылы алуға болады. Олар сумен гидролизденіп, қышқылдармен әрекеттесіп, H 2 Si 2 O 5, SiH 4, сәйкес Е қосылысы мен сутегін береді. Белгілі боридтер EV 6 қыздырылған кезде элементтерден алынған.

Оксидтер кальций және оның аналогтары ақ түсті, отқа төзімді (T bp CaO = 2850 o C) суды күшті сіңіретін заттар. Бұл абсолютті спиртті алу үшін BaO қолданудың негізі. Олар сумен қатты әрекеттеседі, көп жылу бөледі (еріуі эндотермиялық SrO қоспағанда). ЭО қышқылдарда және аммоний хлоридінде ериді:

EO + 2NH 4 Cl = SrCl 2 + 2NH 3 + H 2 O.

ЭО сәйкес металдардың карбонаттарын, нитраттарын, пероксидтерін немесе гидроксидтерін күйдіру арқылы алынады. ВаО-дағы барий мен оттегінің тиімді зарядтары 0,86. SrO 700 oС калий цианидімен әрекеттеседі:

KCN + SrO = Sr + KCNO.

Стронций оксиді метанолда ериді және Sr(OSH 3) 2 түзеді. BaO магний-термиялық тотықсыздануы кезінде тұрақсыз және пропорционалды емес аралық Ba2O оксидін алуға болады.

Гидроксидтер Сілтілік жер металдары ақ түсті, суда еритін заттар. Олар күшті негіздер. Ca-Sr-Ba қатарында гидроксидтердің негізгі табиғаты мен ерігіштігі артады. pPR(Ca(OH) 2) = 5,26, pPR(Sr(OH) 2) = 3,5, pPR(Ba(OH) 2) = 2,3. Ba(OH)2 әдетте гидроксид ерітінділерінен бөлінеді. 8H 2 O, Sr(OH) 2. 8H 2 O, Ca(OH) 2. H 2 O. EO гидроксидтер түзу үшін суды қосады. Бұл құрылыста СаО пайдаланудың негізі болып табылады. Салмағы 2:1 қатынасында Са(ОН) 2 және NaOH тығыз қоспасы сода әк деп аталады және СО 2 сіңіргіш ретінде кеңінен қолданылады. Са(ОН) 2 ауада тұрғанда келесі схема бойынша СО 2 сіңіреді:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.

Шамамен 400 o C температурада Са(ОН) 2 көміртегі тотығымен әрекеттеседі:

CO + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2.

Барит суы CS 2-мен 100 o C температурада әрекеттеседі:

CS 2 + 2Ba(OH) 2 = BaCO 3 + Ba(HS) 2 + H 2 O.

Алюминий барит суымен әрекеттеседі:

2Al + Ba(OH) 2 + 10H 2 O = Ba 2 + 3H 2. E(OH) 2

көміртегі ангидридін ашу үшін қолданылады.

Е нысаны пероксид ақ. Олар оксидтерге қарағанда біршама тұрақты емес және күшті тотықтырғыштар болып табылады. Практикалық маңызы бар ең тұрақты BaO 2, ол ақ түсті, тығыздығы 4,96 парамагниттік ұнтақ. g1см 3 т.б. 450°. BaO 2 кәдімгі температурада тұрақты (жылдар бойы сақталуы мүмкін), суда, спиртте және эфирде нашар ериді, тұз бен сутегі асқын тотығын бөліп сұйылтылған қышқылдарда ериді. Барий пероксидінің термиялық ыдырауын оксидтер, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3 және CuO жылдамдатады. Барий асқын тотығы сутегімен, күкіртпен, көміртегімен, аммиакпен, аммоний тұздарымен, калий феррицианидімен және т.б. қыздырғанда әрекеттеседі. Барий асқын тотығы концентрлі тұз қышқылымен әрекеттесіп, хлорды бөледі:

BaO 2 + 4HCl = BaCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O.

Ол суды сутегі асқын тотығына дейін тотықтырады:

H 2 O + BaO 2 = Ba(OH) 2 + H 2 O 2.

Бұл реакция қайтымды және тіпті көмір қышқылының қатысуымен тепе-теңдік оңға ығысады. BaO 2 H 2 O 2 алу үшін бастапқы өнім ретінде, сонымен қатар пиротехникалық композицияларда тотықтырғыш ретінде қолданылады. Дегенмен, BaO 2 тотықсыздандырғыш ретінде де әрекет ете алады:

HgCl 2 + BaO 2 = Hg + BaCl 2 + O 2.

BaO 2 ауа ағынында BaO-ны 500 o C дейін қыздыру арқылы келесі схема бойынша алынады:

2BaO + O 2 = 2BaO 2.

Температура жоғарылағанда кері процесс жүреді. Сондықтан Ba жанғанда тек оксид бөлінеді. SrO 2 және CaO 2 аз тұрақты. EO 2 алудың жалпы әдісі - E(OH) 2-нің H 2 O 2-мен әрекеттесуі, ол EO 2-ні шығарады. 8H 2 O. EO 2 термиялық ыдырауы 380 o C (Ca), 480 o C (Sr), 790 o C (Ba) температурада басталады. EO 2 концентрлі сутегі асқын тотығымен қыздырғанда, сары түсті тұрақсыз заттарды алуға болады - EO 4 супероксидтері.

E тұздары әдетте түссіз болады. Хлоридтер, бромидтер, йодидтер және нитраттар суда жақсы ериді. Фторидтер, сульфаттар, карбонаттар және фосфаттар нашар ериді. Ba 2+ ионы улы. Галогенидтер Е екі топқа бөлінеді: фторидтер және басқалары. Фторидтер суда және қышқылдарда дерлік ерімейді және кристалды гидраттарды түзбейді. Керісінше, хлоридтер, бромидтер және йодидтер суда жақсы ериді және ерітінділерден кристалды гидраттар түрінде бөлінеді. EG 2 кейбір қасиеттері төменде берілген:

Ерітіндіде алмасу арқылы ыдырау арқылы алынған кезде фторидтер коллоидты ерітінділерді оңай түзетін көлемді шырышты шөгінділер түрінде бөлінеді. EG 2 сәйкес галогендермен тиісті E-де әрекет ету арқылы алуға болады. EG 2 балқымалары 30% дейін ерітуге қабілетті E. Негізгі топшаның екінші тобының элементтерінің хлоридтерінің балқымаларының электр өткізгіштігін зерттегенде, олардың молекулалық иондық құрамы өте әртүрлі екені анықталды. ESl 2 = E 2+ + 2Cl- схемасы бойынша диссоциациялану дәрежелері тең: BeCl 2 - 0,009%, MgCl 2 - 14,6%, CaCl 2 - 43,3%, SrCl 2 - 60,6%, BaCl 2 - 80. 2%. Галогенидтер (фторидтерден басқа) E құрамында кристалданатын су бар: CaCl 2. 6H 2 O, SrCl 2. 6H 2 O және BaCl 2. 2H 2 O. Рентгендік құрылымдық талдау Ca және Sr кристалды гидраттары үшін E[(OH 2) 6 ]G 2 құрылымын анықтады. EG 2 кристалды гидраттарын баяу қыздыру арқылы сусыз тұздарды алуға болады. CaCl 2 аса қаныққан ерітінділерді оңай түзеді. Табиғи CaF 2 (флюорит) керамика өнеркәсібінде қолданылады, сонымен қатар ол HF өндіру үшін қолданылады және фторидті минерал болып табылады. Сусыз CaCl 2 гигроскопиялық болғандықтан құрғатқыш ретінде қолданылады. Кальций хлоридінің кристалды гидраты тоңазытқыш қоспаларды дайындау үшін қолданылады. BaCl 2 - cx және ашу үшін қолданылады

SO 4 2- (Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4).

EG2 және EN2 балқыту арқылы келесі гидрогалидтерді алуға болады:

EG 2 + EN 2 = 2KAZ.

Бұл заттар ыдырамай балқиды, бірақ сумен гидролизденеді:

2ENH + 2H2O = EG2 + 2H2 + E(OH)2.

Суда ерігіштігі хлораттар , броматтар Және йодтар суда Ca - Sr - Ba және Cl - Br - I қатарлары бойынша азаяды. Ba(ClO 3) 2 - пиротехникада қолданылады. Перхлораттар Е тек суда ғана емес, органикалық еріткіштерде де жақсы ериді. E(ClO 4) 2 ішіндегі ең маңыздысы Ba(ClO 4) 2. 3H 2 O. Сусыз барий перхлораты жақсы құрғатқыш болып табылады. Оның термиялық ыдырауы тек 400 o C температурада басталады. Гипохлорит кальций Ca(ClO) 2. nH 2 O (n=2,3,4) хлордың әк сүтіне әсерінен алынады. Ол тотықтырғыш болып табылады және суда жақсы ериді. Ағартқыш қатты сөндірілген әкті хлормен өңдеу арқылы алуға болады. Ол сумен ыдырайды және ылғал болған кезде хлор иісін шығарады. Ауадағы СО 2-мен әрекеттеседі:

CO 2 + 2CaOCl 2 = CaCO 3 + CaCl 2 + Cl 2 O.

Ағартқыш тотықтырғыш, ағартқыш және дезинфекциялаушы ретінде қолданылады.

Сілтілік жер металдары үшін белгілі азидтер E(N 3) 2 және тиоцианаттар E(CNS) 2. 3H 2 O. Азидтер қорғасын азидтеріне қарағанда әлдеқайда аз жарылғыш. Роданидтер қыздырылған кезде суды оңай жоғалтады. Олар суда және органикалық еріткіштерде жақсы ериді. Ba(N 3) 2 және Ba(CNS) 2 алмасу реакциясы арқылы сульфаттардан басқа металдардың азидтері мен тиоцианаттарын алу үшін қолданылуы мүмкін.

Нитраттар кальций мен стронций әдетте Са(NO3)2 кристалды гидраттары түрінде болады. 4H 2 O және Sr(NO 3) 2. 4H 2 O. Барий нитраты кристалды гидраттың түзілуімен сипатталмайды. Қыздырғанда Са(NO 3) 2. 4H 2 O және Sr(NO 3) 2. 4H 2 O суды оңай жоғалтады. Инертті атмосферада Е нитраттар 455 o C (Ca), 480 o C (Sr), 495 o C (Ba) дейін термиялық тұрақты. Кальций нитратының кристалды гидратының балқымасы 75 o C температурада қышқыл ортаға ие. Барий нитратының ерекшелігі оның кристалдарының суда еру жылдамдығының төмендігі болып табылады. Тұрақсыз К2 комплексі белгілі барий нитраты ғана комплекс түзуге бейімділік танытады. Кальций нитраты спирттерде, метилацетатта және ацетонда ериді. Онда стронций мен барий нитраты дерлік ерімейді. Е нитраттарының балқу температурасы 600 o C деп есептеледі, бірақ дәл осы температурада ыдырау басталады:

E(NO 3) 2 = E(NO 2) 2 + O 2.

Әрі қарай ыдырау жоғары температурада жүреді:

E(NO 2) 2 = EO + NO 2 + NO.

Е нитраттар пиротехникада бұрыннан қолданылған. Өте ұшқыш Е тұздары жалынды сәйкес түстермен бояйды: Са - сарғыш-сары, Sr - қызыл-кармин, Ba - сары-жасыл. Мұның мәнін Sr мысалы арқылы түсінейік: Sr 2+ екі VAO бар: 5s және 5p немесе 5s және 4d. Осы жүйеге энергия берейік - оны қыздырыңыз. Ядроға жақын орбитальдардың электрондары осы VAO-ларға ауысады. Бірақ мұндай жүйе тұрақты емес және жарық кванты түрінде энергияны шығарады. Дәл Sr 2+ қызыл толқын ұзындығына сәйкес жиіліктегі кванттарды шығарады. Пиротехникалық композицияларды дайындау кезінде селитраны қолдану ыңғайлы, өйткені Ол жалынның түсі ғана емес, сонымен қатар қыздырылған кезде оттегін бөлетін тотықтырғыш болып табылады. Пиротехникалық композициялар қатты тотықтырғыштан, қатты тотықсыздандырғыштан және тотықсыздандырғыштың жалынын түссіздендіретін және байланыстырушы зат ретінде әрекет ететін кейбір органикалық заттардан тұрады. Тыңайтқыш ретінде кальций нитраты қолданылады.

Барлық фосфаттар Және гидрофосфаттар Е суда нашар ериді. Оларды ортофосфор қышқылында CaO немесе CaCO 3 тиісті мөлшерін еріту арқылы алуға болады. Олар сондай-ақ алмасу реакциялары кезінде тұнбаға түседі, мысалы:

(3-x)Ca 2+ + 2H x PO 4 -(3-x) = Ca (3-x) (H x PO 4) 2.

Тәжірибелік маңызы бар (тыңайтқыш ретінде) Ca(SO4)-мен бірге бір алмастырылған кальций ортофосфаты. суперфосфат. Ол схема бойынша алынады:

Ca 3 (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 = Ca (H 2 PO 4) 2 + 2CaSO 4

Оксалаттар суда да аз ериді. Тәжірибелік маңызы бар кальций оксалаты, ол 200 oС температурада сусызданады және келесі схема бойынша 430 oС ыдырайды:

CaC 2 O 4 = CaCO 3 + CO.

Ацетаттар Е кристалдық гидраттар түрінде оқшауланған және суда жақсы ериді.

МЕН сульфаттар Е – ақ, суда нашар еритін заттар. Ерігіштігі CaSO 4. Қалыпты температурада 1000 г суға 2H 2 O 8 тең. 10 -3 моль, SrSO 4 - 5. 10 -4 моль, BaSO 4 - 1. 10 -5 моль, RaSO 4 - 6. 10 -6 моль. Са - Ra қатарында сульфаттардың ерігіштігі тез төмендейді. Ba 2+ – сульфат ионының реагенті. Кальций сульфатының құрамында кристалданатын су бар. 66oС-тан жоғары ерітіндіден сусыз кальций сульфаты, төменде - гипс CaSO 4 бөлінеді. 2H 2 O. Гипсті 170 o C-тан жоғары қыздыру гидрат суының бөлінуімен бірге жүреді. Гипсті сумен араластырғанда бұл масса кристалды гидраттың түзілуіне байланысты тез қатаяды. Гипстің бұл қасиеті құрылыста қолданылады. Мысырлықтар бұл білімді 2000 жыл бұрын қолданған. Күшті күкірт қышқылында ESO 4-тің ерігіштігі суға қарағанда (BaSO 4 10%-ға дейін) әлдеқайда жоғары, бұл комплекс түзілуін көрсетеді. Сәйкес ESO 4 кешендері. H 2 SO 4 бос күйінде алуға болады. Сілтілік металл және аммоний сульфаттары бар қос тұздар тек Са және Sr үшін белгілі. (NH 4) 2 суда ериді және аналитикалық химияда Ca-ны Sr-дан бөлу үшін қолданылады, өйткені (NH 4) 2 аздап ериді. Гипс күкірт қышқылы мен цементті біріктіріп алу үшін қолданылады, өйткені Тотықсыздандырғышпен (көмір) қыздырғанда гипс ыдырайды:

CaSO 4 + C = CaO + SO 2 + CO.

Жоғары температурада (900 o C) күкірт келесі схема бойынша одан да азаяды:

CaSO 4 + 3C = CaS + CO 2 + 2CO.

Sr және Ba сульфаттарының ұқсас ыдырауы жоғары температурада басталады. BaSO 4 улы емес және медицинада және минералды бояулар өндірісінде қолданылады.

Сульфидтер E NaCl сияқты кристалданатын ақ түсті қатты заттар. Олардың түзілу жылулары мен кристалдық торлардың энергиялары тең (ккальмоль): 110 және 722 (Са), 108 және 687 (Sr), 106 және 656 (Ba). Сульфаттарды көмірмен қыздыру немесе күйдіру арқылы элементтерден синтездеу арқылы алуға болады:

ESO4 + 3C = ES + CO2 + 2CO.

Ең аз еритіні CaS (0,2 л). ES қыздырғанда келесі реакцияларға түседі:

ES + H 2 O = EO + H 2 S; ES + G 2 = S + EG 2; ES + 2O 2 = ESO 4; ES + xS = ES x+1 (x=2,3).

Бейтарап ерітіндідегі сілтілік жер металдарының сульфидтері келесі схема бойынша толығымен гидролизденеді:

2ES + 2H 2 O = E(HS) 2 + E(OH) 2.

Қышқыл сульфидтер сульфидтер ерітіндісін буландыру арқылы бос күйде де алуға болады. Олар күкіртпен әрекеттеседі:

E(HS) 2 + xS = ES x+1 + H 2 S (x=2,3,4).

BaS кристалдық гидраттардан белгілі. 6H 2 O және Ca(HS) 2. 6H 2 O, Ba(HS) 2. 4H 2 O. Ca(HS) 2 эпиляция үшін қолданылады. ЭС фосфоресценция құбылысына ұшырайды. Белгілі полисульфидтер E: ES 2, ES 3, ES 4, ES 5. Оларды ЭС суспензиясын күкіртпен суда қайнату арқылы алады. Ауада ES тотығады: 2ES + 3O 2 = 2ESO 3. CaS суспензиясы арқылы ауаны өткізу арқылы алуға болады тиосульфат Схема бойынша Ca:

2CaS + 2O 2 + H 2 O = Ca(OH) 2 + CaS 2 O 3

Ол суда жақсы ериді. Са – Sr – Ba қатарында тиосульфаттардың ерігіштігі төмендейді. Теллуридтер Е суда аз ериді және де гидролизге ұшырайды, бірақ сульфидтерге қарағанда аз дәрежеде.

Ерігіштік хроматтар Ca - Ba қатарындағы E сульфаттардағыдай күрт төмендейді. Бұл сары заттар Е-нің еритін тұздарының сілтілік металдардың хроматтарымен (немесе бихроматтарымен) әрекеттесуі нәтижесінде алынады:

E 2+ + CrO 4 2- = ECrO4.

Кальций хроматы кристалды гидрат - CaCrO 4 түрінде бөлінеді. 2H 2 O (pPR CaCrO 4 = 3,15). Тіпті балқу нүктесіне дейін ол суды жоғалтады. SrCrO 4 және BaCrO 4 кристалды гидраттарды түзбейді. pPR SrCrO 4 = 4,44, pPR BaCrO 4 = 9,93.

Карбонаттар E ақ, суда нашар еритін заттар. Қыздырған кезде ESO 3 СО 2 бөле отырып, ЭО-ға айналады. Са - Ba қатарында карбонаттардың термиялық тұрақтылығы артады. Олардың ішінде ең маңыздысы – кальций карбонаты (әктас). Ол құрылыста тікелей қолданылады, сонымен қатар әк пен цемент өндіру үшін шикізат ретінде қызмет етеді. Әктастан жыл сайынғы әлемдік әк өндірісі ондаған миллион тоннаны құрайды. СаСО 3 термиялық диссоциациясы эндотермиялық болып табылады:

CaCO 3 = CaO + CO 2

және әктастың бір мольіне 43 ккал шығынды қажет етеді. СаСО 3 күйдіру шахталы пештерде жүргізіледі. Қуырудың жанама өнімі бағалы көмірқышқыл газы болып табылады. СаО маңызды құрылыс материалы болып табылады. Сумен араласқанда гидроксидтің, содан кейін карбонаттың келесі схемалар бойынша түзілуіне байланысты кристалдану жүреді:

CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 және Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.

Цемент өте маңызды практикалық рөл атқарады - әртүрлі силикаттар мен кальций алюминаттарының қоспасынан тұратын жасыл-сұр ұнтақ. Сумен араласқанда ылғалдануға байланысты қатаяды. Оны өндіру кезінде агломерация басталар алдында (1400-1500 o C) СаСО 3 және саз қоспасы күйдіріледі. Содан кейін қоспасы ұнтақталған. Цементтің құрамын CaO, SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 құрамдастарының пайызы ретінде көрсетуге болады, CaO негізді білдіреді, ал қалғандары қышқыл ангидридтері. Силикатты (Портлад) цементтің құрамы негізінен Ca 3 SiO 5, Ca 2 SiO 4, Ca 3 (AlO 3) 2 және Са (FeO 2) 2-ден тұрады. Оны орнату келесі схемалар бойынша жүреді:

Ca 3 SiO 5 + 3H 2 O = Ca 2 SiO 4. 2H 2 O + Ca(OH) 2

Ca 2 SiO 4 + 2H 2 O = Ca 2 SiO 4. 2H 2 O

Ca 3 (AlO 3) 2 + 6H 2 O = Ca 3 (AlO 3) 2. 6H 2 O

Ca(FeO 2) 2 + nH 2 O = Ca(FeO 2) 2. nH2O.

Табиғи бор әртүрлі замазкаларға қосылады. Ерітіндіден тұндырылған ұсақ кристалды CaCO 3 тіс ұнтақтарының құрамына кіреді. BaO 3-тен көмірмен күйдіру арқылы келесі схема бойынша алынады:

BaCO 3 + C = BaO + 2CO.

Егер процесс жоғары температурада азот ағынында жүргізілсе, цианид барий:

BaCO 3 + 4C + N 2 = 3CO + Ba(CN) 2.

Ba(CN) 2 суда жақсы ериді. Ba(CN) 2 сульфаттармен алмасу арқылы ыдырау арқылы басқа металдардың цианидтерін алу үшін пайдаланылуы мүмкін. Гидрокарбонаттар Е суда ериді және оны ерітіндіде ғана алуға болады, мысалы, көмірқышқыл газын судағы CaCO 3 суспензиясына беру арқылы:

CO 2 + CaCO 3 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.

Бұл реакция қайтымды және қыздырғанда солға ығысады. Табиғи суларда кальций мен магний бикарбонаттарының болуы судың кермектігін тудырады.

Бірінші бөлім. Жалпы сипаттамасыIIЭлементтердің периодтық жүйесінің топтары.

Бұл топта келесі элементтер орналасқан: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra. Олардың жалпы электрондық конфигурациясы бар: (n-1)p 6 ns 2, Be 1s 2 2s 2 қоспағанда. Соңғысына байланысты Be қасиеттері жалпы топшаның қасиеттерінен аздап ерекшеленеді. Магнийдің қасиеттері де кіші топтың қасиеттерінен ерекшеленеді, бірақ аз дәрежеде. Ca – Sr – Ba – Ra қатарында қасиеттер ретімен өзгереді. Be – Ra қатарындағы салыстырмалы электртерістілік төмендейді, өйткені Атом мөлшері ұлғайған сайын валенттік электрондар оңайырақ беріледі. IIA топша элементтерінің қасиеттері екі ns электронын жоғалту жеңілдігімен анықталады. Бұл жағдайда E 2+ иондары түзіледі. Рентгендік дифракцияны зерттегенде, кейбір қосылыстарда IIA топшасының элементтері моноваленттілік көрсететіні анықталды. Мұндай қосылыстардың мысалы ретінде EG 2 балқымасына Е қосу арқылы алынатын EG жатады. Бұл қатардың барлық элементтері табиғатта өздерінің белсенділігі жоғары болғандықтан бос күйінде кездеспейді.

Екінші бөлім. Бериллий және магний.

Бериллийдің пайда болу тарихы

Асыл тастар түріндегі бериллий қосылыстары көне заманнан бері белгілі. Адамдар ұзақ уақыт бойы көк аквамариндердің, жасыл изумрудтардың, жасыл-сары бериллдердің және алтын түсті хризоберилдердің кен орындарын іздеп, игеріп келеді. Бірақ химиктер 18 ғасырдың аяғында ғана бериллдің құрамында жаңа белгісіз элемент бар деп күдіктенді. 1798 жылы француз химигі Льюис Николас Вокелен алюминий оксидінен ерекшеленетін бериллден «La terree du beril» оксидін бөліп алды. Бұл оксид тұздарға тәтті дәм берді, алюминий түзбеді, аммоний карбонатының ерітіндісінде еріді, калий оксалатымен тұнбады. Бериллий металын алғаш рет 1829 жылы атақты неміс ғалымы Веллер және сонымен бірге бериллий хлоридін калий металымен тотықсыздандыру арқылы бериллий металл ұнтағын алған француз ғалымы Бусси алды. Өнеркәсіптік өндірістің басталуы 30-40 жылдардан басталады. өткен ғасыр.

Магнийдің пайда болу тарихы

Элемент өз атауын Ежелгі Грециядағы Магнезия аймағынан алды.Құрылыста ұзақ уақыт бойы құрамында магний бар табиғи материалдар магнезит пен доломит қолданылған.

Магнезияның металдық негізін оның таза түрінде оқшаулаудың алғашқы әрекеттері 19 ғасырдың басында жасалды. атақты ағылшын физигі және химигі Хамфри Дэви (1778-1829) балқытылған калий мен күйдіргіш натрийді электролизге ұшыратып, металдық Na және K алынғаннан кейін. Ол сілтілі жер металдарының оксидтерін ыдыратуды осындай жолмен жүргізуді ұйғарды. және магнезия. Дэви өзінің алғашқы тәжірибелерінде дымқыл оксидтерден ток өткізіп, оларды мұнай қабатының ауамен жанасуынан қорғады; алайда металдар катодпен балқытылған және оларды бөлу мүмкін болмады.

Дэви әртүрлі әдістерді қолданып көрді, бірақ олардың барлығы әртүрлі себептермен сәтсіз болды. Ақырында, 1808 жылы оның жолы болды - ол дымқыл магнезияны сынап оксидімен араластырып, массаны платина пластинасына қойып, ол арқылы ток өткізді; Амальгаманы шыны түтікке ауыстырып, сынапты алу үшін қыздырып, жаңа металл алынды. Дәл сол әдісті пайдалана отырып, Дэви барий, кальций және стронций алуға қол жеткізді. Магнийді электролиттік әдіспен өнеркәсіптік өндіру Германияда 19 ғасырдың аяғында басталды. Біздің елімізде электролиттік әдіспен магний алу бойынша теориялық және тәжірибелік жұмыстарды П.П. Федотьев; вакуумда магний оксидінің кремниймен тотықсыздану процесін П.Ф. Антипин.

Тарату

Бериллий сирек кездесетін элементтердің бірі: оның жер қыртысындағы мөлшері 0,0004 масс. %. Табиғатта бериллий байланысқан күйде болады. Бериллийдің ең маңызды минералдары: берилл-Be 3 Al 2 (SiO 3) 6, хризоберил-Be(AlO 2) 2 және фенацит-Be 2 SiO 4. Бериллийдің негізгі бөлігі басқа бірқатар элементтердің, әсіресе алюминийдің минералдарына қоспалар ретінде дисперсті. Бериллий теңіздің терең шөгінділері мен кейбір көмірлердің күлінде де кездеседі. Әртүрлі түстердегі қоспалармен боялған бериллдің кейбір сорттары асыл тастар ретінде жіктеледі. Бұл, мысалы, жасыл изумрудтар және көкшіл-жасыл аквамариндер.

Магний - жер қыртысындағы ең көп таралған элементтердің бірі. Магний мөлшері 1,4% құрайды. Ең маңызды минералдарға, атап айтқанда, құрлықта және тіпті бүкіл тау жоталарында орасан зор массивтерді құрайтын көмірқышқылды карбонатты жыныстар жатады - магнезит MgCO 3 және доломит MgCO 3 - CaCO 3 . Әртүрлі аллювиалды тау жыныстарының қабаттарының астында тас тұзының шөгінділерімен бірге басқа оңай еритін магнийі бар минералдың үлкен шөгінділері белгілі - карналлит MgCl 2 -KCl-6H 2 O. Сонымен қатар, көптеген минералдарда магний кремний диоксидімен тығыз байланысты, мысалы, оливин[(Mg, Fe) 2 SiO 4 ] және сирек кездеседі форстерит(Mg 2 SiO 4). Құрамында магний бар басқа минералдар бруцит Mg(OH)2 , кизерит MgSO4 , эпсонит MgSO 4 -7H 2 O , Кайнит MgSO 4 -KCl-3H 2 O . Жер бетінде магний оңай сулы силикаттарды (тальк, асбест және т.б.) түзеді, оның мысалы болып табылады. серпентин 3MgO-2SiO 2 -2H 2 O. Белгілі минералдардың 13%-ға жуығында магний бар. Дегенмен, табиғи магний қосылыстары еріген күйінде кеңінен кездеседі. Әртүрлі минералдар мен тау жыныстарынан басқа 0,13% MgCl 2 түріндегі магний мұхит суларында (оның мұндағы қоры таусылмас – 6-10 16 т шамасында) және тұзды көлдер мен бұлақтарда үнемі кездеседі. Магний де хлорофиллдің құрамына 2%-ға дейінгі мөлшерде кіреді және мұнда комплекс түзуші ретінде әрекет етеді. Жердің тірі материясындағы бұл элементтің жалпы мөлшері шамамен 10 11 тоннаға бағаланады.

Түбіртек

Магний алудың негізгі (шамамен 70%) әдісі тотығудан қорғау үшін балқытылған карналлит немесе MgCl 2 флюс қабатының астында электролиз болып табылады. Магнийді алудың термиялық әдісі (шамамен 30%) күйдірілген магнезитті немесе доломитті азайтуды қамтиды. Бериллий концентраттары берилий оксидіне немесе гидроксидке өңделеді, одан фторид немесе хлорид алынады. Металл бериллийді алу кезінде BeCl 2 (50 масса %) және NaCl балқымасының электролизі жүргізіледі.Бұл қоспаның балқу температурасы таза BeCl 2 үшін 400 oС-қа қарсы 300 o С. Сондай-ақ бериллий магний- немесе алюминотермиялық жолмен 1000-1200 0 С температурада Na 2: Na 2 + 2Mg = Be + 2Na + MgF 2 алынады. Әсіресе таза бериллий (негізінен атом өнеркәсібі үшін) аймақтық балқыту, вакуумды айдау және электролиттік тазарту арқылы алынады.

Ерекшеліктер

Бериллий – «таза» элемент. Табиғатта магний үш тұрақты изотоптар түрінде кездеседі: 24 мг (78,60%), 25 мг (10,11%) және 26 мг (11,29%). Жасанды жолмен массалары 23, 27 және 28 изотоптар алынды.

Бериллийдің атомдық нөмірі 4 және атомдық салмағы 9,0122. Ол периодтық жүйенің екінші кезеңінде және 2-топтың негізгі топшасын басқарады. Бериллий атомының электрондық құрылымы 1s 2 2s 2. Химиялық әрекеттесу кезінде бериллий атомы қозды (ол үшін 63 ккал/г×атом шығыны қажет) және 2s электрондарының біреуі бериллий химиясының ерекшелігін анықтайтын 2p орбитальға ауысады: ол максималды көрсете алады. алмасу механизмі бойынша 2 байланыс түзетін коваленттілік 4, ал донор-акцептор үшін 2. Иондану потенциалы қисығында бериллий жоғарғы орындардың бірін алады. Соңғысы оның шағын радиусына сәйкес келеді және бериллийді өзінің электрондарынан бас тартуға ерекше дайын емес элемент ретінде сипаттайды, бұл бірінші кезекте элементтің химиялық белсенділігінің төмен дәрежесін анықтайды. Электртерістілік тұрғысынан бериллийді өз электрондарын оңай беретін электропозитивті металл атомдары мен коваленттік байланыс түзуге бейім типтік комплекс түзуші агенттер арасындағы типтік өтпелі элемент ретінде қарастыруға болады. Бериллий алюминиймен диагональды ұқсастығын LicMg-ге қарағанда көбірек көрсетеді және киносимметриялық элемент болып табылады. Бериллий және оның қосылыстары өте улы. Ауадағы ШРК 2 мкг/м 3 құрайды.

Элементтердің периодтық жүйесінде магний II топтың негізгі топшасында орналасқан; Магний сериялық нөмірі 12, атомдық салмағы 24,312. Қозбаған атомның электрондық конфигурациясы 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2; Mg (3s 2) атомының сыртқы электрондық қабаттарының құрылымы оның нөлдік валентті күйіне сәйкес келеді. Екі валентті 3с 1 3p 1 қозу үшін 62 ккал/г-атом шығыны қажет. Магнийдің иондану потенциалдары бериллийге қарағанда төмен, сондықтан магний қосылыстары байланыстың иондылығының жоғары үлесімен сипатталады. Кешен түзу қабілеті жағынан магний бериллийден де төмен. Аяқталмаған d-қабықшалары бар IIIB тобының элементтерімен әрекеттесу кейбір ерекшеліктерге ие. Бұл топқа Sc, Y, Ln және Th кіреді. Бұл элементтер магниймен бірнеше аралық фазаларды құрайды және онда сұйық күйде жақсы ериді. Бұл элементтердің магниймен қоспаларының күй диаграммалары эвтектикалық сипатта болады. Бұл элементтердің қатты күйде магнийде ерігіштігі жоғары емес (2 – 5% салмағы бойынша). Сілтілік жермен және әсіресе сілтілі металдармен магний қатты күйде маңызды ерігіштік аймағын түзбейді, бұл атом радиустарының үлкен айырмашылығына байланысты. Ерекшелік - литий, оның атомдық радиусы магнийдің атомдық радиусынан 2% ерекшеленеді. Магнийдің мыс, күміс және алтынмен жүйелері эвтектикалық типке жатады. Күмістің эвтектикалық температурада ерігіштігі салмағы бойынша –16% құрайды.

Физикалық қасиеттері

Бериллий - күміс-ақ металл. Өте қатты және нәзік. Диамагниттік қасиетке ие. Ауада ол жұқа оксидті қабықпен жабылып, металға сұр, күңгірт түс береді және оны одан әрі коррозиядан қорғайды. Бериллийдің сығылғыштығы өте төмен. Металдардың ең аз мөлшері (Al-дан 17 есе аз) рентгендік сәулеленуді блоктайды. Периодтары a=0,228 нм және с=0,358 нм, CN=6 болатын hcp құрылымында кристалданады. 1254 o C температурада алтыбұрышты а модификациясы текше b түріне айналады. Бериллий Al және Si бар эвтектикалық қорытпалар түзеді.

Бүкіл периодтық кестенің элементтерінің көпшілігі металдар тобын білдіреді. амфотерлік, өтпелі, радиоактивті - олардың көпшілігі бар. Барлық металдар тек табиғатта және адамның биологиялық өмірінде ғана емес, сонымен қатар әртүрлі өнеркәсіп салаларында орасан зор рөл атқарады. ХХ ғасырдың «темір» деп аталуы бекер емес.

Металдар: жалпы сипаттамасы

Барлық металдардың ортақ химиялық және физикалық қасиеттері бар, олар металл емес заттардан оңай ажыратылады. Мысалы, кристалдық тордың құрылымы оларға мүмкіндік береді:

• электр тогының өткізгіштері;
• жақсы жылу өткізгіштер;
• иілгіш және иілгіш;
• төзімді және жылтыр.

Әрине, олардың арасында айырмашылықтар бар. Кейбір металдар күміс түспен жарқырайды, басқалары күңгірт ақ түспен, ал басқалары жалпы қызыл және сары түспен жарқырайды. Жылу және электр өткізгіштікте де айырмашылықтар бар. Дегенмен, бұл параметрлер әлі де барлық металдарға ортақ, ал бейметалдардың ұқсастықтарынан гөрі айырмашылықтары көп.

Химиялық табиғаты бойынша барлық металдар тотықсыздандырғыш болып табылады. Реакция жағдайларына және нақты заттарға байланысты олар тотықтырғыш ретінде де әрекет ете алады, бірақ сирек. Көптеген заттарды түзуге қабілетті. Металдардың химиялық қосылыстары табиғатта кендерде немесе минералдарда, минералдарда және басқа тау жыныстарында өте көп мөлшерде кездеседі. Дәреже әрқашан оң және тұрақты (алюминий, натрий, кальций) немесе айнымалы (хром, темір, мыс, марганец) болуы мүмкін.

Олардың көпшілігі құрылыс материалдары ретінде кеңінен қолданылады және ғылым мен техниканың әртүрлі салаларында қолданылады.

Металдардың химиялық қосылыстары

Олардың ішінде металдардың басқа элементтермен және заттармен әрекеттесу өнімдері болып табылатын заттардың бірнеше негізгі кластарын атап өту керек.

1. Оксидтер, гидридтер, нитридтер, силицидтер, фосфидтер, озонидтер, карбидтер, сульфидтер және басқалары – бейметалдары бар бинарлық қосылыстар, көбінесе тұздар класына жатады (оксидтерден басқа).
2. Гидроксидтер – жалпы формуласы Me + x (OH) x.
3. Тұз. Қышқыл қалдықтары бар металл қосылыстары. Әртүрлі болуы мүмкін:

• орташа;
• қышқыл;
• қосарлы;
• негізгі;
• кешен.

4. Металдардың органикалық заттармен қосылыстары – металлорганикалық құрылымдар.

5. Металдардың бір-бірімен қосылыстары – әртүрлі тәсілдермен алынатын қорытпалар.

Металды біріктіру опциялары

Құрамында бір уақытта екі немесе одан да көп түрлі металдар болуы мүмкін заттар бөлінеді:

• қорытпалар;
• қос тұздар;
• күрделі қосылыстар;
• металаралық қосылыстар.

Металдарды біріктіру әдістері де әртүрлі. Мысалы, қорытпаларды алу үшін алынған өнімді балқыту, араластыру және қатайту әдісі қолданылады.

Металларалық қосылыстар металдар арасындағы тікелей химиялық реакциялардың нәтижесінде түзіледі, көбінесе жарылғыш (мысалы, мырыш пен никель). Мұндай процестер ерекше жағдайларды қажет етеді: өте жоғары температура, қысым, вакуум, оттегінің жетіспеушілігі және т.б.

Сода, тұз, каустикалық сода – бұлардың барлығы табиғаттағы сілтілі металдардың қосылыстары. Олар таза түрде болады, шөгінділер түзеді немесе белгілі бір заттардың жану өнімдерінің бөлігі болып табылады. Кейде олар зертханалық әдіспен алынады. Бірақ бұл заттар әрқашан маңызды және құнды, өйткені олар адамды қоршап, оның өмірін қалыптастырады.

Сілтілік металдардың қосылыстары және олардың қолданылуы тек натриймен шектелмейді. Тұздар, мысалы:

• калий хлориді;
• (калий нитраты);
• калий карбонаты;
• сульфат.

Олардың барлығы ауыл шаруашылығында қолданылатын бағалы минералды тыңайтқыштар.

Сілтілік жер металдары – қосылыстар және олардың қолданылуы

Бұл категорияға химиялық элементтер жүйесінің негізгі топшасының екінші тобының элементтері кіреді. Олардың тұрақты тотығу дәрежесі +2. Бұл көптеген қосылыстармен және қарапайым заттармен химиялық реакцияларға оңай түсетін белсенді тотықсыздандырғыштар. Металдардың барлық типтік қасиеттерін көрсетіңіз: жылтырлығы, иілгіштігі, жылу және электр өткізгіштігі.

Олардың ең маңыздысы және кең тарағаны магний мен кальций. Бериллий амфотерлі, барий мен радий сирек элементтер. Олардың барлығы келесі байланыс түрлерін құра алады:

• интерметалдық;
• оксидтер;
• гидридтер;
• екілік тұздар (бейметалдармен қосылыстар);
• гидроксидтер;
• тұздар (қос, күрделі, қышқыл, негіздік, орташа).

Ең маңызды қосылыстарды практикалық тұрғыдан және олардың қолдану салаларын қарастырайық.

Магний және кальций тұздары

Тұздар сияқты сілтілі жер металдарының қосылыстары тірі организмдер үшін маңызды. Өйткені, кальций тұздары ағзадағы осы элементтің көзі болып табылады. Ал онсыз жануарлардың қаңқасының, тістерінің, мүйіздерінің, тұяқтардың, шаш пен жүннің және т.б. қалыпты қалыптасуы мүмкін емес.

Осылайша, сілтілі жер металл кальцийінің ең көп таралған тұзы - карбонат. Оның басқа атаулары:

• мәрмәр;
• әктас;
• доломит.

Ол тірі организмге кальций иондарын жеткізуші ретінде ғана емес, сонымен қатар құрылыс материалы, химиялық өндірістің шикізаты ретінде, косметика өнеркәсібінде, шыны өнеркәсібінде және т.б.

Сульфаттар сияқты сілтілі жер металдарының қосылыстары да маңызды. Мысалы, барий сульфаты (медициналық атауы «барит ботқасы») рентгендік диагностикада қолданылады. Кристалдық гидрат түріндегі кальций сульфаты табиғатта кездесетін гипс болып табылады. Ол медицинада, құрылыста, құйма құюда қолданылады.

Сілтілік жер металы фосфор

Бұл заттар орта ғасырлардан бері белгілі. Бұрын олар фосфор деп аталды. Бұл атау күні бүгінге дейін кездеседі. Табиғаты бойынша бұл қосылыстар магний, стронций, барий және кальцийдің сульфидтері болып табылады.

Белгілі бір өңдеумен олар фосфорлы қасиеттерді көрсете алады, ал жарқырау өте әдемі, қызылдан ашық күлгінге дейін. Бұл жол белгілерін, жұмыс киімдерін және басқа заттарды өндіруде қолданылады.

Күрделі байланыстар

Металлдық табиғаттың екі немесе одан да көп әртүрлі элементтерін қамтитын заттар күрделі металл қосылыстары болып табылады. Көбінесе олар әдемі және түрлі-түсті түстері бар сұйықтықтар. Аналитикалық химияда иондарды сапалы анықтау үшін қолданылады.

Мұндай заттар тек сілтілі және сілтілі жер металдарын ғана емес, сонымен қатар басқалардың бәрін де түзуге қабілетті. Гидроксо кешендері, аква кешендері және басқалары бар.

Сілтілік және сілтілік жер металдарының химиялық қасиеттері ұқсас. Сілтілік металдардың сыртқы энергетикалық деңгейінде бір электрон, ал сілтілі жер металдарында екі электрон бар. Реакциялар кезінде металдар күшті тотықсыздандырғыш қасиеттерін көрсететін валенттік электрондармен оңай бөлінеді.

Сілтілік

Периодтық жүйенің І тобына сілтілік металдар кіреді:

• литий;
• натрий;
• калий;
• рубидий;
• цезий;
• француз

Күріш. 1. Сілтілік металдар.

Олар жұмсақтығымен (пышақпен кесуге болады), төмен балқу және қайнау температурасымен ерекшеленеді. Бұл ең белсенді металдар.

Сілтілік металдардың химиялық қасиеттері кестеде берілген.

Органикалық қышқылдармен және спирттермен әрекеттесе алады.

Сілтілік жер

Периодтық жүйенің II тобында сілтілі жер металдары бар:

• бериллий;
• магний;
• кальций;
• стронций;
• барий;
• радий.

Күріш. 2. Сілтілік жер металдары.

Сілтілік металдардан айырмашылығы олар қаттырақ. Тек стронцийді пышақпен кесуге болады. Ең тығыз металл - радий (5,5 г/см3).

Бериллий оттегімен 900°С-қа дейін қыздырғанда ғана әрекеттеседі. Ешбір жағдайда сутегімен және сумен әрекеттеспейді. Магний 650°С температурада тотығады және жоғары қысымда сутекпен әрекеттеседі.

Кестеде сілтілі жер металдарының негізгі химиялық қасиеттері көрсетілген.

Тұздардағы сілтілік және сілтілі жер метал иондары жалын түсінің өзгеруі арқылы оңай анықталады. Натрий тұздары сары жалынмен жанады, калий - күлгін, рубидий - қызыл, кальций - кірпіш қызыл, барий - сары-жасыл. Бұл металдардың тұздары отшашуларды жасау үшін қолданылады.

Күріш. 3. Сапалық реакция.

Біз не үйрендік?

Сілтілік және сілтілік жер металдары қарапайым және күрделі заттармен әрекеттесетін периодтық жүйенің белсенді элементтері болып табылады. Сілтілік металдар жұмсақ, сумен және галогендермен күшті әрекеттеседі, ауада оңай тотығады, оксидтер, пероксидтер, супероксидтер түзеді, қышқылдармен және аммиакпен әрекеттеседі. Қыздырған кезде олар бейметалдармен әрекеттеседі. Сілтілік жер металдары бейметалдармен, қышқылдармен және сумен әрекеттеседі. Бериллий сутегімен және сумен әрекеттеспейді, бірақ жоғары температурада сілтілермен және оттегімен әрекеттеседі.

Тақырып бойынша тест

Есепті бағалау

Орташа рейтинг: 4.3. Алынған жалпы рейтингтер: 113.

Периодтық жүйенің I және II топтарының негізгі топшаларының барлық элементтері, сондай-ақ сутегі мен гелий s-элементтерге жатады. Сутегі мен гелийден басқа бұл элементтердің барлығы металдар.Периодтық жүйенің І тобындағы металдар деп аталады сілтілі,өйткені олар сумен әрекеттесіп, сілтілер түзеді. Периодтық жүйенің II тобындағы металдар, бериллий мен магнийден басқалары деп аталады. сілтілі жер. I топты аяқтайтын франций және II топты аяқтайтын радий, - радиоактивті элементтер.

s-металдардың кейбір қасиеттері 3

15.1-кесте

ал PI – иондану потенциалы (энергия); ЭО – электртерістілік.

Барлық s-металдардың сыртқы қабығында бір немесе екі электрон бар және олардан оңай бас тарта алады, асыл газдардың тұрақты электронды конфигурациясы бар иондарды құрайды. Бұл металдардың жоғары тотықсыздандырғыш белсенділігі өте төмен иондану потенциалында (IP) және төмен электртерістілікте (ЭО) көрінеді (15.1-кесте). Сілтілік металдар мен асыл газдардың иондану потенциалдарын салыстырыңыз (барлық элементтердің ішінде асыл газдар ең төменгі EO және ең жоғары PI-ге ие; 18.1 кестені қараңыз).

Физикалық қасиеттері. Қалыпты жағдайда s-металдар қатты күйде, металдық байланысы бар кристалдар түзеді. Барлық I топ металдары бар денеге бағытталған текше тор(BCC, § 4.4 қараңыз). Бериллий мен магний тән алтыбұрышты тығыз орау(hcp), кальций және стронций бетке бағытталған текше тор(fcc), барийде денеге бағытталған текше(ОТСК).

I топ металдары басқалармен салыстырғанда жұмсақ және тығыздығы төмен. Литий, натрий және калий судан жеңілжәне оның бетінде қалқып, онымен әрекеттеседі. ІІ топ металдары сілтілі металдарға қарағанда қаттырақ және тығызырақ. s-металдардың төмен балқу және қайнау температуралары (15.1-кестені қараңыз) кристалдық торлардағы салыстырмалы түрде әлсіз металдық байланыспен түсіндіріледі; байланыс энергиясы (эВ): литий 1,65, натрий 1,11, калий 0,92, рубидий 0,84, цезий 0,79, бериллий 3,36, магний 1,53, кальций 1,85, стронций 1, 71,8, барий.

Байланыс энергияларын салыстыру үшін (эВ): алюминий 3,38, мырыш 1,35, темір 4,31, мыс 3,51, күміс 2,94, титан 4,87, молибден 6,82, вольфрам 8,80.

Металл байланысы металл атомдарының оң иондарын бірге ұстайтын делокализацияланған валенттік электрондар арқылы түзіледі (§3.6 қараңыз). Металл радиусы неғұрлым үлкен болса, соғұрлым делокализацияланған электрондар оң иондар арасында «жұқа қабатта» таралады, ал кристалдық тордың беріктігі соғұрлым төмен болады. Бұл I және II топ металдарының төмен балқу және қайнау температураларын түсіндіреді. ІІ топ элементтерінің балқу және қайнау температуралары сілтілі металдардан айырмашылығы жүйесіз өзгереді, бұл кристалдық құрылымдардың айырмашылығымен түсіндіріледі (жоғарыдан қараңыз).

Табиғатта таралуы. Барлық s-металдар табиғатта тек қосылыстар түрінде кездеседі: қазбалы минералды тұздар және олардың шөгінділері (KS1, NaCl, CaCO 3 және т.б.) және теңіз суындағы иондар. Кальций, натрий, калий және магний жер бетінде сәйкесінше бесінші, алтыншы, жетінші және сегізінші. Стронций қалыпты мөлшерде жиі кездеседі. Жер қыртысы мен мұхит суларында басқа s-металдардың мөлшері шамалы. Мысалы, жер қыртысында натрий мөлшері 2,3% және теңіз суында 1,1%, цезий жер қыртысында 3 10 ~ 4% және теңіз суында 3 10 -8% құрайды.

Натрий, цезий және бериллийдің әрқайсысында бір ғана тұрақты изотоп бар, литий, калий және рубидийдің әрқайсысында екіден бар: |Li 7,5% және |Li 92,5%; 93,26% және Орталық Комитет 6,74%; f^Rb 72,17% және fpRb 27,83%. Магнийдің үш тұрақты изотоптары бар (|2 Mg 79,0%, j|Mg 10,0% және j|Mg 11,0%). Басқа сілтілі жер металдарының тұрақты изотоптары көбірек; негізгілері: 4 °Са 96,94% және TsSA 2,09%; ||Sr 82,58%, 8 |Sr 9,86% және ||Sr 7,0%; 1 ||Ба 71,7%, 18 |Ба 11,23%, 18 ®Ба 7,85% және 18 |Ба 6,59%.