II топтың металдары сілтілі жер металдары магний және бериллий. Бериллий, магний және сілтілі жер металдары Химиялық элементтер магний кальций және бериллий

Сілтілік жер металдарына периодтық жүйенің ІІА тобының металдары D.I. Менделеев – кальций (Са), стронций (Sr), барий (Ba) және радий (Ra). Олардан басқа II топтың негізгі топшасына бериллий (Be) және магний (Mg) кіреді. Сілтілік жер металдарының ең сыртқы энергетикалық деңгейінде екі валенттік электрон бар. Сілтілік жер металдарының сыртқы энергетикалық деңгейінің электрондық конфигурациясы ns 2. Олардың қосылыстарында олар +2 бір тотығу дәрежесін көрсетеді. OVR-де олар қалпына келтіретін агенттер, яғни. электроннан бас тарту.

Сілтілік жер металдар тобына кіретін элементтер атомдарының ядросының зарядының жоғарылауымен атомдардың иондану энергиясы азаяды, ал атомдар мен иондардың радиустары артады, химиялық элементтердің металлдық сипаттамалары артады.

Сілтілік жер металдарының физикалық қасиеттері

Бос күйде Be - тығыз алтыбұрышты кристалдық торы бар болат сұр металл, жеткілікті қатты және сынғыш. Ауада Be оксидті қабықпен жабылады, бұл оған күңгірт реңк береді және оның химиялық реактивтілігін төмендетеді.

Қарапайым зат түріндегі магний ақ түсті метал болып табылады, ол Be ​​сияқты ауамен әсер еткенде оксид қабықшасының түзілуіне байланысты күңгірт реңкке ие болады. Mg бериллийге қарағанда жұмсақ және икемді. Mg кристалдық торы алтыбұрышты.

Са, Ba және Sr еркін күйінде күмістей ақ металдар. Ауа әсер еткенде олар лезде сарғыш қабықпен жабылады, бұл олардың ауаның құрамдас бөліктерімен әрекеттесуінің өнімі болып табылады. Кальций өте қатты металл, Ba және Sr жұмсақ.

Ca және Sr бет центрлі текше кристалдық торға ие, барийде денеге бағытталған текше кристалдық тор бар.

Барлық сілтілі жер металдары химиялық байланыстың металдық түрінің болуымен сипатталады, бұл олардың жоғары жылу және электр өткізгіштігін анықтайды. Сілтілік жер металдарының қайнау және балқу температуралары сілтілі металдарға қарағанда жоғары.

Сілтілік жер металдарын алу

Be оның фторидінің тотықсыздану реакциясы арқылы түзіледі. Қыздырғанда реакция жүреді:

BeF 2 + Mg = Be + MgF 2

Магний, кальций және стронций балқытылған тұздардың, көбінесе хлоридтердің электролизі арқылы алынады:

CaCl 2 = Ca + Cl 2

Сонымен қатар, дихлоридті балқыманы электролиздеу арқылы Mg алу кезінде балқу температурасын төмендету үшін реакциялық қоспаға NaCl қосылады.

Өнеркәсіпте Mg алу үшін металл- және көміртек-термиялық әдістер қолданылады:

2(CaO×MgO) (доломит) + Si = Ca 2 SiO 4 + Mg

Ba алудың негізгі әдісі оксидті тотықсыздандыру болып табылады:

3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3

Сілтілік жер металдарының химиялық қасиеттері

Өйткені жоқ. Be және Mg беті оксидті қабықпен жабылған - бұл металдар суға инертті. Ca, Sr және Ba күшті негіздік қасиеттерге ие гидроксидтер түзу үшін суда ериді:

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

Сілтілік жер металдары оттегімен әрекеттесуге қабілетті және олардың барлығы, барийден басқасы, осы әрекеттесу нәтижесінде оксидтер, барий-пероксид түзеді:

2Са + О2 = 2СаО

Ba + O 2 = BaO 2

Бериллийден басқа сілтілі жер металдарының оксидтері негізгі қасиеттерді, Be - амфотерлік қасиеттерді көрсетеді.

Қыздырылған кезде сілтілі жер металдары бейметалдармен (галогендер, күкірт, азот және т.б.) әрекеттесуге қабілетті:

Mg + Br 2 =2MgBr

3Sr + N 2 = Sr 3 N 2

2Mg + 2C = Mg 2 C 2

2Ba + 2P = Ba 3 P 2

Ba + H 2 = BaH 2

Сілтілік жер металдары қышқылдармен әрекеттеседі және оларда ериді:

Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2

Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2

Бериллий сілтілердің сулы ерітінділерімен әрекеттеседі - оларда ериді:

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

Сапалық реакциялар

Сілтілік жер металдарына сапалық реакция олардың катиондары арқылы жалынды бояу болып табылады: Са 2+ жалынды қою қызғылт сары, Sr 2+ – қою қызыл, Ba 2+ – ашық жасыл түске бояйды.

Барий катионына Ba 2+ сапалы реакциясы SO 4 2- аниондары болып табылады, нәтижесінде бейорганикалық қышқылдарда ерімейтін барий сульфатының (BaSO 4) ақ тұнбасы түзіледі.

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓

Есептерді шешу мысалдары

МЫСАЛ 1

Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз

Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге алғыстары шексіз болады.

Жұмыстың HTML нұсқасы әлі жоқ.
Жұмыстың мұрағатын төмендегі сілтемені басу арқылы жүктей аласыз.

Ұқсас құжаттар

Топтың жалпы сипаттамасы. Бериллий және магний. Сілтілік жер металдарының шығу тарихы, таралуы, алынуы, ерекшеліктері, физикалық қасиеттері, қолданылуы. Сілтілік жер металдарының және олардың қосылыстарының химиялық қасиеттері.

аннотация, 30.05.2003 қосылған


Металдар. Металдарды алу әдістері. Металдардың химиялық қасиеттері. І топтың негізгі топшасының металдарының сипаттамасы. ІІ топтың негізгі топшасының элементтерінің сипаттамасы. ІІІ топтың негізгі топшасының элементтерінің сипаттамасы. Алюминий. Өтпелі металдар

аннотация, 18.05.2006 қосылған


Дәрілік заттар ретінде магний, кальций және барий қосылыстары. Атомдар мен иондардың радиустары тобының өзгеруі, иондану потенциалы. Магний, кальций, стронций иондарына сапалық реакциялар. Магний мен кальцийдің биологиялық рөлі, организм үшін маңызы.

аннотация, 14.04.2015 қосылды


Элементтердің ашылу тарихы, табиғатта таралуы. Атомдар мен иондардың радиустарының мәндер тобының өзгеруі. ІІА топтағы жай заттардың қасиеттерін салыстыру. Магний мен кальцийдің антагонизмі, олардың организмдегі биологиялық рөлі. Бериллий мен барийдің уыттылығы.

аннотация, 30.11.2011 қосылған


Бериллийдің адам ағзасындағы физиологиялық рөлі, оның синергисттері мен антагонисттері. Түрлі өмірлік процестердің пайда болуын қамтамасыз ету үшін адам ағзасындағы магнийдің рөлі. Дененің артық қышқылдығын бейтараптандыру. Стронцийдің адам үшін маңызы.

аннотация, 09.05.2014 қосылды


Литий, натрий, калийдің сумен әрекеттесуі. Екілік оттегі қосылыстарының физикалық және химиялық қасиеттерін зерттеу. Сілтілік жер металдарының ең маңызды қосылыстары. Пероксидтердің тотықсыздандырғыш қасиеттері. Металл органикалық қосылыстарды қолдану.

презентация, 08/07/2015 қосылды


Магний екінші топтың негізгі топшасының элементі ретінде, атомдық нөмірі 12 үшінші период, оның негізгі физикалық-химиялық қасиеттері, атом құрылысы. Магнийдің таралуы, қосылыстары және олардың практикалық қолдану аймақтары. Жасушаның регенерациясы.

IIA тобында тек металдар бар – Be (бериллий), Mg (магний), Ca (кальций), Sr (стронций), Ba (барий) және Ra (радий). Бұл топтың бірінші өкілі бериллийдің химиялық қасиеттері осы топтың басқа элементтерінің химиялық қасиеттерінен айтарлықтай ерекшеленеді. Оның химиялық қасиеттері басқа IIA тобының металдарына қарағанда ("диагональды ұқсастық" деп аталатын) алюминийге көбірек ұқсас. Магний өзінің химиялық қасиеттері бойынша Ca, Sr, Ba және Ra-дан айтарлықтай ерекшеленеді, бірақ олармен бериллийге қарағанда әлдеқайда ұқсас химиялық қасиеттерге ие. Кальций, стронций, барий және радийдің химиялық қасиеттерінің айтарлықтай ұқсастығына байланысты олар бір тұқымдасқа біріктірілген. сілтілі жер металдар.

IIA тобының барлық элементтері жатады с-элементтер, яғни. олардың барлық валенттік электрондарын қамтиды с- кіші деңгей Осылайша, осы топтың барлық химиялық элементтерінің сыртқы электрондық қабатының электрондық конфигурациясы пішінге ие ns 2 , Қайда n– элемент орналасқан периодтың нөмірі.

IIA тобының металдарының электрондық құрылымының ерекшеліктеріне байланысты бұл элементтер нөлден басқа +2-ге тең бір ғана тотығу дәрежесіне ие болуы мүмкін. IIA тобындағы элементтерден түзілген қарапайым заттар кез келген химиялық реакцияларға қатысқан кезде тек тотыға алады, т.б. электрондарды беру:

Мен 0 – 2e — → Мен +2

Кальций, стронций, барий және радий өте жоғары химиялық реактивтілікке ие. Олардан түзілген қарапайым заттар өте күшті тотықсыздандырғыштар болып табылады. Магний сонымен қатар күшті қалпына келтіретін агент болып табылады. Металдардың тотықсыздану белсенділігі Д.И.периодтық заңының жалпы заңдарына бағынады. Менделеев және кіші топты төмендетеді.

Қарапайым заттармен әрекеттесу

оттегімен

Жылытусыз бериллий және магний атмосфералық оттегімен де, таза оттегімен де әрекеттеспейді, өйткені олар сәйкесінше BeO және MgO оксидтерінен тұратын жұқа қорғаныш қабықшалармен жабылған. Оларды сақтау ауа мен ылғалдан қорғаудың арнайы әдістерін қажет етпейді, сілтілі жер металдарынан айырмашылығы, олар сұйық инертті қабат астында сақталады, көбінесе керосин.

Be, Mg, Ca, Sr оттегіде жанғанда, MeO құрамды оксидтер түзеді, ал Ba - барий оксиді (BaO) мен барий асқын тотығы (BaO 2) қоспасы:

2Mg + O2 = 2MgO

2Са + О2 = 2СаО

2Ba + O 2 = 2BaO

Ba + O 2 = BaO 2

Айта кету керек, сілтілі жер металдары мен магний ауада жанған кезде бұл металдардың ауа азотымен жанама реакциясы да жүреді, соның нәтижесінде металдардың оттегімен қосылыстарынан басқа, жалпы формуласы Me 3 N нитридтері бар. 2 де қалыптасады.

галогендермен

Бериллий галогендермен тек жоғары температурада әрекеттеседі, ал IIA тобының қалған металдары - қазірдің өзінде бөлме температурасында:

Mg + I 2 = MgI 2 – Магний йодиді

Ca + Br 2 = CaBr 2 – кальций бромиді

Ba + Cl 2 = BaCl 2 – барий хлориді

IV–VI топтағы бейметалдармен

IIA тобындағы барлық металдар IV-VI топтағы барлық бейметалдармен қызған кезде әрекеттеседі, бірақ топтағы металдың орнына, сондай-ақ бейметалдардың белсенділігіне байланысты әртүрлі қыздыру дәрежесі қажет. Бериллий IIA тобының барлық металдарының ішінде ең химиялық инертті болғандықтан, оның бейметалдармен реакциясын жүргізген кезде айтарлықтай пайдалану қажет. Ожоғарырақ температура.

Айта кету керек, металдардың көміртегімен әрекеттесуі әртүрлі табиғаттағы карбидтерді түзе алады. Метанидтерге жататын және шартты түрде метанның туындылары болып саналатын карбидтер бар, оларда барлық сутегі атомдары металмен ауыстырылады. Олардың құрамында метан сияқты көміртегі -4 тотығу күйінде болады, ал олар гидролизденгенде немесе тотықтырмайтын қышқылдармен әрекеттескенде өнімдердің бірі метан болып табылады. Сондай-ақ карбидтердің тағы бір түрі бар - ацетиленидтер, олардың құрамында С 2 2- ионы бар, ол шын мәнінде ацетилен молекуласының фрагменті болып табылады. Гидролиздеу немесе тотықтырмайтын қышқылдармен әрекеттесу кезінде ацетиленидтер сияқты карбидтер реакция өнімдерінің бірі ретінде ацетиленді құрайды. Белгілі бір металл көміртегімен әрекеттескенде алынатын карбидтің түрі – метанид немесе ацетиленид металл катионының мөлшеріне байланысты. Кіші радиусы бар металл иондары әдетте метанидтерді, ал үлкен иондар ацетиленидтерді құрайды. Екінші топтағы металдар жағдайында бериллийдің көміртегімен әрекеттесуінен метанид алынады:

II А тобындағы қалған металдар көміртегімен ацетиленидтер түзеді:

Кремниймен, IIA тобындағы металдар силицидтер түзеді – Me 2 Si типті қосылыстар, азотпен – нитридтермен (Me 3 N 2), фосформен – фосфидтермен (Me 3 P 2):

сутегімен

Барлық сілтілі жер металдары қыздырғанда сутегімен әрекеттеседі. Магнийдің сутегімен әрекеттесуі үшін, сілтілі жер металдардағыдай, жоғары температурадан басқа, тек қыздыру жеткіліксіз, сонымен қатар сутегі қысымының жоғарылауы қажет; Бериллий ешбір жағдайда сутекпен әрекеттеспейді.

Күрделі заттармен әрекеттесу

сумен

Барлық сілтілі жер металдары сумен белсенді әрекеттесіп, сілтілер (ерігіш металл гидроксидтері) және сутегі түзеді. Магний сумен тек қайнатқанда әрекеттеседі, себебі қыздырғанда MgO қорғаныш оксидті қабықшасы суда ериді. Бериллий жағдайында қорғаныш оксидті пленка өте төзімді: су онымен қайнаған кезде де, тіпті қызыл-ыстық температурада да әрекеттеспейді:

тотықтырмайтын қышқылдармен

II топтың негізгі топшасының барлық металдары тотықтырмайтын қышқылдармен әрекеттеседі, өйткені олар сутегінің сол жағындағы белсенділік қатарында. Бұл жағдайда сәйкес қышқыл мен сутегінің тұзы түзіледі. Реакциялардың мысалдары:

Be + H 2 SO 4 (сұйылтылған) = BeSO 4 + H 2

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

Ca + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + H 2

тотықтырғыш қышқылдармен

− сұйылтылған азот қышқылы

IIA тобының барлық металдары сұйылтылған азот қышқылымен әрекеттеседі. Бұл жағдайда тотықсыздану өнімдері сутегінің орнына (тотықтырмайтын қышқылдардағы сияқты) азот оксидтері, негізінен азот оксиді (I) (N 2 O), ал жоғары сұйылтылған азот қышқылы жағдайында аммоний болады. нитрат (NH 4 NO 3):

4Ca + 10HNO3 ( разб .) = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

4Mg + 10HNO3 (өте бұлыңғыр)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

− концентрлі азот қышқылы

Кәдімгі (немесе төмен) температурадағы концентрлі азот қышқылы бериллийді пассивтейді, т.б. оған реакция жасамайды. Қайнаған кезде реакция мүмкін және негізінен теңдеу бойынша жүреді:

Магний және сілтілі жер металдары концентрлі азот қышқылымен әрекеттесіп, әртүрлі азотты қалпына келтіру өнімдерінің кең спектрін түзеді.

− концентрлі күкірт қышқылы

Бериллий концентрлі күкірт қышқылымен пассивтенеді, яғни. қалыпты жағдайда онымен әрекеттеспейді, бірақ реакция қайнаған кезде жүреді және берилий сульфаты, күкірт диоксиді және судың түзілуіне әкеледі:

Be + 2H 2 SO 4 → BeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Барий ерімейтін барий сульфатының түзілуіне байланысты концентрлі күкірт қышқылымен де пассивтенеді, бірақ қыздырған кезде барий сульфаты концентрлі күкірт қышқылына айналуына байланысты онымен ериді;

IIA негізгі тобының қалған металдары концентрлі күкірт қышқылымен кез келген жағдайда, соның ішінде суықта әрекеттеседі. Күкірттің тотықсыздануы металдың белсенділігіне, реакция температурасына және қышқыл концентрациясына байланысты SO 2, H 2 S және S-ке дейін болуы мүмкін:

Mg + H2SO4 ( конц. .) = MgSO 4 + SO 2 + H 2 O

3Мг + 4Н 2 SO 4 ( конц. .) = 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Ca + 5H 2 SO 4 ( конц. .) = 4CaSO 4 +H 2 S + 4H 2 O

сілтілермен

Магний және сілтілі жер металдары сілтілермен әрекеттеспейді, ал берилий балқыту кезінде сілті ерітінділерімен де, сусыз сілтілермен де оңай әрекеттеседі. Сонымен қатар, реакция сулы ерітіндіде жүргізілгенде, реакцияға су да қатысады, ал өнімдер сілтілі немесе сілтілі жер металдары мен сутегі газының тетрагидроксобериллаттары болып табылады:

Be + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - калий тетрагидроксобериллаты

Балқу кезінде қатты сілтімен реакция жүргізгенде сілтілі немесе сілтілі жер металдары мен сутегінің бериллаттары түзіледі.

Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - калий бериллаты

оксидтермен

Сілтілік жер металдары, сондай-ақ магний, қыздырған кезде олардың оксидтерінен белсенділігі аз металдар мен кейбір бейметалдарды азайта алады, мысалы:

Металдарды оксидтерінен магниймен тотықсыздандыру әдісі магний деп аталады.

Сілтілік жер металдары – периодтық жүйенің екінші тобына жататын элементтер. Оларға кальций, магний, барий, бериллий, стронций және радий сияқты заттар жатады. Бұл топтың атауы олардың суда сілтілі реакция беретінін көрсетеді.

Табиғатта сілтілі және сілтілі жер металдары, дәлірек айтқанда олардың тұздары кең таралған. Олар минералдармен ұсынылған. Ерекшелік - бұл өте сирек элемент болып саналатын радий.

Жоғарыда аталған металдардың барлығының ортақ қасиеттері бар, бұл оларды бір топқа біріктіруге мүмкіндік берді.

Сілтілік жер металдары және олардың физикалық қасиеттері

Бұл элементтердің барлығы дерлік сұр түсті қатты заттар болып табылады (кем дегенде қалыпты жағдайда және айтпақшы, физикалық қасиеттері аздап ерекшеленеді - бұл заттар айтарлықтай тұрақты болғанымен, олар оңай әсер етеді.

Бір қызығы, кестедегі сериялық нөмірмен тығыздық сияқты металдың көрсеткіші де артады. Мысалы, бұл топта кальций ең төменгі көрсеткішке ие, ал радий тығыздығы бойынша темірге ұқсас.

Сілтілік жер металдары: химиялық қасиеттері

Алдымен, химиялық белсенділік периодтық кестенің реттік нөміріне сәйкес арта түсетінін атап өткен жөн. Мысалы, бериллий айтарлықтай тұрақты элемент. Ол оттегімен және галогендермен тек күшті қыздырумен әрекеттеседі. Бұл магнийге де қатысты. Бірақ кальций бөлме температурасында да баяу тотыға алады. Топтың қалған үш өкілі (радиий, барий және стронций) бөлме температурасында атмосфералық оттегімен тез әрекеттеседі. Сондықтан бұл элементтерді керосин қабатымен жабу арқылы сақтайды.

Осы металдардың оксидтері мен гидроксидтерінің активтілігі бірдей заңдылық бойынша артады. Мысалы, бериллий гидроксиді суда ерімейді және амфотерлі зат болып саналады, бірақ жеткілікті күшті сілті болып саналады.

Сілтілік жер металдары және олардың қысқаша сипаттамасы

Бериллий – төзімді, ашық сұр металл, улылығы жоғары. Бұл элементті алғаш рет 1798 жылы химик Вокелин ашқан. Табиғатта бериллийдің бірнеше минералдары бар, олардың ішінде ең танымалдары: берилл, фенацит, даналит және хризоберил. Айтпақшы, кейбір бериллий изотоптары жоғары радиоактивті.

Бір қызығы, бериллдің кейбір түрлері бағалы асыл тастар болып табылады. Оларға изумруд, аквамарин және гелиодор жатады.

Бериллий кейбір қорытпаларды жасау үшін пайдаланылады.

Кальций - ең танымал сілтілі жер металдарының бірі. Таза түрінде бұл күміс реңктері бар жұмсақ, ақ зат. Таза кальций алғаш рет 1808 жылы бөлініп алынды. Табиғатта бұл элемент мәрмәр, әктас және гипс сияқты минералдар түрінде кездеседі. Кальций заманауи технологияларда кеңінен қолданылады. Ол химиялық отын көзі ретінде, сонымен қатар отқа төзімді материал ретінде пайдаланылады. Жасыратыны жоқ, кальций қосылыстары құрылыс материалдары мен дәрі-дәрмектер өндірісінде қолданылады.

Бұл элемент әрбір тірі организмде де кездеседі. Негізінен ол қозғалтқыш жүйесінің жұмысына жауап береді.

Магний – жеңіл және жеткілікті иілгіш металл, өзіне тән сұр түсті. Ол 1808 жылы таза түрінде оқшауланған, бірақ оның тұздары әлдеқайда ертерек белгілі болды. Магний магнезит, доломит, карналлит және кизерит сияқты минералдарда кездеседі. Айтпақшы, магний тұзы теңіз суында осы заттың қосылыстарының үлкен санын қамтамасыз етеді.