ЕЛЕМЕНТИ НА (2-Й) ГРУПИ

В результаті вивчення змісту цієї глави студент повинен: знати

  • • природні сполуки берилію, магнію, лужноземельних металів;
  • • хімічні і фізичні властивості простих речовин, їх з'єднань (оксидів, гідроксидів, солей, сполук з неметалами), способи їх отримання;
  • • чим обумовлена жорсткість води, типи жорсткості води;
  • • біологічну роль металів ІЛ (2-й) групи і їх застосування в медицині і фармації;

вміти

  • • складати рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості металів ІА (2-й) групи і їх з'єднань;
  • • здійснювати стехиометрические розрахунки за отриманими рівняннями реакцій; володіти
  • • навичками складання рівнянь хімічних реакцій;
  • • методами вирішення розрахункових завдань;
  • • технікою проведення пробіркових реакцій;
  • • навичками роботи з хімічним обладнанням і реактивами.

Загальна характеристика металів

Метали IIA (2-й) групи Періодичної системи хімічних елементів - берилій 4 Нд, магній 12 Mg, кальцій 20 Са, стронцій 38 Sr, барій 56 Ва і радій 88 Ra - є ^ -елементом. Останній радіоактивний, період напіврозпаду якого 226 Ra - 1620 років. Елементи Са, Sr, Ва і Ra відносять до лужноземельних металів, так як їх оксиди, звані раніше «землями», при взаємодії з водою утворюють лугу.

Електронна конфігурація зовнішнього енергетичного рівня - ns . Метали є відновниками і в з'єднаннях виявляють єдину ступінь окислення (+2). Зміна властивостей по групі слід загальним закономірностям, розглянутим на прикладі лужних металів: зі збільшенням порядкового номера збільшується радіус атома, зменшуються енергія іонізації, відносна електронегативність і спорідненість до електрону, зростають відновні і металеві властивості (табл. 12.1).

Елемент берилій за своїми властивостями, подібно літію в 1-й групі, отли-

Про I

чає від інших металів. Малий радіус іона Be, висока щільність заряду в ньому і велике значення енергії іонізації - причини того, що в бінарних сполуках берилію зв'язок володіє високою часткою ковалентності. Хімія водних розчинів сполук берилію також має свою снеціфі Таблиця 12.1

Властивості елементів IIA (2-й) групи

властивість

Be

Mg

Са

Sr

ва

Ra

Металевий радіус, нм

0,112

0,160

0,197

0,215

0,217

0,223

Іонний радіус, нм

0,027

0,72

0,100

0,126

0,142

0,148

Енергія іонізації, кДж / моль

899,5

737,7

589,8

549,5

502,8

509,3

Електронегативність за Полінгом

1,57

1,31

1,00

0,95

0,89

0,90

ку, завдяки малому радіусу іона і відсутності d-орбіталей. Міцна оксидна плівка на поверхні магнію і мала розчинність більшості його сполук впливають на реакційну здатність цього металу. З одного боку, магній схожий на лужноземельні метали, з іншого - на берилій.

У вільному вигляді елементи 2-ї групи - типові метали: мають сріблясто-білий або сіруватий колір, мають високу тепло- і електропровідністю. Лужноземельні метали, подібно до лужних, на повітрі швидко покриваються оксидною плівкою і тьмяніють. Берилій та магній довго зберігають металевий блиск і при кімнатній температурі стійкі до дії кисню і води.

Металева зв'язок в металах 2-ї групи істотно міцніше, ніж в лужних, що проявляється в їх більшої щільності, твердості і більш високих температурах плавлення (табл. 12.2). Берилій відрізняється від інших металів групи високу твердість і малої пластичністю. Елементи (за винятком Be) забарвлюють полум'я в різний колір: Mg - в сліпучо-білий, Са - в цегляно-червоний, Sr - в малиновий, Ва - в яблучно-зелений.

Таблиця 12.2

Фізичні властивості металів ПА (2-й) групи

властивість

Be

Mg

Са

Sr

ва

Ra

° г

Чш » ч

1 287

650

842

768

727

700

t ° з

'' КВП »

2471

+1095

1495

1390

1805

1500

Щільність (20 ° С), г / см 3

1,848

1,739

1,54

2,54

3,59

5,00

Стандартний потенціал? ° (М + / М), В

-1,85

-2,37

-2,87

-2,89

-2,90

-2,92

Таблиця 123

Поширеність, ізотопний склад і найважливіші природні сполуки елементів ПА (2-й) групи

елемент

Вміст у земній корі / в організмі,% по масі

Число стабільних ізотопів / Основний ізотоп

Найважливіші природні сполуки

Be

2,6 -ІГ 4 / 5-10 8

1/ 9 Ве

Bc 3 Al 2 [Si 4 C) 18 ] (берил),

Ве 4 [Si 2 0 7 ] (ОН) 2 (бертрандит)

Mg

2,30 / 0,027

3/ 24 Mg

MgCl 2 (морська вода), MgC0 3 (магнезит), MgCl 2 • КС1 • 6Н 2 0 (карналіт), Mg 3 (Si 4 O 10 ) (OH) 2 (тальк)

елемент

Вміст у земній корі / в організмі, % по масі

Число стабільних ізотопів / Основний ізотоп

Найважливіші природні сполуки

Са

4,1 / 1,4

CaCO ^ (вапняк, крейда, мармур, кальцит), CaF 2 (флюорит), СаС0 3 * MgC0 3 (доломіт)

Sr

3,7 • 10 2 / 4,6-10 4

SrS0 4 (целестин), SrC0 3 (стронціаніт)

ва

5-10 2 / 3-10 5

BaSO ^ (барит)

Ra

6-10 "/ 4 -10 14

Радіобаріт і радіокальціт, де Ra сокрістатлізустся з Са і Ва завдяки ізоморфізму

Елементи 2-ї групи більш поширені в природі, ніж елементи 1-ї групи, і мають по кілька стабільних ізотопів. Виняток становить берилій, який має один стабільний ізотоп (табл. 12.3). З елементів 2-ї групи широко поширені магній і кальцій, поширеність стронцію і барію в 100 разів менше. Основні мінерали - галогеніди, сульфати і карбонати.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >