Щёлочноземельные металлы: общая характеристика, строение; свойства и получение

Щёлочноземельные металлы и их соединения

1. Щёлочноземельные металлы: общая характеристика, строение; свойства и получение

Теория

Щелочноземельными металлами называют \(4\) химических элемента \(I\)\(I\)\(A\)-группы Периодической системы Д. И. Менделеева (кальций, стронций, барий, радий).

Электронное строение атомов

На внешнем энергетическом уровне атомы металлов \(IIA\)-группы имеют два электрона.

Поэтому для всех щелочноземельных металлов характерна степень окисления \(+2\).

Этим объясняется сходство их свойств.

Для металлов \(I\)\(I\)\(A\)-группы (сверху вниз) характерно:

увеличение радиуса атомов;
усиление восстановительных, металлических свойств.

Нахождение в природе

Из щелочноземельных металлов кальций наиболее широко распространён в природе, а радиоактивный радий — менее всего.

Все щелочноземельные металлы обладают высокой химической активностью, поэтому встречаются в природе только в виде соединений.

Основными источниками кальция являются его карбонаты

{CaC O}_{3}

(мел, мрамор, известняк).

В свободном виде простые вещества представляют собой типичные металлы от серого до серебристого цвета.

Физические свойства простых веществ

В твёрдом агрегатном состоянии атомы связаны металлической связью. Это обусловливает общие физические свойства простых веществ металлов: металлический блеск, ковкость, пластичность, высокую тепло- и электропроводность.

Тем не менее, металлы \(I\)\(I\)\(A\)-группы имеют разные значения температуры плавления, плотности и других физических свойств.

Химические свойства

Щелочноземельные металлы обладают высокой химической активностью, реагируют с кислородом, водородом, другими неметаллами, оксидами, кислотами, солями. Они являются сильными восстановителями. Химическая активность металлов по группе возрастает.

Рассмотрим свойства металлов на примере магния и кальция.

Реакции со сложными веществами

С водой магний при комнатной температуре реагирует медленно При нагревании скорость реакции увеличивается. Кальций вступает в реакцию с водой и вытесняет из неё водород:

Ca + {2H}_{2} O = {Ca (O H)}_{2} + H_{2} {↑ .}_{}

Магний и кальций реагируют с кислотами, легко растворяясь в них с образованием соответствующих солей:

Mg + 2HCl = {MgCl}_{2} + H_{2} {↑ .}_{}

Реакции с неметаллами

Кальций окисляется кислородом воздуха при обычной температуре:

2Ca + O_{2} = {2 Ca O .}_{}

Магний на воздухе покрывается плотной оксидной плёнкой, но при сжигании образует оксид:

2Mg + O_{2} \overset{t}{=} {2MgO .}_{}

Реакции с галогенами идут при нагревании с образованием галогенидов:

Cа + {Cl}_{2} \overset{t}{=} {CaCl}_{2} .

При нагревании металлы реагируют также с серой, водородом, азотом и другими неметаллами. Образуются сульфиды, гидриды, нитриды и т. д.:

Mg + S \overset{t}{=} MgS,

Ca + H_{2} \overset{t}{=} {CaH}_{2},

3Ca + N_{2} \overset{t}{=} {Ca}_{3} N_{2} .

Получение

Щелочноземельные металлы получают в основном электролизом расплавов галогенидов. Чаще используются хлориды металлов.

Уравнение реакции электролиза расплава хлорида кальция:

{CaCl}_{2} \overset{эл . ток}{=} Ca + {Cl}_{2} {↑ .}_{}

Вернуться в тему

Следующая теория