ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ: СВОЙСТВА, РЕАКЦИИ, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2025

В щелочно - земельные металлы , являются те , которые составляют группу 2 из таблицы Менделеева, и указаны в колонке в пурпурном изображении ниже. Сверху вниз это бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Отличный мнемонический метод запоминания их имен - это произношение г-на Бечамбара.

Разбирая буквы г-на Бекамбара, вы понимаете, что «Sr» - это стронций. «Be» - химический символ бериллия, «Ca» - символ кальция, «Mg» - магний, «Ba» и «Ra» - металлы, барий и радий, последний является элементом природы. радиоактивны.

Термин «щелочные» относится к тому факту, что они представляют собой металлы, способные образовывать очень основные оксиды; и, с другой стороны, «наземный» относится к земле, название дано из-за ее низкой растворимости в воде. Эти металлы в чистом виде имеют похожую серебристую окраску, покрытую слоями сероватого или черного оксида.

Химия щелочноземельных металлов очень богата: от их структурного участия во многих неорганических соединениях до так называемых металлоорганических соединений; Это те, которые взаимодействуют ковалентными или координационными связями с органическими молекулами.

Химические свойства

Физически они более твердые, плотные и устойчивые к температурам, чем щелочные металлы (группы 1). Это различие заключается в их атомах или, что то же самое, в их электронной структуре.

Поскольку они принадлежат к той же группе в периодической таблице, все их сородичи обладают химическими свойствами, которые идентифицируют их как таковые.

Зачем? Поскольку их валентная электронная конфигурация равна ns ² , что означает, что у них есть два электрона для взаимодействия с другими химическими соединениями.

Ионный характер

Из-за своей металлической природы они склонны терять электроны с образованием двухвалентных катионов: Be ²⁺ , Mg ²⁺ , Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , Ba ²⁺ и Ra ²⁺ .

Точно так же, как размер его нейтральных атомов изменяется по мере того, как он спускается по группе, его катионы также становятся больше, уменьшаясь от Be ²⁺ до Ra ²⁺ .

В результате своего электростатического взаимодействия эти металлы образуют соли с наиболее электроотрицательными элементами. Эта высокая склонность к образованию катионов - еще одно химическое качество щелочноземельных металлов: они очень электроположительны.

Большие атомы реагируют легче, чем маленькие; другими словами, Ra является наиболее активным металлом, а Be - наименее активным. Это продукт меньшей силы притяжения, оказываемой ядром на все более удаленные электроны, теперь с большей вероятностью «ускользнуть» к другим атомам.

Однако не все соединения имеют ионную природу. Например, бериллий очень мал и имеет высокую плотность заряда, что поляризует электронное облако соседнего атома, образуя ковалентную связь.

Какие последствия это принесет? Эти соединения бериллия преимущественно ковалентные и неионогенные, в отличие от других, даже если это катион Be ²⁺ .

Металлические ссылки

Имея два валентных электрона, они могут образовывать в своих кристаллах более заряженные «электронные моря», которые интегрируют и группируют атомы металлов более тесно в отличие от щелочных металлов.

Однако эти металлические связи недостаточно прочные, чтобы придать им выдающиеся характеристики твердости, они на самом деле мягкие.

Кроме того, они слабее по сравнению с переходными металлами, что отражается в их более низких температурах плавления и кипения.

Реакции

Щелочноземельные металлы очень реакционноспособны, поэтому они не существуют в природе в чистом виде, а связаны в различные соединения или минералы. Реакции этих образований можно обобщить в общих чертах для всех членов этой группы.

Реакция с водой

Они реагируют с водой (за исключением бериллия, из-за его «стойкости» в предложении пары электронов) с образованием коррозионных гидроксидов и газообразного водорода.

M (s) + 2H ₂ O (l) => M (OH) ₂ (водн.) + H ₂ (г)

Гидроксиды магния -Mg (OH) ₂ - и берили -Be (OH) ₂ - плохо растворимы в воде; кроме того, второй из них не очень простой, поскольку взаимодействия ковалентны по своей природе.

Реакция с кислородом

Они горят при контакте с кислородом воздуха с образованием соответствующих оксидов или пероксидов. Барий, второй по величине атом металла, образует пероксид (BaO ₂ ), который более стабилен, поскольку ионные радиусы Ba ²⁺ и O ₂ ^2- схожи, что усиливает кристаллическую структуру.

Реакция следующая:

2M (т) + O ₂ (г) => 2MO (т)

Следовательно, это оксиды: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO и RaO.

Реакция с галогенами

Это соответствует тому, когда они реагируют в кислой среде с галогенами с образованием неорганических галогенидов. Он имеет общую химическую формулу MX ₂ , и среди них: CaF ₂ , BeCl ₂ , SrCl ₂ , BaI ₂ , RaI ₂ , CaBr ₂ и т. Д.

Приложения

бериллий

Учитывая его инертную реакционную способность, бериллий является металлом с высокой устойчивостью к коррозии, и, добавленный в небольших количествах к меди или никелю, он образует сплавы с механическими и термическими свойствами, интересными для различных отраслей промышленности.

Среди них те, которые работают с летучими растворителями, в которых инструменты не должны вызывать искр из-за механических ударов. Точно так же его сплавы находят применение при производстве ракет и материалов для самолетов.

магниевый

В отличие от бериллия, магний более безопасен для окружающей среды и является неотъемлемой частью растений. По этой причине он имеет большое биологическое значение и в фармацевтической промышленности. Например, молочная магнезия является средством от изжоги и состоит из раствора Mg (OH) ₂ .

Он также имеет промышленное применение, например, при сварке алюминиевых и цинковых сплавов или при производстве стали и титана.

кальций

Одно из его основных применений связано с CaO, который вступает в реакцию с алюмосиликатами и силикатами кальция, придавая цементу и бетону желаемые свойства для строительства. Точно так же он является основным материалом при производстве стали, стекла и бумаги.

С другой стороны, CaCO ₃ участвует в процессе Solvay с образованием Na ₂ CO ₃ . Со своей стороны, CaF ₂ находит применение в производстве ячеек для спектрофотометрических измерений.

Другие соединения кальция используются в производстве продуктов питания, средств личной гигиены или косметики.

стронций

При горении стронций излучает интенсивный красный свет, который используется в пиротехнике и для изготовления бенгальских огней.

барий

Соединения бария поглощают рентгеновские лучи, поэтому BaSO _4, который также нерастворим и предотвращает свободное перемещение токсичного Ba ²⁺ в организме, используется для анализа и диагностики изменений в процессах пищеварения.

Радио

Радий использовался при лечении рака из-за его радиоактивности. Некоторые из его солей использовались для окрашивания часов, и это применение позже было запрещено из-за рисков для тех, кто их носил.

Ссылки

1. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (7 июня 2018 г.). Щелочноземельные металлы: свойства групп элементов. Получено 7 июня 2018 г. с: thinkco.com
2. Ментцер, А.П. (14 мая 2018 г.). Использование щелочноземельных металлов. Sciencing. Получено 7 июня 2018 г. с: sciencing.com
3. Какое использование щелочноземельного металла? (29 октября 2009 г.). eNotes. Получено 7 июня 2018 г. с: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Щелочноземельные металлы. Получено 7 июня 2018 г. с: scienceclarified.com
5. Wikipedia. (2018). Щелочноземельный металл. Получено 7 июня 2018 г. с сайта en.wikipedia.org.
6. Химия LibreTexts. (2018). Щелочноземельные металлы (группа 2). Получено 7 июня 2018 г. с: chem.libretexts.org
7. Химические элементы. (2009, 11 августа). Бериллий (Be). , Получено 7 июня 2018 г. с: commons.wikimedia.org.
8. Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. В элементах группы 2. (Издание четвертое). Мак Гроу Хилл.