Строение атомов щелочных металлов.
К металлам IIA группы относят Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra (щелочно-земельным металлы)
На внешнем электронном уровне у всех металлов по 2 электрона.
В группе сверху вниз их восстановительная активность растет, металлические свойства усиливаются, радиус атома увеличивается.
Для металлов характерны степени окисления 0 и +2, валентность - II.
Высшие оксиды и гидроксиды магния, кальция, стронция и бария имеют основной характер, а оксид и гидроксид бериллия - амфотерный.
Кальций, стронций и барий очень схожи по свойствам, их оксиды растворяются в воде с образованием щелочей, поэтому их называют щелочно-земельными
2. Физические свойства металлов.
Все металлы IIA группы серебристо-белого цвета. В группе сверху вниз плотность металлов увеличивается, температура кипения уменьшается , и температура плавления уменьшается тоже. Химическая активность в группе сверху вниз растет. Кальций, стронций и барий хранят под слоем керосина.
3. Химические свойства.
Все металлы IIA группы вступают в реакцию с кислородом:
2Ca + O₂ = 2CaO
2Sr + O₂ = 2SrO
Все металлы IIA группы реагируют с водой, кроме магния. Магний реагирует с водой только при нагревании, с образованием оксида магния и водорода. Кальций, стронций и барий при растворении в воде образуют гидроксиды и водород.
Mg + H₂O = MgO + H₂
Са + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂
При реакциях металлов IIA группы с галогенами образуются соли .
Ba + Cl₂ = BaCl₂
При взаимодействии с серой образуют сульфиды, с азотом - нитриды. с водородом -гидриды
2Sr + S = Sr₂S
Ca + H₂ = CaH₂
3Mg + N₂ = Mg₃N₂
Важнейшие соединения металлов IIA группы
Оксид магния или (магнезия). Формула - MgO. Используется в производстве медикаментов, резины, покрытия плазменных дисплеев, как пищевая добавка
Негашеная известь или оксид кальция Формула - CaO. Получают при прокаливании известняка. Процесс взаимодействия негашеной извести с водой сопровождается выделением тепла,и называется гашением (экзотермической реакцией???) В результате реакции образуется гидроксид кальция или (другое название): гашёная известь
CaO + H2O = Ca(OH)₂
Гидроксид кальция способен связывать углекислый газ, образуя нерастворимый карбонат кальция. Именно поэтому его применяют в обнаружения углекислого газа в лаборатории
Ca(OH)₂ + CO₂= CaCO₂ + H₂O
Известняк (мел, мрамор). Формула – CaCO₃
При нагревании разлагается: CaCO₃ = CaO + CO₂
Гипс (сульфат кальция двухводный). Формула - CaSO₄ *2H₂O. Используется в медицине, строительных работах, изготовления статуэток и тп.
Нахождение в природе.
Металлы IIA группы не встречаются в природе в свободном виде, так как очень активны. Наиболее распространены соединения магния и кальция. Соединения магния и кальция содержатся в горных породах, морской и речной воде, в живых организмах.. Кальций и магний важнейшие биогенные элементы. Магний участвует в процессе фотосинтеза и входит в состав хлорофилла. Магний содержится в мышечной ткани сердца человека. Недостаток магния повышает риск развития инфаркта миокарда. Кальций входит в состав соединительной ткани (кости,хрящи), придавая ей твердость и прочность.
Жесткость воды обусловлена присутствием ионов кальция и магния. Временная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов. Ее можно устранить кипячением.
2Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ + CO₂ + H₂O
Постоянная жесткость обусловлена растворимых солей кальция и магния.