Элементы главной IIА группы: Ве, Мg, Са, Sг, Ва, Ra
Oбщая характеристика
К элементам главной 2-А группы относятся Ве, Мд, Са, 5г, Ва, Ра. Атомы металлов 2-А подгруппы имеют валентную электронную конфигурацию пS2, где п - номер периода, в котором находится металл. Mеталлы 2-А группы относительно легкоплавки. Самым тугоплавким является Ве. Все эти металлы сравнительно легкие. Металлы от кальция до радия могут вэаимодействовать с водой, давая гидроксиды, растворимые в воде (т.е. щелочи), поэтому их называют щелочноземельными:
Ме + 2 Н20 = Ме(ОН)2+Н2
Щелочноземельные металлы самые активные после щелочных металлов. Поэтому иногда говорят, что атомы щелочноземельных металлов стремятся отдавать валентные электроны, чтобы приобрести устойчивую электронную оболочку инертного газа. Для этого необходимо затратить достаточно большую энергию. Чтобы у иона Ме+ отнять еще один электрон, необходимо затратить еще большую энергию Эта большая, (по химическим масштабам) затрата энергии будет компенсирована прежде всего электростатическим взаимодействием с противоположно заряженными ионами. При переходе от Ве к Rа, активность металла, т.е. способность к химическому взаимодействию - увеличивается.
Типичные степени окисления элементов нА группы в различных соединениях +2.
Металлы 2-А группы. Получение, свойства, применение
Получение
Ве, Мg, Са и Sr (Ме) получают электролизом расплавов их хлоридов:
МеСI2 = Ме2+ + 2Сl-, катод: Ме2+ + 2е = Ме; анод: 2С1- -2е = С12,
а Ва - электролизом его окислов.
Используя относительно меньшую, чем у А1, С, Si, температуру кипения, можно получать эти металлы восстановлением их из оксидов и фторидов при высоких температурах:
4МеО + 2А1 = Ме(А1O2)2+ 3Ме (Ме = Са, Sг, Ва), ……МеО + С = СО + Ме,
Свойства Хранят Са, Sr, Ва под слоем керосина, так как при обычной температуре они окисляются кислородом воздуха.
Металлы 2-А группы (Ме) - сильные восстановители. Они сравнительно легко реагируют с большинством неметаллов, разлагают воду (кроме Ве и Mg), растворяются в кислотах. В общем виде эти реакции будут выглядеть так: Ме + Н2 = МеН2(гидриды), Ме + Г2=_МГ2 (галогениды),
Ме + S = МеS (сульфиды), ЭМе + 2Р= Ме3Р2 (фосфиды). ЭМе + N2Ме3 =Me3N2(нитриды),
Ме + 2Н2О = Me(OH)2+ H2 (кроме Ве и Мg), Ме + 2НГ =MeГ2 + Н2
Гидриды металлов 2-А группы реагируют с водой и кислородом: МеН2 + 2Н2О = Ме(ОН)2 + Н2
МеН2 + О2 = Ме(ОН)2 (кроме Ве и Мо).
Галогениды (Г) Ве и М сильно гидролизуются, давая оксосоли: МеГ2 + Н2О = Ме(ОН)Г + НГ
Мg и Са применяют для получения редкоземельных металлов. Основная масса производимого Ве используется в атомной промышленности. Бериллиевые сплавы обладают высокой химической стойкостью. Магниевые сплавы используют в авиационной промышленности, для осушки и очистки ряда веществ (СаСI2) и в других областях.
Кислородные соединения металлов IIА ГРУППЫ
Оксиды и пероксиды металлов IIА ГРУППЫ
Атомы металлов нА ГРУППЫ в соединениях двухвалентны. Поэтому общая формула оксидов - МеО и пероксидов - МеО2 (ВеО2 - не получен).
Получение Оксиды получают при нагревании:
2Ме + 02 = 2 МеО, Ме(ОН)2 = МеО + Н20 (Ме = Ве, Мд)
МеСО3 = МеО + (Ме = Ве, Мд, Са, г) 2Ме(ГI03)2 = 2МеО + +
Пероксиды получают по реакции нейтрализации Н202:
Ме(ОН)2 + Н202 = Ме02 + 2Н20 (кроме Ва02), 2ВаО + 02 = 2Ва02.
Свойства
Оксиды металлов П-А ГРУПЫ являются основными оксидами, а ВеО проявляет амфотерные свойства. Оксиды реагируют с водой: МеО + Н20 = Ме(ОН)2 (кроме ВеО), легко растворяются в кислотах: МеО + 2НСI = МеСI2 + Н20,
а ВеО взаимодействует и со щелочами: ВеО + 2NаОН =Nа2ВеО2 + Н20,
ВеО + 2NаОН + Н20 = Nа2[Ве(0Н)4], ВеО +Nа2С03 = Nа2[Ве(0Н)4], + CO2
Пероксиды подвергаются сильному гидролизу:
Ме02 + 2Н20 = Ме(ОН)2 +O2,Ва02 + Н2S04 = ВаSО4 + Н202 (в лаборатории),
легко разлагаются кислотами, даже очень слабыми: Ме02 + Н2С03 = МеСО3 + Н202.
Пероксиды являются сильными окислителями: Ме02 + NаI + 2Н20 =Ме(ОН)2 + 2NаОН + I2
но могут и сами окисляться.
Ме(ОН)2 + 2НСI = МеСI2 + 2Н20, СiС12 + Ме(ОН)2 = Сi(ОН)2- + МеСI2,
Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3 реагируют с кислотными оксидами и кислотами:
МеО + SО3 = МеSО4,
Гидроксиды Гидроксиды имеют общую формулу Ме(ОН)2.
Получение Их получают взаимодействием оксидов Са, Sг, Ва (Ме) с водой:
МеО + Н20 = Ме(ОН)2. …Ве(ОН)2 и Мg (ОН)2 получают с помощью обменных реакций:
ВеГ2 + 2NаОН = 2NаГ + Ве(ОН)2
Свойства..Гидроксиды щелочноземельных металлов в воде полностью диссоциируют на ионы. Они энергично взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами и гидроксидами, с многоосновными кислотами могут давать кислые соли:
СaCl2 + Са(ОН)2 = Са(СIО)С1+ Н2О (хлорная известь), Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О, Ва(ОН)2+H2SО4 = ВаSО4 + 2Н20
Все содинения бериллия и растворимые соли бария весьма токсичны.
Известняк и известь применяют в сельском хозяйстве для известкования почв с целью понижения ее кислотности и улучшения структуры. Гипс (СаSО4.2Н2О) при нагревании превращается в алебастр (СаSО4.5Н2О). Они широко используются в строительном деле.
Катионы кальция и магния обуславливают жесткость воды. При кипячении воды бикарбонаты разлагаются: Са(НСО3)2 = СаСО3, + Н2О + СО2
и образуется накипь, что приводит к взрыву паровых катлов. для борьбы с карбонатной жесткостью воду подвергают предварительному кипячению либо обрабатывают гашеной известью. Некарбонатная жесткость воды устраняется с помощью соды.
Са2++ СО32- = СаСО3,
Mg2++ СО32- = МgСО3,
Наиболее эффективным способом борьбы с жесткостью воды является применение ионообменных смол. Важнейший строительный материал - цемент - это силикат и алюмосиликат кальция.
Дата добавления: 2015-08-13; просмотров: 59 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Вопрос 52 | | | Вопрос 54 |