|
|
Тема: s - ЭЛЕМЕНТЫ II ГРУППЫОбщая характеристика элементов II А группы. Физические и химические свойства щелочноземельных металлов Ca, Sr, Ba), их бинарных соединений, гидроксидов и солей Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra – элементыII А группы, из них Ca, Sr, Ba, Ra – щелочноземельные металлы, т. их гидроксиды обладают щелочными свойствами. Из всех этих элементов только бериллий – является моноизотопным, все остальные полиизотопны. Радий – единственный элемент этой подгруппы, для которого неизвестно ни одного устойчивого изотопа. Все 14 изотопов радиоактивны и среди них наиболее устойчив 226Ra. Атомы элементов на внешнем электронном уровне имеют по 2 электрона с противоположными спинами. В возбужденном состоянии один из двух внешних электронов занимает р-орбиталь 2s 2p
Радиусы их атомов меньше, чем атомов щелочных металлов, поэтому потенциал ионизации больше. От Be(Mg) к Ra увеличивается радиус атома и иона, в соответствии с этим усиливаются металлические свойства. Причем они менее выражены, чем у щелочных металлов. У щелочноземельных металлов – тип металлических структур:Be, Mg – ГПУ (гексагональная плотная упаковка) Ca, Sr – ГКУ (гранецентрированная кубическая упаковка) Ba – ОЦКУ (объемно-центрированная кубическая упаковка)
ГПУ ГКУ ОЦКУ Температуры плавления и кипения бериллия, а также твердость значительно превосходят эти величины для остальных элементов подгруппы в связи с тем, что бериллий образует наиболее прочную кристаллическую решетку. Стандартный электродный потенциал уменьшается сверху вниз соответственно. Восстановительная активность увеличивается от Ве к Ra, но они менее активные восстановители, чем щелочные металлы. Незакономерное изменение физических свойств: плотности, температуры плавления, температуры кипения обусловлены существенными различиями в строении пространственных кристаллических решеток. В свободном состоянии это легкие металлы, тверже щелочных, самый мягкий барий, имеют серебристо-белый цвет. Для элементов II-A группы характерна степень окисления +2, соединения со степенью окисления +1 – неустойчивы. Все окисляются на воздухе и бериллий, и магний покрываются плотной пленкой оксидов, защищающей их от воздействий. Но остальные металлы взаимодействуют с кислородом воздуха более энергично, поэтому хранят также как и щелочные. При нагревании все металлы сгорают на воздухе с образованием оксидов. t 2Э + О2 = 2ЭО При высоких температурах взаимодействуют с азотом, образуя нитриды. t 3Э + N2 = Э3N2 Са + S = CaS 3Ca + 2P = Ca3P2 Ca + 2C = CaC2 2Ba + O2 = 2 BaO Ca + H2 = CaH2
Взаимодействуют с водой, вытесняя водород, все кроме бериллия, магний реагирует медленно и только при высоких температурах, а остальные бурно, т.к. в ряду стандартных электродных потенциалов находятся левее водорода. Э + 2H2O= Э(OH)2 + H2 Магний сначала образует оксид, а затем гидроксид. t Mg + H2O = Mg(OH)2 + H2 Магний покрыт оксидной плёнкой MgO, который растворяется в H2O при нагревании. t MgO + H2O = Mg(OH)2 t Mg(OH)2 ® MgO + H2O t MgCO3 ® MgO + CO2 Гидролиз бинарных соединений ( при нагревании)
СаS + 2H2O → Ca(OH)2 + H2S↑ Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3↑ CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑ CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑ Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3↑ Mg2Si + 4H2O → 2Mg(OH)2 + SiH4↑ Ca, Sr, Ba легко взаимодействуют с водородом, а Be, Mg – не взаимодействуют. Наряду с обычными оксидами в отличие от Be и Mg образуют пероксиды Ca(OH)2 + H2O2 → CaO2 + 2H2O BaO + 1/2O2 → BaO2 Гидроксиды щелочноземельных металлов – сильные основания (щелочи). Be(OH)2 - aмфолит. Mg(OH)2 – как основание средней силы хорошо растворяется в кислотах и в растворах солей аммония Mg(OH)2 + 2NH4Cl → MgCl2 + 2NH4OH. С ростом ионных радиусов Э2+ в ряду Be-Ba растет растворимость гидроксидов и усиливаются основные свойства в ряду Са(ОН)2 – Sr(OH)2 –Ba(OH)2. Об этом можно судить по значениям Э(ОН)2 + СО2 = ЭСО3 + Н2О
BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
Малорастворимые гидроксиды бериллия и магния получают с помощью реакций обмена между солями этих металлов и щелочами. MgCl2 + 2KOH → Mg(OH)2↓ + 2KCl
Гидроксиды рассматриваемых элементов разлагаются при нагревании. Ba(OH)2 = BaO + H2O Из разбавленых кислот (кроме HNO3) эти металлы вытесняют водород 2HCl + Э = ЭCl2 + H2 H2SO4 + Э = ЭSO4 + H2; разбавленную HNO3 восстанавливают до иона аммония, концентрированную как активные металлы до N2О
4Э + 10HNO3 = 4Э(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Способы получения Получение бериллия. 1. Из оксидов, фторидов пирометаллургическим методом, т.е. при высокой температуре (восстановители – CO, C, Mg). BeO + CO ® Be + CO2 BeO + C ® Be + CO BeF2 + Mg ® Be + MgF2
2. Электролиз расплавов солей.
Получение магния из оксидов восстановлением C и Si
Ca - электролизом расплавов солей, Sr и Ba- алюмотермией 3
Растворимость солей: Хорошо растворимы: хлориды, бромиды, иодиды и нитраты. Плохо растворимы сульфаты (кроме MgSO4), карбонаты, фосфаты, силикаты. Сульфиты – малорастворимы в воде и сильно гидролизуются. Все соли бария токсичны, применяются в сельском хозяйстве как инсектициды – яды для борьбы с вредными насекомыми (BaCl2, BaCO3).
  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
), за счет чего атомы могут быть двухвалентными.
образования ЭСО3 в реакции:
,кДж/моль 25,1 -38,1 -74,9 -110,0 -128,0
