- •Щелочноземельные металлы
- •1 .Общая характеристика элемента
- •Электронная конфигурация атома в основном состоянии
- •2. Атомные характеристики элементов
- •3. Основные физико-химические свойства элементов
- •4. Способы получения
- •5. Химические свойства
- •Реакции с простыми веществами
- •Реакции с важнейшими реагентами
- •Бинарные соединения
- •6. Применение и биологическая роль
- •Биологическая роль магния
- •Биологическая роль кальция
3. Основные физико-химические свойства элементов
Элемент |
Be |
Mg |
Са |
Sr |
Ва |
Ra |
Основная форма существования при обычных условиях (в скобках — тип кристаллической решетки) |
Металл (гексаго нальная) - |
Металл (гексаго- нальная) |
Металл (кубическая гранецентрированная) |
Металл (кубическая гранецент рирован ная) |
Металл (кубическая объемно-центрированная) |
Металл (кубиче ская объемно- центрированная) |
Цвет в компакт ном состоянии в порошкообразном состоянии |
Свинцово серый - Темно- серый |
Серебристо белый - Сереб ристый |
Серебристо белый |
Серебристо- белый |
Серебристо- белый |
Металлический блестящий |
Плотность , г/см3 (293 К) |
1,8477 |
1,738 |
1,55 |
2,54 |
3,594 |
~5 |
Температура плавления, t °С |
1287 |
649 |
839 |
769 |
729 |
700 |
Температура кипения, t °С |
2970 (при повышенном давле нии) |
1090 |
1484 |
1384 |
1637 |
1140 |
Стандартный электродный потенциал E°, В, процесса Э2+ + 2e = Э |
- 1,847 |
- 2,363 |
- 2,866 |
- 2,888 |
- 2,906 |
- 2,916 |
Данные приведены для температуры 298 К.
4. Способы получения
Be, Mg, Ca - электролиз расплавов их хлоридов в смеси с NaCl (Be), KC1 (Mg, Ca) и СаF2 (Са) (основной способ). Применяется также восстановление оксидов и фторидов металлов алюминием, магнием, углеродом, кремнием:
4Э
+ 2Al
ЭOAl2O3
+ 3Э
(Э=Ca,
Sr, Ba)
BeF2
+ Mg
MgF2
+ Be
MgO
+ C
CO
+ Mg,
2MgO + 2CaO + Si
2CaOSiO2
+ 2Mg
5. Химические свойства
Щелочноземельные металлы - сильные восстановители. Они довольно легко реагируют с большинством неметаллов; уже при обычных условиях интенсивно разлагают воду (кроме Be и Mg); легко растворяются в кислотах; Be реагирует и с кислотами, и со щелочами, образуя аква- и гидроксокомплексы. Химическая активность повышается от Be к Ra. По химическим свойствам Be существенно отличается от остальных элементов группы. Mg также во многих отношениях отличается от щелочноземельных металлов (Са-Ra).
Реакции с простыми веществами
H2: Ca + H2 CaH2 N2: 3Mg + N2 Mg3N2
Hal2: Mg + Cl2 MgCl2 P: 3Ca + P4 Ca3P4
O2: 2Ca + O2 2CaO Me: Mg + Me сплавы
S: Ca + S CaS
Реакции с важнейшими реагентами
HCl: Ca + 2HCl CaCl2 + H2
H2SO4(разб): Ca + H2SO4 CaSO4 + H2
H2SO4(конц): Mg + H2SO4 MgSO4 + H2S + H2O
NaOH: (только Be) Be + 2NaOH + 2H2O Na2[Be(OH)4] + H2
HNO3(конц): 3Ca + 8HNO3 3Ca(NO3)2 + 2NO + 4H2O
HNO3(разб): кроме Be 4Ca + 10HNO3 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
H2O: Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2
