Химические свойства щелочных металлов и щелочноземельных
Химические свойства щелочных и щелочноземельных металлов схожи. На внешнем энергетическом уровне щелочных металлов находится один электрон, щелочноземельных – два. При реакциях металлы легко расстаются с валентными электронами, проявляя свойства сильного восстановителя.
Щелочные
В I группу периодической таблицы входят щелочные металлы:
- литий;
- натрий;
- калий;
- рубидий;
- цезий;
- франций.
Рис. 1. Щелочные металлы.
Они отличаются мягкостью (можно разрезать ножом), низкими температурами плавления и кипения. Это наиболее активные металлы.
Химические свойства щелочных металлов представлены в таблице.
Реакция | Особенности | Уравнение |
С кислородом | Быстро окисляются на воздухе. Литий образует оксид при температуре выше 200°C. Натрий образует смесь – 80 % пероксида (R2O2) и 20 % оксида. Остальные металлы образуют надпероксиды (RO2) | – 4Li + O2 → 2Li2O; – 2Na + О2 → Na2O2; – Rb + O2 → RbO2 |
С азотом | Реагирует только литий при комнатной температуре | 6Li + N2 → 2Li3N |
С галогенами | Реакция проходит бурно | 2Na + Cl2→ 2NaCl |
С неметаллами | При нагревании. Образуют сульфиды, гидриды, фосфиды, силициды. С углеродом реагируют только литий и натрий, образуя карбиды | – 2K + S → K2S; – 2Na + H2 → 2NaH; – 2Cs + 5P → Cs2P5 ;– Rb + Si → RbSi; – 2Li + 2C → Li2C2 |
С водой | Спокойно реагирует только литий. Натрий горит жёлтым пламенем. Калий реагирует со вспышкой. Цезий и рубидий взрываются | 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ |
С кислотами | С соляной, фосфорной, разбавленной серной кислотами реагируют с взрывом. При реакции с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород, с концентрированной азотной кислотой образует оксид азота (I), с разбавленной азотной кислотой – азот | – 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2; – 8Na + 5H2SO4 (конц) → 4Na2SO4 + H2S↑ + 4H2O; – 8K + 10HNO3 (конц) → 8KNO3 + N2O + 5H2O; – 10Na + 12HNO3 (разб) → N2 + 10NaNO3 + 6H2O |
С аммиаком | Образуют амины | 2Li + 2NH3 → 2LiNH2 + H2↑ |
Могут реагировать с органическими кислотами и спиртами.
Щелочноземельные
Во II группе таблицы Менделеева находятся щелочноземельные металлы:
- бериллий;
- магний;
- кальций;
- стронций;
- барий;
- радий.
Рис. 2. Щелочноземельные металлы.
В отличие от щелочных металлов они более твёрдые. Ножом можно разрезать только стронций. Наиболее плотный металл – радий (5,5 г/см3).
Бериллий взаимодействует с кислородом только при нагревании до 900°С. С водородом и водой не реагирует при любых условиях. Магний окисляется при температуре 650°С и взаимодействует с водородом под высоким давлением.
В таблице отражены основные химические свойства щелочноземельных металлов.
Реакция | Особенности | Уравнение |
С кислородом | Образуют оксидные плёнки. При нагревании до 500°С самовоспламеняются | 2Mg + O2 → 2MgO |
С водородом | При высокой температуре образуют гидриды | Sr + H2 → SrH2 |
С галогенами и неметаллами | Реагируют при нагревании | – Be + Cl2 → BeCl2; – Mg + S → MgS; – 3Ca + 2P → Ca3P2; – 3Ca + N2 → Ca3N2; – Ba + 2C → BaC2 |
С водой | При комнатной температуре | Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 |
С кислотами | Реагируют все металлы с образованием солей | 4Ca + 10HNO3 (конц.) → 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O |
Со щелочами | Реагирует только бериллий | Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2 |
Замещение | Замещают менее активные металлы в оксидах. Исключение – бериллий | 2Mg + ZrO2 → Zr + 2MgO |
Ионы щелочных и щелочноземельных металлов в солях легко обнаружить по изменению цвета пламени. Соли натрия горят жёлтым пламенем, калия – фиолетовым, рубидия – красным, кальция – кирпично-красным, бария – жёлто-зелёным. Соли этих металлов используют для создания фейерверков.
Рис. 3. Качественная реакция.
Что мы узнали?
Щелочные и щелочноземельные металлы – активные элементы периодической таблицы, вступающие в реакции с простыми и сложными веществами. Щелочные металлы более мягкие, бурно реагируют с водой и галогенами, легко окисляются на воздухе, образуя оксиды, пероксиды, надпероксиды, взаимодействуют с кислотами и аммиаком. При нагревании вступают в реакцию с неметаллами. Щелочноземельные металлы реагируют с неметаллами, кислотами, водой. Бериллий не взаимодействует с водородом и водой, но реагирует со щелочами и с кислородом при высокой температуре.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.3. Всего получено оценок: 77.
obrazovaka.ru
ЩЕЛОЧНЫЕ И ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ — это… Что такое ЩЕЛОЧНЫЕ И ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ?
ЩЕЛОЧНЫЕ И ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Щелочные и щелочноземельные металлы и их соли (Na, К, Mg, Ca, Sr, Li, Ba). Соли щелочных и щелочноземельных металлов присутствуют в сточных водах машиностроительной, целлюлозно-бумажной, химической, азотнотуковой, электротехнической, красильной, полиграфической и резиновой промышленностей. Поступление калия происходит в результате вымывания из почв калийных удобрений, а также с атмосферной пылью.
Токсичность. Попадая в водоемы, соли щелочных и щелочноземельных металлов в первую очередь повышают соленость и жесткость воды. Их катионы сравнительно легко проникают через жабры в тело рыб и включаются в биохимические процессы, нередко нарушая их течение.
Гипертонические растворы солей, особенно несбалансированные, действуют на пресноводных рыб как настоящие яды. По данным Schmitz, пороговые концентрации хлоридов составляют для карпа и линя 5,0 г/л, окуня — 10,7 г/л, угря и форели — 11,25 г/л. Для большинства пресноводных рыб безвредной границей солености считают 1,0 г/л (1%о). Многие пресноводные рыбы не способны жить н в морской воде, в которой соли сбалансированы. Так, уклея, гольян, карп, линь, пескарь погибают в морской воде в среднем за 1 ч. При разбавлении ее до 20 — 30%-ной концентрации она становится безвредной.
Щелочные и щелочно-земельные металлы относятся к группе слаботоксичных веществ. В нижеследующей таблице приведены те соединения, токсичность которых обусловлена катионами или изменением солености (о других солях см. ). Токсические концентрации этих соединений для кормовых организмов находятся примерно в тех же границах, что и для рыб.
| Токсичность некоторых соединений щелочных и щелочно-земельных металлов для рыб | |||||
| Металл | Соединение | Вид рыб | Летальные концентрации | Авторы | |
| г/л | |||||
| Na | NaCl | Плотва, линь, карп и др. | 12,0 — 15,0 | 24 ч | Н. Liebmann, 1960 |
| NaBr | Карп | 25,0 | 24 ч | Тот же | |
| NaClO3 | Карп, плотва | 18,0 | 24 ч | ” | |
| NaNO3 | Плотва | 15,0 | 24 ч | ” | |
| Колюшка | 1,85 | 24 ч | J. Jones, 1939 | ||
| Карп | 20,0 | 4 ч | Scheuring и др., 1934 | ||
| NaNO2 | Гольян | 0,5 | 45 ч | Klinger, 1957 | |
| Американский сомик | 0,029 | 48 ч | М. Kanikoff, 1975 | ||
|
Na |
Карась | 19,7 | 8 дней | Scheuring и др., 1950 | |
| Линь, окунь | 19,7 | 2 дня | Те же | ||
| Радужная форель | 19,7 | 34 ч | ” | ||
| NaHCO3 | Карп | 10,0 | 48 ч | Н. Liebmann, 1960 | |
| Na2CO3 | Лососевые рыбы | 0,07 — 0,08 | 5 дней | М. Грушко, 1969 | |
| Карповые | 0,3 — 0,5 | 4 дня | Тот же | ||
| K | KCl | Окунь | 10,0 | 18 ч | Н. Liebmann, 1960 |
| Карась | 4,0 | 24 ч | Тот же | ||
| K2S04 | Угорь | 4,3 | 24 ч | ” | |
| Карп, форель | Больше 20,0 | 24 ч | ” | ||
| KN03 | Угорь | 5,0 | 24 ч | ” | |
| K3P04 | Рыбы | 1,0 | 24 ч | Wallen и др., 1957 | |
| Са | CaCl2 | Карп, окунь | 15,0 | 24 ч | Н. Liebmann, 1960 |
| Mg | MgCl2 | Золотые рыбки | 10,3 | 16 ч | Тот же |
| Mg(N03)2 | Карп | 20,0 | 5 дней | ” | |
| Золотые рыбки | 11,7 | 15 ч | ” | ||
| Колюшка | 1,8 | 10 дней | J. Jones, 1939 | ||
| MgSO4 | Угорь | 31,0 | 24 ч | Н. Liebmann, 1960 | |
| Ва | BaCl2 | Лосось серебристый (молодь) | 15,8 мг Ва/л | 72 ч | Я. М. Грушко, 1972 |
| Угорь | 2,0 | 36 ч | Н. Liebmann, 1960 | ||
| Золотые рыбки | 9,4 | 14 ч | Тот же | ||
| Ba(NO3)2 | Колюшка | 0,5 | 7 дней | J. Jones, 1939 | |
| Li | LiCl | Молодь ручьевой форели | 10,6 | 16 ч | Н. Liebmann, 1960 |
Симптомы и патоморфологические изменения. В высоких концентрациях соли натрия и других элементов обладают локальным действием. Кожа и жабры рыб обильно покрываются слизью. При отравлении солями натрия кожа становится темной, а калия — более светлой. В жабрах наблюдается сморщивание и распад эпителия. При снижении концентрации соли действуют на нервную систему, вызывая паралич нервно-мышечного аппарата. Отравившиеся рыбы плавают кругообразно, а затем толчкообразно, слабо реагируют на раздражения, опрокидываются на бок и гибнут с явлениями паралича. Дыхание у них неравномерное, дыхательный ритм ускорен. Смерть наступает от асфиксии. При воздействии нитритов кровь становится темно-шоколадного цвета, сохраняющегося несколько часов после смерти. В ней резко повышено количество метгемоглобина.
Повышение содержания ионов калия в воде н крови рыб сопровождается нарушением осмотического равновесия и увеличением или уменьшением размера ядер эритроцитов.
Диагноз основан на анализе характера течения интоксикации, определении степени загрязнения водоема и выявления источников поступления сточных вод, содержащих соединения металлов.
По результатам определения жесткости воды и содержания хлоридов, сульфатов, нитратов судят о степени солености воды. Для определения концентрации металлов применяют специальные колориметрические и спектрографические методы.
Профилактика заключается в соблюдении установленных для рыбоводства гидрохимических нормативов. Допустимые пределы их составляют: жесткость — более 7 мг-экв/л, сульфат-ионы — 100 мг/л, хлорид-ионы — 300 мг/л, нитрат-ионы — 40 мг/л (9,1 мг/л N), нитрит-ионы — 0,08 мг/л (0,02 мг/л N), катионы Na — 120 мг/л, Са — 180 мг/л, К — 50 мг/л, Mg — 40 мг/л.
Болезни рыб: Справочник. — М.. Г. В. Васильков, Л. И. Грищенко, В. Г. Енгашев и др.; Под ред. В. С. Осетрова.. 1989.
fish_diseases.academic.ru
ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ — это… Что такое ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ?
- ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ
ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ, двухвалентные металлы, составляющие вторую группу периодической таблицы: БЕРИЛЛИЙ, МАГНИЙ, КАЛЬЦИЙ, СТРОНЦИЙ, БАРИЙ и РАДИЙ. Все они отличаются легкостью, мягкостью и сильной реактивностью. Все эти металлы, кроме бериллия и магния, реагируют с холодной водой с образованием гидроксидов (магний реагирует с горячей водой). Важную роль играет радий в связи с наличием у него радиоактивности.
Научно-технический энциклопедический словарь.
- ЩЕЛОЧИ
- ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Смотреть что такое «ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ» в других словарях:
щелочноземельные металлы — Группа, включ. Са, Sr, Ba и Ra; первые три применяются в металлургии в кач ве раскислителей. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN alkali earth metals … Справочник технического переводчика
ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ — ПОДГРУППА IIA БЕРИЛЛИЙ, МАГНИЙ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ КАЛЬЦИЙ, СТРОНЦИЙ, БАРИЙ, РАДИЙ Строго говоря, эта подгруппа состоит из двух типов элементов. Бериллий и магний элементы коротких периодов более сходны между собой, чем с другими четырьмя… … Энциклопедия Кольера
Щелочноземельные металлы — Alkaline earth metals Щелочноземельные металлы. Металлы второй группы Периодической системы, а именно: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий называются так потому, что оксиды кальция, стронция и бария ранее были найдены химиками в… … Словарь металлургических терминов
щелочноземельные металлы — [alkali earth metals] группа, включающая Са, Sr, Ba и Ra; первые три применяются в металлургии в качестве раскислителей; Смотри также: Металлы щелочные металлы чистые металлы ультрачистые металлы … Энциклопедический словарь по металлургии
Щелочноземельные металлы — Щёлочноземельные металлы химические элементы: кальций Ca, стронций Sr, барий Ba, радий Ra (иногда к щёлочноземельным металлам ошибочно относят также бериллий Be и магний Mg). Названы так потому, что их оксиды «земли» (по терминологии алхимиков)… … Википедия
ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ — хим. элементы II гр. периодич. системы Менделеева: кальций, стронций, барий и радий. Назв. связано с тем, что их оксиды ( земли по терминологии алхимиков) сообщают воде щелочную реакцию. Химически Щ. м. весьма активны, причём их активность… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Щелочные и щелочноземельные металлы — (хим.), или металлы щелочей и щелочных земель. Нерастворимые в воде окислы металлов, а также и некоторых неметаллов прежде называли землями за их порошковый вид. Среди этих земель легко отличить такие, которые хотя и мало растворимы, но образуют… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
МЕТАЛЛЫ — МЕТАЛЛЫ, химические элементы, обладающие высокой тепло и электропроводностью, атомы которых связаны в кристаллические решетки единственным в своем роде способом. Смеси таких элементов (СПЛАВЫ) также являются металлами. Около трех четвертей всех… … Научно-технический энциклопедический словарь
Металлы как горючие — Металлы как ракетное горючие, используемые в ракетных топливах, относятся в основном ко второму периоду периодической системы элементов, и только некоторые из них к третьему. Добавка циркония приводит к большой плотности топлива, но уменьшает… … Википедия
Металлы как горючее — Металлы как ракетное горючее, используемые в ракетных топливах, относятся в основном ко второму периоду периодической системы элементов, и только некоторые из них к третьему. Добавка циркония приводит к большой плотности топлива, но… … Википедия
Книги
- Химия за 30 секунд, Коллектив авторов. Химические элементы – это строительные кубики жизни, но все ли мы знаем о них? Можете ли вы поддержать разговор о достижениях современной науки за обедом с друзьями? А знаете ли вы, какой… Подробнее Купить за 194 руб аудиокнига
dic.academic.ru
Щёлочноземельные металлы — это… Что такое Щёлочноземельные металлы?
| Группа → | 2 | ||
|---|---|---|---|
| ↓ Период | |||
| 2 | |||
| 3 | |||
| 4 | |||
| 5 | |||
| 6 | |||
| 7 |
Щё́лочноземе́льные мета́ллы — химические элементы 2-й группы[1]периодической таблицы элементов: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий[2][3]. Названы так потому, что их оксиды — «земли» (по терминологии алхимиков) — сообщают в воде щелочную реакцию. Соли щёлочноземельных металлов, кроме радия, широко распространены в природе в виде минералов. Происхождение этого названия связано с тем, что их гидроксиды являются щелочами, а оксиды по тугоплавкости сходны с оксидами алюминия и железа, носившими ранее общее название «земли
Физические свойства
Все щёлочноземельные металлы — серые, твёрдые при комнатной температуре вещества. В отличие от щелочных металлов, они существенно более твёрдые, и ножом преимущественно не режутся (исключение — стронций). Плотность щёлочноземельных металлов с порядковым номером растёт, хотя явно рост наблюдается только начиная с кальция, который имеет минимальную среди них плотность (ρ = 1,55 г/см³), самый тяжёлый — радий, плотность которого примерно равна плотности железа.
Химические свойства
Щёлочноземельные металлы имеют электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня ns², и являются s-элементами, наряду с щелочными металлами. Имея два валентных электрона, щёлочноземельные металлы легко их отдают, и во всех соединениях имеют степень окисления +2 (очень редко +1).
Химическая активность щёлочноземельных металлов растёт с ростом порядкового номера. Бериллий в компактном виде не реагирует ни с кислородом, ни с галогенами даже при температуре красного каления (до 600 °C, для реакции с кислородом и другими халькогенами нужна ещё более высокая температура, фтор — исключение). Магний защищён оксидной плёнкой при комнатной температуре и более высоких (до 650 °C) температурах и не окисляется дальше. Кальций медленно окисляется и при комнатной температуре вглубь (в присутствии водяных паров), и сгорает при небольшом нагревании в кислороде, но устойчив в сухом воздухе при комнатной температуре. Стронций, барий и радий быстро окисляются на воздухе, давая смесь оксидов и нитридов, поэтому их, так же и как щелочные металлы (и кальций), хранят под слоем керосина.
Оксиды и гидроксиды щёлочноземельных металлов имеют тенденцию к усилению основных свойств с ростом порядкового номера: Be(OH)2 — амфотерный, нерастворимый в воде гидроксид, но растворим в кислотах (а также проявляет кислотные свойства в присутствии сильных щелочей), Mg(OH)2 — слабое основание, нерастворимое в воде, Ca(OH)2 — сильное, но малорастворимое в воде основание, Sr(OH)2 — лучше растворимо в воде, чем гидроксид кальция, сильное основание (щёлочь) при высоких температурах, близких к точке кипения воды (100 °C), Ba(OH)2 — сильное основание (щёлочь), по силе не уступающее KOH или NaOH, и Ra(OH)2 — одна из сильнейших щелочей, очень коррозионное вещество.
Нахождение в природе
Все щёлочноземельные металлы имеются (в разных количествах) в природе. Ввиду своей высокой химической активности все они в свободном состоянии не встречаются. Самым распространённым щёлочноземельным металлом является кальций, количество которого равно 3,38 % (от массы земной коры). Немногим ему уступает магний, количество которого равно 2,35 % (от массы земной коры). Распространены в природе также барий и стронций, которых соответственно 0,05 и 0,034 % от массы земной коры. Бериллий является редким элементом, количество которого составляет 6·10−4% от массы земной коры. Что касается радия, который радиоактивен, то это самый редкий из всех щёлочноземельных металлов, но он в небольшом количестве всегда содержится в урановых рудах. В частности, он может быть выделен оттуда химическим путём. Его содержание равно 1·10−10% (от массы земной коры)[4].
См. также
Ссылки
Литература
dik.academic.ru
Щёлочноземельные металлы — это… Что такое Щёлочноземельные металлы?
- Щёлочноземельные металлы
- химические элементы главной подгруппы II группы периодической системы Д. И. Менделеева, входящие в семейство кальция, — Ca, Sr, Ba, Ra (иногда к Щ. м. относят также Be и Mg). Происхождение название связано с тем, что окиси Щ. м. (по терминологии алхимиков — «земли») сообщают воде щелочную реакцию. Внешняя электронная оболочка атомов Щ. м. содержит 2 s-электрона, ей предшествует оболочка из 2 s— и 6 р-электронов. Щ. м. проявляют в соединениях степень окисления +2. Химически Щ. м. активны, активность их возрастает от Ca к Ra. См. также Кальций, Стронций, Барий, Радий.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
- Щёлочи
- Щётово
Смотреть что такое «Щёлочноземельные металлы» в других словарях:
Щёлочноземельные металлы — Группа → 2 ↓ Период 2 4 Бериллий … Википедия
ЩЁЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ — общее название хим. элементов главной подгруппы и группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева (см.), к ним относятся бериллий, магний, кальций, стронций, кадмий, барий, радий. Элементы подгруппы окисляются кислородом. Наличие прочного … Большая политехническая энциклопедия
Щёлочноземельные металлы — ЩЁЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ: кальций Ca, стронций Sr, барий Ba, радий Ra. Химически активны, при обычных условиях реагируют с водой. Соли щёлочноземельных металлов, кроме Ra, широко распространены в природе в виде минералов, например гипс CaSO4´2h3O … Иллюстрированный энциклопедический словарь
щёлочноземельные металлы — химические элементы Са, Sr, Ba, Ra. Названы так потому, что их оксиды «земли» (по терминологии алхимиков) сообщают воде щелочную реакцию. Иногда к щёлочноземельным металлам относят также Be и Mg. * * * ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ… … Энциклопедический словарь
ЩЁЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ — хим. элементы Са, Sr, Ba, Ra. Названы так потому, что их оксиды земли (по терминологии алхимиков) сообщают воде щелочную реакцию. Иногда к Щ. м. относят также Be и Mg … Естествознание. Энциклопедический словарь
щёлочноземельные металлы — Химические элементы (кальций, стронций, барий, радий), окислы которых придают воде щелочные свойства … Словарь многих выражений
щёлочноземельные металлы — элементы группы бериллия … Cловарь химических синонимов I
Металлы — О соответствующем направлении рок музыки см. Метал … Википедия
Металлы — простые вещества, обладающие в обычных условиях характерными свойствами: высокой электропроводностью и теплопроводностью, отрицательным температурным коэффициентом электропроводности, способностью хорошо отражать электромагнитные волны… … Большая советская энциклопедия
Переходные металлы — (переходные элементы) элементы побочных подгрупп Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, в атомах которых появляются электроны на d и f орбиталях. [1] В общем виде электронное строение переходных элементов… … Википедия
dic.academic.ru