Щелочноземельные металлы почему так называются: Щелочноземельные металлы

Щёлочноземельные металлы — щелочные и щелочноземельные металлы химия

Щёлочноземельные металлы — щелочные и щелочноземельные металлы химия

1. Главная
2. Статьи
3. Периодическая система элементов — Периодическая система химических элементов, периодическая система элементов Менделеева
4. Щёлочноземельные металлы — щелочные и щелочноземельные металлы химия

+++++

Щёлочноземельные 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) — сообщают воде щёлочную реакцию. Соли щёлочноземельных металлов, кроме радия, широко распространены в природе в виде минералов.

Чёрная металлургия.

— кальций Ca
— стронций Sr
— барий Ba
— радий Ra
 
Иногда к щёлочноземельным металлам ошибочно относят также бериллий Be и магний Mg.
 

Периодическая система химических элементов Менделеева

Классификация хим. элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона/

Периодическая система элементов

IA

IIA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

—-

VIIIB

—-

IB

IIB

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

Период

1

1 H Водород

2 He Гелий

2

3 Li Литий

4 Be Бериллий

5 B Бор

6 C Углерод

7 N Азот

8 O Кислород

9 F Фтор

10 Ne Неон

3

11 Na Натрий

12 Mg Магний

13 Al Алюминий

14 Si Кремний

15 P Фосфор

16 S Сера

17 Cl Хлор

18 Ar Аргон

4

19 K Калий

20 Ca Кальций

21 Sc Скандий

22 Ti Титан

23 V Ванадий

24 Cr Хром

25 Mn Марганец

26 Fe Железо

27 Co Кобальт

28 Ni Никель

29 Cu Медь

30 Zn Цинк

31 Ga Галлий

32 Ge Германий

33 As Мышьяк

34 Se Селен

35 Br Бром

36 Kr Криптон

5

37 Rb Рубидий

38 Sr Стронций

39 Y Иттрий

40 Zr Цирконий

41 Nb Ниобий

42 Mo Молибден

(43) Tc Технеций

44 Ru Рутений

45 Rh Родий

46 Pd Палладий

47 Ag Серебро

48 Cd Кадмий

49 In Индий

50 Sn Олово

51 Sb Сурьма

52 Te Теллур

53 I Иод

54 Xe Ксенон

6

55 Cs Цезий

56 Ba Барий

*

72 Hf Гафний

73 Ta Тантал

74 W Вольфрам

75 Re Рений

76 Os Осмий

77 Ir Иридий

78 Pt Платина

79 Au Золото

80 Hg Ртуть

81 Tl Таллий

82 Pb Свинец

83 Bi Висмут

(84) Po Полоний

(85) At Астат

86 Rn Радон

7

87 Fr Франций

88 Ra Радий

**

(104) Rf Резерфордий

(105) Db Дубний

(106) Sg Сиборгий

(107) Bh Борий

(108) Hs Хассий

(109) Mt Мейтнерий

(110) Ds Дармштадтий

(111) Rg Рентгений

(112) Cp Коперниций

(113) Uut Унунтрий

(114) Uuq Унунквадий

(115) Uup Унунпентий

(116) Uuh Унунгексий

(117) Uus Унунсептий

(118) Uuo Унуноктий

8

(119) Uue Унуненний

(120) Ubn Унбинилий

Лантаноиды *

57 La Лантан

58 Ce Церий

59 Pr Празеодим

60 Nd Неодим

(61) Pm Прометий

62 Sm Самарий

63 Eu Европий

64 Gd Гадолиний

65 Tb Тербий

66 Dy Диспрозий

67 Ho Гольмй

68 Er Эрбий

69 Tm Тулий

70 Yb Иттербий

71 Lu Лютеций

Актиноиды **

89 Ac Актиний

90 Th Торий

91 Pa Протактиний

92 U Уран

(93) Np Нептуний

(94) Pu Плутоний

(95) Am Америций

(96) Cm Кюрий

(97) Bk Берклий

(98) Cf Калифорний

(99) Es Эйнштейний

(100) Fm Фермий

(101) Md Менделевий

(102) No Нобелей

(103) Lr Лоуренсий

Химические семейства элементов периодической таблицы

Щелочные металлы	Щёлочноземельные металлы	Лантаноиды	Актиноиды	Переходные металлы
Лёгкие металлы	Полуметаллы	Неметаллы	Галогены	Инертные газы

Щелочноземельные металлы | Дистанционные уроки

29-Авг-2012 | комментариев 15 | Лолита Окольнова

 

Давайте разберем эти металлы точно по подобию щелочных металлов.

 

Щелочноземельными эти металлы называют, т.к. они содержатся во всех минералах земли — поэтому «земельные», а «щелочные» — т.к. они придают воде щелочную реакцию.

 

 

Строение электронных оболочек

 

Электронное строение внешнего слоя у всех этих элементов одинаково – на нем всего 2  электрона на s-подуровне:

 

n S²

 

 
Что это означает?
 

1. Валентности элементов = 2, т.е. каждый атом может образовывать 2 связи.
2. Степень окисления элементов = +2 – металлические свойства – это способность отдавать электроны
3. Сверху вниз в подгруппе радиус атома увеличивается, следовательно,  электроны все слабее притягиваются к ядру атома, следовательно, сверху вниз металлические свойства увеличиваются – Ba более сильный металл, чем Be.
4. Как следствие этого сверху вниз в подгруппе усиливаются восстановительные свойства.

 

Физические свойства щелочно-земельных металлов

 

 
Общие характеристики:
 

• все металлы сероватого цвета,
• твердые, ножом, как щелочные металлы, их уже, конечно, не порежешь 🙂
• плотность больше 1,
• на воздухе  элементы достаточно устойчивы, но покрываются оксидной пленкой,
• окрашивают пламя в разный цвет (это используют для получения разных цветов пламени в пиротехнике):

 
Ca — в кирпично-красный

Sr – в красный

Ba– в желтый
 

• Электро- и теплопроводны

 

Химические свойства металлов

 

Имеет смысл рассмотреть химические свойства  по таблице классификации неорганических соединений.

 

 
1.  Идем по синим стрелочкам — взаимодействие металлов:
 

Металлы традиционно проявляют металлические —  восстановительные свойства.

 

 
2. Идем по зеленым стрелочкам — реакции для оксидов
 

 
3. Идем по оранжевым стрелочкам
 

 

Обратите внимание, что гидроксиды щелочноземельных металлов либо малорастворимы, либо нерастворимые, поэтому их образование может служить качественной реакцией.

 

 Be(OH)2 — амфотерный гидроксид, он может реагировать как с основаниями, так и с кислотами!

 

3. Щелочноземельные металлы с водородом также образуют гидриды.

 

 

Как мы уже говорили, сверху вниз в подгруппе металлические свойства элементов возрастают. Водород, хоть и находится в первой группе при реакции с щелочноземельными металлами будет проявлять отрицательную степень окисления.

 

Как определить качественные реакции? Загляните в таблицу растворимости!

 
Be(OH)2 — гелеобразный белый осадок;
 
Сa(OH)2 — белый осадок;
 
Mg(OH)2 — белесый осадок;
 
Фториды — белесо-бесцветные осадки;
 
Сульфиты и сульфаты — белые осадки.
 
Как видите, цвета осадков не отличаются цветовым разнообразием 🙂
 

Получение щелочно-земельных металлов

 
Обычно щелочноземельные металлы получают электролизом расплавов их солей:
 

CaCl2 (электролиз) → Ca + Cl2

 
[TESTME 24]
 
 
 

Категории: |

(Правила комментирования)

Части периодической таблицы

 

Группа 2A (или IIA ) периодической таблицы являются щелочными земные металлы : бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra). Они тяжелее и менее реакционноспособны, чем щелочные металлы группы 1А. Имя приходит от того, что оксиды этих металлов давали основные растворы при растворении в воде и оставались твердыми при температурах доступны древним алхимикам. Как и элементы группы 1А, Щелочноземельные металлы слишком реакционноспособны, чтобы их можно было найти в природе. элементарная форма.

Щелочноземельные металлы имеют два валентных электрона на орбиталях с наивысшей энергией. ( нс ² ). Они меньше, чем щелочные металлы тот же период и, следовательно, имеют более высокие энергии ионизации. В большинстве случаев щелочноземельные металлы ионизируются. для формирования заряда 2+.

Щелочноземельные металлы имеют гораздо более высокую температуру плавления, чем щелочные металлы: бериллий плавится при 1287С, магний при 649С, кальций при 839С, стронций при 768°С, барий при 727°С и радий при 700°С. Они есть более твердые металлы, чем элементы группы 1А, но мягкие и легкие по сравнению со многими переходными металлами.

Соли металлов 2А группы менее растворимы в воде, чем соли Группа 1А из-за более высокой плотности заряда на катионах 2+; тем не менее, многие соли группы 2А, по крайней мере, умеренно растворимы. Некоторые соли группы 2А прочно связываются с молекулами воды и кристаллизуются в виде гидраты ; среди них английская соль, MgSO ₄ 7H ₂ O и гипс, CaSO ₄ 2H ₂ О.

 

Бериллий (Be, Z=4).

Бериллий — серебристо-белый мягкий металл. Его название происходит от греческое слово, обозначающее минерал берилл, beryllo . Он находится в земной коры с концентрацией 2,6 промилле, что делает ее 47-й по величине обильный элемент. Первичные руды бериллия – это берилл [алюмосиликат бериллия, Be ₃ Al ₂ (SiO ₃ ) ₆ ] и бертрандит [гидроксид силиката бериллия, Be ₄ Si ₂ O ₇ (OH) ₂ ]. Бериллы драгоценного качества включают изумруды и аквамарины; зеленый цвет этих драгоценных камней происходит из следовых количеств хрома.

Из-за небольшого размера и высокой плотности заряда бериллий через ковалентную связь вместо ионной связи. Элементаль бериллий очень инертен по отношению к воздуху и воде даже при высоких температурах. температуры.

Бериллий используется для изготовления окон для рентгеновских трубок (это прозрачен для рентгеновских лучей) и используется в сплавах с другими металлами, такими как медь и никель для изготовления искробезопасных инструментов и часовых пружин. Бериллий также используется в корпусах ядерного оружия и в атомной промышленности. электростанции из-за его способности отражать нейтроны. Бериллий накапливается в костях; Длительное воздействие бериллия приводит к воспаление в легких и одышка (состояние, называемое бериллиозом).

 

Магний (Mg, Z=12).

Магний — относительно мягкий металл серебристо-белого цвета. Название элемента происходит от Магнезия, район в Фессалии в центральной Греции. Он находится в земная кора с концентрацией 2,3%, что делает ее 7-й по величине обильный элемент. Большое количество магния также содержится в полезных ископаемых в мантии Земли. Получают из морской воды, карналита [MgKCl ₃ 6H ₂ O], доломит [смесь карбонатов кальция и магния, CaMg(CO ₃ ) ₂ ], и магнезит [карбонат магния, MgCO ₃ ].

Магний, легированный алюминием и следами других металлов, используется в автомобилестроение и авиастроение; магниевые сплавы также используются в других легкие устройства, такие как лестницы, камеры, велосипедные рамы, жесткий диск диски и т. д.  Магний легче окисляется, чем железо, и используется в жертвенные аноды для защиты железных труб и других структуры, которые легко подвергаются коррозии.

Магний горит на воздухе ярко белое пламя, и используется в фейерверках и зажигательных бомбах. (Это было используется в одноразовых лампах-вспышках, но это использование было вытеснено другими виды освещения.) Магниевые костры очень трудно зажечь наружу, так как даже в отсутствие воздуха горящий магний вступает в реакцию с азот с образованием нитрида магния (Mg ₃ N ₂ ), и с водой для получения гидроксида магния и газообразного водорода.

Магний содержится в ряде известных соединений. Магний оксид MgO используется в огнеупорных кирпичах, способных выдерживать высокие температуры в каминах и печах (магниевый оксид плавится при 2800 С). Гептагидрат сульфата магния, MgSO ₄ 7H ₂ O, более известная как английская соль, является миорелаксант и мягкое слабительное. Гидроксид магния, Mg(OH) ₂ , также известный как молоко магнезии, является слабительным и антацидом. («Молоко» в «молоке магнезии» относится к тому факту, что, поскольку магний гидроксид плохо растворяется в воде, имеет тенденцию образовывать известковую, белую суспензия, похожая на молоко, но со значительно физиологические эффекты.)

Зеленые растения содержат молекулу под названием хлорофилл, состоящий из плоского кольца атомов углерода и азота с большим открытым пространством посередине, в котором связан ион магния, удерживается на месте атомами азота. молекула хлорофилла поглощает солнечный свет, и в процессе фотосинтеза, энергия света превращается в химическую энергии, которую завод может использовать для питания множества процессов.

В органической химии магний реагирует с бромалканами. (углеводороды, содержащие бромуглеродные связи) с образованием магнийорганических соединений известны как реактивы Гриньяра (в честь их первооткрывателя Виктора Гриньяр, получивший Нобелевскую премию по химии в 1912 г. ). Эти соединения чрезвычайно полезны при формировании новый углерод-углерод связи и часто используются в синтезе органических соединений. Известно, что реактивы Гриньяра чувствительны к воде, поэтому необходимо соблюдать осторожность. удостовериться, что аппарат, в котором идет реакция, проведено очень сухо.

 

Кальций (Ca, Z=20).

Кальций — относительно мягкий металл серебристого цвета. Название элемента происходит от Латинское слово, обозначающее известь, calx . Он находится в земная кора с концентрацией 4,1%, что делает ее пятой по величине обильный элемент. Основными источниками кальция являются кальцит и известняк. [карбонат кальция, CaCO ₃ ], ангидрит [кальций сульфат, CaSO ₄ ], гипс [дигидрат сульфата кальция, CaSO ₄ 2H ₂ O], и доломит [смесь карбонатов кальция и магния, CaMg(CO ₃ ) ₂ ].

Соли кальция образуют твердые части тела большинства живых существ. существ, из раковин морских организмов и кораллов кораллов рифы (в виде кальция карбонат, CaCO ₃ ) к костям и зубам наземных существ (в виде гидроксиапатита кристаллы, Са ₃ (PO ₄ ) ₂ ] ₃ Ca(OH) ₂ ).

Поскольку кальций образует такие твердые минералы, он полезен в строительстве. материалов, таких как гипс, раствор и цемент. Раствор изготавливается из оксида кальция CaO, также известного как известь или негашеная известь. При взаимодействии оксида кальция с водой образуется гидроксид кальция. Ca(OH) ₂ или гашеная известь, которая поглощает углекислый газ из воздух и постепенно образует карбонат кальция CaCO ₃ . Известь, нагретая водородом, горящим в кислороде, горит ярко-белым цветом. свет, который можно сфокусировать в узкий пучок, видимый на большой расстояния. Такое освещение использовалось на маяках, в съемки, а в театрах производить прожекторы (оставляя актера «в в центре внимания»).

Хлорид кальция расплывается (он поглощает достаточное количество воды из воздух, который он растворяет в растворе), и используется для удаления влаги с воздуха в сырых подвалах. (Потребуется более сильный человек что я не могу назвать только что открытую коробку с хлоридом кальция, не вел себя должным образом как «несовершеннолетний распутник».)

«Жесткая вода» содержит растворенные минералы, имеющие 2+ или 3+ заряда, такие как кальций и магний; эти соли вызывают некоторые мыла и моющие средства, выпадающие в осадок в виде «мыльной пены»; эти минералы осаждаются со временем образует «накипь» в воде обогреватели и кастрюли. Кальций можно удалить водой умягчители, которые обменивают ионы кальция на ионы натрия, которые имеют 1+ заряжается и не выпадает в осадок.

 

Стронций (Sr, Z=38).

Стронций — блестящий, относительно мягкий металл. Название элемента происходит от Стронтиан — город в Шотландии, где добывали минерал стронтианит. открыт, из которого впервые был выделен стронций. Он находится в земная кора с концентрацией 370 частей на миллион, что делает ее 16-й по величине обильный элемент. Встречается в рудах целестита [стронция сульфат, SrSO ₄ ] и стронцианит [карбонат стронция, SrCO ₃ ].

Соли стронция при нагревании окрашиваются в ярко-красный цвет. по этой причине используется в фейерверках и сигнальных ракетах. Радиоактивный стронций-90 (бета-излучатель) образуется при ядерных взрывах; с он химически похож на кальций, он включается в кости у людей, подвергающихся его воздействию. Стронций-90 является бета-излучателем, и препятствует выработке эритроцитов.

 

Барий (Ba, Z=56).

Барий — блестящий мягкий металл. Название элемента происходит от греческое слово barys , означающее «тяжелый», по отношению к высокая плотность некоторых минералов бария. Он находится в земная кора с концентрацией 500 частей на миллион, что делает ее 14-й по величине обильный элемент. Встречается в баритовых рудах [сульфат бария, БаСО ₄ ] и витерит [карбонат бария, BaCO ₃ ].

Барий был обнаружен в 1500-х годов в виде «болонских камней» (теперь известных как бариевые сульфат, BaSO ₄ ), обнаруженный недалеко от Болоньи, Италия. Эти камни светились в присутствии света, а также при нагревании. Соли бария при нагревании окрашиваются в зеленый цвет и используются в фейерверки (в форме нитрата бария, Ba(NO ₃ ) ₂ ).

Сульфат бария, BaSO ₄ , ядовит, но это так нерастворимым, что он проходит через тело до любого поглощения может иметь место барий. Используется в диагностике некоторых проблемы с кишечником в виде «бариевых клизм»: сульфат бария непрозрачен для рентгеновских лучей и может быть использован для рентгенографии пищеварительного тракта. тракт.

 

Радий (Ra, Z=88).

Радий — мягкий, блестящий, радиоактивный металл. Название элемента произошло от латинского слова «луч» 9.0013 радиус , из-за его способность светиться в темноте слабым голубым светом. Он находится в земной коры с концентрацией 0,6 ppt (частей на триллион), что делает ее 84-й самый распространенный элемент. Он содержится в следовых количествах в урановых руд, но коммерчески используемый радий легче получить из отработавшее ядерное топливо.

Открыт радий Пьером и Марией Кюри в 1898 году; они извлекли миллиграмм радия из трех тонн урановой руды. Радий производится в радиоактивный распад урана-235, урана-238, тория-232 и плутоний-241. После его открытия и до опасностей радиация была понята, радий использовался во многих шарлатанских лекарствах и патентованные лекарства. Радий использовался для изготовления часов, светящихся в темноте. лица в начале 1900-е годы; альфа-частицы, испускаемые радием ударил частицы сульфида цинка, заставив их светиться, но был остановлен по корпусу часов по стеклу циферблата. Многие из рабочие, расписывавшие эти циферблаты, заболели или умерли от лучевая болезнь.

 

 

Джон Эмсли, Элементы , 3-е издание. Оксфорд: Clarendon Press, 1998.

.

Джон Эмсли, Строительные блоки природы: Путеводитель по элементам от А до Я . Оксфорд: Оксфордский университет Пресс, 2001.

Дэвид Л. Хейзерман, Исследование Химические элементы и их соединения . Нью-Йорк: TAB Книги, 1992.

 

 

Почему‌‌‌‌‌их‌‌называют‌‌‌щелочными‌‌‌земельными‌‌металлами?‌ ‌

Подсказка: Щелочноземельные металлы — шесть химических элементов в группе $2$ периодической таблицы. Это бериллий $(Be)$, магний $(Mg)$, кальций $(Ca)$, стронций $(Sr)$, барий $(Ba)$ и радий $(Ra)$. Элементы имеют очень похожие свойства.

Полный ответ:
Щелочноземельные металлы названы в честь их оксидов, эти оксиды являются основными (щелочными) в сочетании с водой. «Земля» — термин, применявшийся ранними химиками к неметаллическим веществам, нерастворимым в воде и устойчивым к нагреванию. Антуан Лавуазье назвал их солеобразующими земными элементами.
Щелочные металлы структурно имеют общую внешнюю s-орбиталь, которая является полной, то есть эта орбиталь содержит полный комплект из двух электронов, которые щелочноземельный металл легко теряет с образованием катионов с зарядом $ + 2$, и окисление состояние $+2$. Все открытые щелочноземельные металлы встречаются в природе, хотя радий встречается только в цепочке распада урана и тория, а не как первичный элемент. 92}$

Все щелочноземельные металлы серебристого цвета, мягкие и имеют относительно низкую плотность, температуру плавления и точку кипения. С химической точки зрения, все щелочноземельные металлы реагируют с галогенами с образованием галогенидов щелочноземельных металлов, таких как хлорид кальция $(CaC{l_2})$, а также реагируют с кислородом с образованием оксида, такого как оксид стронция $(SrO )$, все из которых являются ионно-кристаллическими соединениями (кроме хлорида бериллия, который является ковалентным).
Все щелочноземельные металлы, кроме бериллия, также реагируют с водой с образованием сильнощелочных гидроксидов, поэтому с ними следует обращаться с большой осторожностью. Более тяжелые щелочноземельные металлы реагируют более энергично, чем более легкие. Щелочноземельные металлы имеют вторые по величине первые энергии ионизации в соответствующие периоды таблицы Менделеева из-за их несколько низких эффективных ядерных зарядов и способности достигать полной конфигурации внешней оболочки, теряя всего два электрона. 93})$.
$(3)$ Типичные реакции щелочноземельных металлов-
Реакция с галогенами:
$Ca + C{l_2} \to CaC{l_2}$ (хлорид кальция)
Реакция с кислородом:
$Ca + \dfrac{1 {2}{O_2} \to CaO$ (оксид кальция)
$Mg + \dfrac{1}{2}{O_2} \to MgO$ (оксид магния)
Реакция с серой:
$Ca + \dfrac{ 1}{8}{S_8} \to CaS$ (сульфид кальция)
Реакция с углеродом:
$2Be + C \to B{e_2}C$
Реакция с азотом:
$3Be + {N_2} \to B{ e_3}{N_2}$
$3Mg + {N_2} \to M{g_3}{N_2}$

Примечание:
Из шести щелочноземельных металлов бериллий, кальций, барий и радий имеют по крайней мере один встречающийся в природе радиоизотоп; магния и стронция нет.