Щелочноземельные металлы соединяются с водой образуя: Оксиды и гидроксиды щелочноземельных металлов — урок. Химия, 9 класс.

Эту реакцию можно обобщить на все гидриды щелочных металлов.

Группа 2: Щелочноземельные металлы

Большинство щелочноземельных металлов также образуют гидроксиды при взаимодействии с водой. Гидроксиды кальция, стронция и бария мало растворимы в воде; однако образуется достаточно ионов гидроксида, чтобы создать щелочную среду. Общая реакция кальция, стронция и бария с водой представлена ​​ниже, где М представляет собой кальций, стронций или барий:

\[M_{(s)} + 2H_2O_{(l)} \longrightarrow M(OH)_{2(aq)}+H_{2\;(g)} \label{5}\]

Магний (Mg) реагирует с водяным паром с образованием гидроксида магния и газообразного водорода. Бериллий (Be) — единственный щелочноземельный металл, не вступающий в реакцию с водой. Это связано с его небольшими размерами и высокой энергией ионизации по сравнению с другими элементами группы.

Оксиды щелочноземельных металлов и вода

Подобно оксидам щелочных металлов, монооксиды щелочноземельных металлов соединяются с водой с образованием гидроксидных солей металлов (как показано в приведенном ниже уравнении). Исключением из этого общего предположения является бериллий, оксид которого (BeO) не реагирует с водой.

\[MO_{(s)}+H_2O_{(l)} \longrightarrow M(OH)_{2(s)} \label{6}\]

Одним из наиболее известных оксидов щелочноземельных металлов является CaO или негашеная известь. Это вещество часто используется для очистки воды и удаления вредных \(SO_{2(g)}\) из промышленных дымовых труб.

Гидриды щелочноземельных металлов и вода

За исключением бериллия (Be), гидриды щелочных металлов реагируют с водой с образованием гидроксида металла и газообразного водорода. Реакцию этих гидридов металлов можно описать ниже:

\[MH_{2(s)}+2H_2O_{(l)} \longrightarrow M(OH)_{2(aq)}+2H_{2(g)} \label{7} \]

Жесткая вода

Два типа жесткой воды включают временную жесткую воду и постоянную жесткую воду. Временно жесткая вода содержит бикарбонат (HCO ₃ ^— ), который при нагревании образует CO ₃ ^-2 (водн.), CO ₂ (г) и H ₂ O. Ионы бикарбоната реагируют с катионами щелочноземельных металлов и выпадают в осадок из раствора, вызывая образование накипи и проблемы в водонагревателях и сантехнике. Общие катионы в воде включают Mg ⁺² и Ca ⁺² . Чтобы смягчить воду, в водоочистные сооружения добавляют гидроксид щелочноземельного металла, такой как гашеная известь [Ca(OH) ₂ ]. Это твердое вещество растворяется в воде с образованием иона металла (M ⁺² ) и ионов гидроксида (OH ^—). Ионы гидроксида объединяются с ионами бикарбоната в воде, образуя воду и ион карбоната. Затем ион карбоната осаждается вместе с ионом металла с образованием MCO ₃ (s). Установки водоподготовки способны удалять осажденный карбонат металла и, таким образом, смягчать воду.

Другой тип жесткой воды – постоянная жесткая вода. Постоянная жесткая вода содержит ионы бикарбоната (HCO ₃ ^— ), а также другие анионы, такие как сульфат-ионы (SO ₄ ^-2 ). Затвердевающие частицы часто не удается выпарить. Для смягчения постоянной воды добавляется карбонат натрия (Na ₂ CO ₃ ). Карбонат натрия осаждает ионы Mg ⁺² и Ca ⁺² в виде соответствующих карбонатов металлов и вводит Na ⁺ ионов в растворы.

Группа 13: Семейство бора

Элементы группы 13 слабо реагируют с водой. На самом деле бор (B) не реагирует с водой. Одной из примечательных реакций в этой группе является реакция алюминия (Al) с водой. Алюминий, по-видимому, не реагирует с водой, потому что внешний слой оксида алюминия (Al ₂ O ₃ ) образует твердое вещество и защищает остальную часть металла.

Группа 14: Семейство углерода

По большей части элементы группы 14 не реагируют с водой. Одним интересным следствием этого является то, что олово (Sn) часто напыляют в качестве защитного слоя на железные банки, чтобы предотвратить коррозию банки.

Группа 15: Семейство азота

Чистые элементы этого семейства не вступают в реакцию с водой. Соединения азота (нитраты и нитриты), а также газообразный азот (N ₂ ) растворяются в воде, но не вступают в реакцию.

Группа 16: Семейство кислорода

Как упоминалось ранее, многие оксиды групп 1 и 2 реагируют с водой с образованием гидроксидов металлов. Оксиды неметаллов реагируют с водой с образованием оксокислот. Примеры включают фосфорную кислоту и серную кислоту.

Группа 17: Галогены

Обычно галогены реагируют с водой с образованием галогенидов и гипогалогенидов. Газообразные галогены по-разному реагируют с водой из-за их различной электроотрицательности. Поскольку фтор (\(\ce{F2}\)) настолько электроотрицателен, он может вытеснять газообразный кислород из воды. Продукты этой реакции включают газообразный кислород и фтористый водород. Галогениды водорода реагируют с водой с образованием галоидоводородных кислот (\(\ce{HX}\)). За исключением \(\ce{HF}\), галогеноводородные кислоты являются сильными кислотами в воде. Примером является соляная кислота (\(\ce{HCl}\)), сильная кислота.

\[\ce{Cl2(г) + 2h3O(ж) → HCl(водн.) + HOCl(водн.)}\]

Хлорноватистая (\(\ce{HOCl}\)) кислота является сильным отбеливающим агентом и не очень стабилен в растворе и легко разлагается, особенно под воздействием солнечного света, с выделением кислорода.

\[\ce{ 2 HClO -> 2 HCl + O2}\]

Жидкий бром медленно растворяется в воде с образованием желтовато-коричневого раствора.

\[\ce{Br2(g) + 2h3O(l) → HBr(aq) + HOBr(aq)}\]

Бромноватая (\(\ce{HOBr}\)) кислота является слабым отбеливающим агентом.

\[\ce{I2(g) + 2h3O(l) → HI(aq) + HOI(aq)}\]

Лишь небольшое количество йода растворяется в воде с образованием желтоватого раствора и гипойодистого (\(\ce {HOI}\)) кислота обладает очень слабой отбеливающей способностью.

Группа 18: Инертные газы

Инертные газы не вступают в реакцию с водой.

Общие сведения

Ссылки

1. Бирк, Джеймс П. «Предсказание неорганических реакций». Применение экспертных систем в химии . Вашингтон: Американское химическое общество, 1989. Печать.
2. Хьюи, Джеймс Э., Эллен А. Кейтер и Ричард Л. Кейтер. Неорганическая химия: принципы строения и относительности . 4-е изд. Нью-Йорк: Колледж ХарперКоллинз, 1993. Печать.
3. Massey, A.G. Химия основной группы . Лондон: Эллис Хорводд, 1990. Печать.
4. Петруччи и др. Общая химия: принципы и современные приложения. 9изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси, 2007 г.
.

Задачи

1. Предскажите продукты следующих реакций:
   1. \(Be_{(s)}+2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow\)
   2. \(Ne_{(g)}+2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow\)
   3. \(Cl_{2\;(g)}+2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow\)
   4. \(Li_2O_{(s)}+2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow\)
2. Верно/Ложно
   1. Оксиды металлов образуют основные растворы в воде
   2. Дифтор не реагирует с водой. -_{(водн.)}+H_2 \; {(г) }\)

      Авторы и ссылки

      • Тревор Ландас (Калифорнийский университет, Дэвис)

      ---

      1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?

      1. Тип изделия

         Раздел или Страница

         Лицензия

         CC BY-NC-SA

         Версия лицензии

         4,0

         Показать страницу TOC

         № на стр.

      2. Теги

         1. Гидриды щелочных металлов
         2. щелочные металлы
         3. Семья Бор
         4. Карбоновая серия
         5. Группа 1
         6. Галогены
         7. Жесткая вода
         8. Гидриды
         9. Элементы основной группы
         10. Семейство азота
         11. Благородные газы
         12. Оксиды
         13. Кислородная серия
         14. Вода

      Щелочноземельный металл, бурно реагирующий с водой при комнатной температуре: A) CaB) BeC) MgD) Ba

      Ответить

      Проверено

      279,9 тыс. + просмотров

      Подсказка: Элементы группы 2 называются щелочноземельными металлами. Вспомните элементы, входящие в группу 2. Наблюдается тенденция реакционной способности щелочноземельных металлов с водой. По мере того, как мы спускаемся по группе, элементы группы 2 становятся более реактивными по отношению к воде.

      Полный ответ:
      Элементы группы 2 включают бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr) и барий (Ba), и эти элементы известны как щелочноземельные металлы. Элементы группы 2 реагируют с холодной водой, кроме бериллия и магния, с образованием гидроксида металла и воды.
      $M + 2{H_2}O \to M{(OH)_2} + {H_2}$
      Магний и бериллий реагируют с водяным паром с образованием оксида металла и газообразного водорода. Щелочноземельные металлы становятся более реактивными по отношению к воде, когда мы спускаемся вниз по группе.
      Объяснение приведенной выше тенденции:
      Когда щелочноземельные металлы реагируют с водой с образованием оксидов или гидроксидов металлов, образуются ионы металлов. Для образования этих ионов из исходного металла требуется затрата энергии. Первая и вторая энергии ионизации необходимы для превращения атомов металла в ионы с зарядом +2.
      По мере продвижения вниз по группе энергия ионизации уменьшается, поскольку становится легче образовывать ионы из-за меньшего притяжения электронов к ядру в более тяжелых атомах. Таким образом, реакция становится легче, поскольку энергия, необходимая для образования положительных ионов, падает. Следовательно, это приводит к более низкой энергии активации и, следовательно, к более быстрым реакциям. Барий (Ba) является предпоследним щелочноземельным металлом и самым тяжелым металлом в своей группе. Для образования ионов требуется наименьшая энергия ионизации и, следовательно, энергия активации. Так, он бурно реагирует с водой при комнатной температуре.

      Таким образом, вариант D правильный.

      Примечание:
      При взаимодействии металла с холодной водой образуется гидроксид металла, а при взаимодействии металла с паром образуется оксид металла.