Щелочные земельные металлы: Страница не найдена — CHEMEGE.RU

Содержание

ХиМиК.ru — § 3. Щелочноземельные металлы

Элементы подгруппы кальция носят название щелочноземельных металлов. Происхождение этого названия связано с тем, что их окислы («земли» алхимиков) сообщают воде щелочную реакцию.

На долю кальция приходится 1,5% от общего числа атомов земной коры, тогда как содержание в ней радия очень мало (8·10–12%). Промежуточные элементы – стронций (0,008%) и барий (0,005%) стоят ближе к кальцию.

Помимо различных силикатных пород, Са, Sr и Ва встречаются главным образом в виде своих труднорастворимых углекислых и сернокислых солей, каковы минералы:

CaCO3 – кальцит

SrCO3 – стронцианит

BaCO3 – витерит

CaSO4 – ангидрит

SrSO4 – целестин

BaSO4 – тяжелый шппат

Углекислый кальций в виде известняка и мела иногда разует целые горные хребты. Значительно реже встречается кристаллизованная форма СаСО

3 – мрамор. Для сернокислого кальция наиболее типично нахождение в виде гипса (CaSO4 ·2H2 O), месторождения которого нередко обладают громадной мощностью. Кроме перечисленных выше, важным минералом кальция является флюорит (СаF2 ).

Для стронция и бария сернокислые минералы более распространены, чем углекислые. Радий в природе связан с урановыми рудами (причем на 1000 кг урана руда содержит лишь 0,3 г радия).

Промышленное применение находят почти исключительно соединения рассматриваемых элементов, характерные свойства которых и определяют области их использования. Химия радия и его соединений изучена еще очень неполно. В общем, по химическим свойствам он похож на барий.

В свободном состоянии элементы подгруппы кальция могут быть получены электролизом их расплавленных солей. Они представляют собой серебристо–белые металлы. Кальций довольно тверд, стронций и особенно барий значительно мягче. Некоторые константы щелочноземельных металлов сопоставлены в приводимой таблице.

Летучие соединения щелочноземельных металлов окрашивают пламя в характерные цвета: Са – в оранжево–красный, Sr (и Ra)–в карминово–красный, Ва – в желтовато–зеленый. Этим пользуются при химических анализах для открытия рассматриваемых элементов.

На воздухе кальций и его аналоги тотчас покрываются желтоватой пленкой, в которой наряду с нормальными окислами (ЭО) частично содержатся также перекиси (ЭО2 ) и нитриды (Э3 N2 ). В ряду напряжений щелочноземельные металлы располагаются левее магния и поэтому легко вытесняют водород не только из разбавленных кислот, но и из воды. При переходе от Са к Ra энергичность взаимодействия усиливается. Во всех своих устойчивых соединениях рассматриваемые элементы двухвалентны.

С металлоидами щелочноземельные металлы соединяются весьма энергично и с значительным выделением тепла, как это видно из рис. 178. Особенно интересны гидриды ЭН2 , образующиеся при нагревании кальция и его аналогов з токе сухого водорода.

Соединения эти имеют типичный ионный характер, причем анио­ном является отрицательно заряженный водород (Н). Водой они энергично разлагаются по схеме:

ЭН2 + 2НОН = 2Н2 + Э(ОН)2

С таким химически инертным в свободном состоянии элементом, как азот, щелочноземельные металлы соединяются уже при срав­нительно слабом нагревании. При накаливании они соединяются также с углеродом, образуя карбиды типа ЭС2 .

Окиси кальция и его аналогов (ЭО) представляют собой белые туго­плавкие вещества, энергично присо­единяющие воду с образованием бе­лых гидроокисей [Э(ОН)

2 ]. Последние являются сильными основания­ми, довольно хорошо растворимыми в воде. По ряду Са—Sr—Ва основной характер гидроокисей усиливается.

Параллельно с этим и весьма быстро растет их растворимость.

1) Свойства окисей и их гидратов изменяются довольно закономерно не только для самих щелочноземельных металлов, но и по всему ряду Be–Ва. Обусловлено это последовательным увеличением радиусов ионов Э2+ при сохранении ими однотипной электронной структуры (инертного газа).

Для вторых констант диссоциации Mg(OH)2 , Ca(OH)2 и Ва(ОН)2 были получены значения, равные соответственно 0,003, 0,03 и 0,23.

Окись кальция (негашеная известь, или «кипелка») и продукт ее взаимодействия с водой –Са(ОН)2 (гашеная известь, или «пушонка») находят широкое применение в строительном деле. С химической стороны «гашение» извести заключается в протекающем выделением тепла присоединении к СаО воды по схеме:

СаО+Н2 О = Са(ОН)2 + 16 ккал

Гидроокись кальция является наиболее дешевым и поэтому чаще всего используемым в технике сильным основанием. Раствор Ва(ОН)2 («баритовая вода») применяется для открытия СО2 .

Наряду с нормальными окислами для элементов подгруппы Са известны белые перекиси типа ЭО2 . Практическое значение из них имеет только перекись б а р и я. (ВаО2 ), применяемая, в частности, как исходный продукт для получения перекиси водорода. Последнее основано на обратимости реакции:

Ва(ОН)2 + Н2 О2 = ВаО2 + 2Н2 О

Так как сама Н2 О2 является кислотой очень слабой, равновесие этой реакции практически полностью смещается влево под действием даже таких кислот, как угольная [вследствие нейтрализации Ва(ОН)

2 ].

Технически ВаО2 получают нагреванием ВаО в токе воздуха до 600 °С При этом происходит присоединение кислорода по реакции:

2ВаО + О2 = 2ВаО2

Дальнейшее нагревание выше 800°С ведет, наоборот, к распаду ВаО2 на окись бария и кислород. Поэтому сжигание металлического бария сопровождается образованием только его окиси.

При взаимодействии с кислотами окислы и гидроокиси щелочноземельных металлов легко образуют соответствующие соли. Последние, как правило, бесцветны. Из производных обычных минеральных кислот соли с анионами Cl, Br, J и NO3 хорошо растворимы; напротив, с анионами F, SO42–, CO32–и PO43–малорастворимы в воде. В противоположность ионам Са2+ и Sr2+

ион Ba2+ сильно ядовит. Многие соли рассматриваемых элементов находят разнообразное практическое использование.

2) Растворимость важнейших солей (а также гидроокисей) Са, Sr и Ва при обычных условиях сопоставлена на рис. 179, из которого видно, что для отдельных анионов по ряду Са–Sr–Ва она изменяется различно.Это обстоятельство важно для аналитической химии. В частности, резкое различие растворимости хромовокислых солей дает возможность отделять Ва от Sr и Са. Крайне малой растворимостью щавелевокислого кальция пользуются для открытия следов этого элемента (например, в обычной питьевой воде).

Галогениды щелочноземельных металлов по своим свойствам делятся на две довольно резко обособленные группы. К одной относятся фториды, к другой – производные остальных галоидов,

Фториды почти нерастворимы не только в воде, но и в разбавленных кислотах. Кристаллогидраты для них неизвестны. Хлориды, бромиды и иодиды хорошо растворимы в воде и из растворов выделяются в виде кристаллогидратов.

Азотнокислый барий кристаллизуется при обычных условиях без воды. Напротив, нитраты Са и Sr выделяются в виде; кристаллогидратов. Последние легко растворимы в воде, тогда как растворимость Ва(NO3 )3 и Ra(NO3 )2 значительно меньше. Нитрат кальция широко применяется в качестве азотсодержащего минерального удобрения. Нитраты стронция и бария служат в пиротехнике для изготовления составов, сгорающих красным (Sr)j или зеленым (Ва) пламенем.

Сернокислые соли Sr и Ва кристаллизуются без воды выше 66°С в безводном состоянии выделяется из раствора и сульфат кальция, ниже указанной температуры осаждается гипс – CaSO4 ·2H2 O. В воде рассматриваемые сульфаты труднорастворимы, причем по ряду Са–Ra растворимость быстро уменьшается.

Нагревание до 150°С обусловливает переход гипса в более бедный водой гидрат 2CaSO

4 ·H2 O. При замешивании теста из порошка этого гидрата с водой (60–80% от его веса) происходит обратное присоединение последней, сопровождающееся отвердеванием всей массы вследствие ее закристаллизовывания. На этом основано применение гипса для изготовления слепков с различных предметов, а также в качестве вяжущего строительного материала.

3) Обжиг гипса для получения вяжущего материала проводят обычно при температурах не выше 180 °С. Полученный продукт поступает в продажу под названием жженого (штукатурного) гипса, или алебастра. Обжиг выше 350°С ведет к образованию растворимой формы безводного CaSO4 , а выше; 500 °С – его нерастворимой формы, которая вновь воду уже не присоединяет и поэтому в качестве вяжущего материала использована быть не может («мертвый гипс»).

Образующиеся при еще более сильном обжиге (900–1200 °С) основные соли состава xCaSO

4 ·yCaO (гидравлический гипс), будучи замешаны с водой, вновь дают затвердевающую массу. Ее твердение вызывается присоединением воды и кристаллизацией материала, причем образующиеся кристаллы тесна переплетаются и срастаются друг с другом, что обусловливает большую мехамическую прочность затвердевшей массы. Последняя вместе с тем весьма стойка по отношению к действию воды, изменениям температуры и т. д. Гидравлический гипс применяется для изготовления ступенек, подоконников и т. п. и в качестве вяжущего материала. Он был известен египтянам еще за 2000 лет до н. э. и широко использовался ими при возведении различных построек.

Углекислые соли щелочноземельных металлов практически нерастворимы в воде. При накаливании они отщепляют СО2 и переходят в соответствующие окиси. По ряду Са–Sr––Ва термическая устойчивость карбонатов быстро возрастает. Наиболее практически важным из ‘них является карбонат кальция.

Применение отдельных природных разновидностей СаСО3 весьма различно. Известняк служит исходным сырьем для получения важнейших строительных материалов – извести и цемента.

Мел используется в качестве минеральной краски, как основа составов для полировки и т. д. Мрамор является прекрасным материалом для скульптурных работ, изготовления электрических распределительных щитов и т. д.

Ежегодная мировая выработка извести из известняка исчисляется десятками миллионов тонн. Термическая диссоциация СаСОз идет со значительным поглощением тепла:

СаСОз + 43 ккал = > СаО + СО2

Зависимость равновесия этой реакции от температуры видна из следующих данных:

Технически обжиг известняка чаще всего осуществляется в шахтных печах (рис. 180). Важным побочным продуктом производства является углекислый газ.

Известь находит широкое применение в ряде отраслей промышленности. Значительные ее количества потребляются также сельским хозяйством. Важнейшей и с наиболее давних времен известной человечеству областью применения извести является, однако, использование ее (под названием «известкового раствора») в качестве вяжущего строительного материала для скрепления друг с другом камней, кирпичей и т. п. Обычно приготовляют смесь извести с песком (1 часть на 3–4 части песка) и водой вколичестведостаточном для получения тестообразной массы. Последняя постепенно твердеет вследствие кристаллизации гидроокиси кальция и образования кристаллического СаСОз (за счет углекислоты воздуха) по реакции:

Са (ОН) 2 + СО2 = СаСО3 + Н2 О

Одновременно идет образование также силикатов кальция (за счет SiO2 песка). Ввиду выделения воды при твердении известкового раствора в построенных с его помощью зданиях долгое время сохраняется сырость.

Значительные преимущества перед известью имеет другой вяжущий строительный материал – цемент. Помимо того, что его применением устраняется долговременная сырость зданий, цемент характеризуется способностью затвердевать не только на воздухе, но и под водой. Затвердевание его идет, кроме того, значительно быстрее, чем в случае известкового раствора. Выработка цемента по СССР составила в 1962 г. 57,3 млн. т (против 5,7 млн. г в 1940 г. и 1,5 млн. т в 1913 г.).

Цемент представляет собой зеленовато–серый порошок, состоящий в основном из смеси различных силикатов и алюминатов кальция, преимущественно Ca3 SiO5 , Ca2 SiO4 и Са3 (АlO3 )2 . Будучи замешан с водой, он дает отвердевающую массу. Переход последней из тестообразного в твердое состояние носит название «схватывания» и осуществляется обычно в течение нескольких часов. С химической стороны процесс схватывания цемента обусловлен главным образом гидратацией его составных частей.

4) При производстве цемента смесь тонко измельченных известняка и богатой SiO2глины обжигают до начала спекания (1400–1600 °С) в специальных вращающихся печах (рис. 181). Последние представляют собой слегка наклонные, выложенные внутри огнеупорным кирпичом стальные трубы диаметром 2–3 м и длиной в несколько десятков метров. Печь лежит на роликах и приводится мотором в медленное вращение. В ее верхнюю часть непрерывновводится исходная смесь, которая при постепенном продвижении вниз все более разогревается за счет тепла сгорающих в печи газов (или каменноугольной пыли). Обожженный продукт (цементный клинкер) после остывания тщательно перемалывается.

5) Состав цементов выражают обычно в виде весового процентного содержания входящих в них окислов (в основном CaO, SiO2 , Al2 O3 и Fe2 O3 ). Первый из них играет в цементе роль основания, остальные – роль кислотных ангидридов, весовое отношение СаО / (SiO2 + Al2 O3 +Fe2 O3 ) носит название гидромодуля цемента и хорошо характеризует его качества. Числовая величина гидромодуля обычного (силикатного) цемента колеблется около двух. Приблизительные типичные результаты его анализа приводятся ниже (% по весу):

6) Схватывание цемента обусловлено в основном реакциями по схемам:

Ca3 SiO5 + 5Н2 О = Ca2 SiO4 ·4H2 O + Са(ОН)2

Ca2 SiO4 + 4H2 O = Ca2 SiO4 ·4Н2 О

Са3 (АlO3 )2 + 6Н2 О = Са3 (АlО3 )2 ·6Н2 О

После первоначального схватывания твердость цемента в течение длительного времени продолжает возрастать. Основной причиной этого является, по–видимому, распространение процессов гидратации в глубь цементных зерен.

Наряду с рассмотренными выше солями для химии Са, Sr и Ва весьма важны их известные только в растворе кислые карбонаты Э(НСО3 )2 . Они образуются при взаимодействии растворенного в воде углекислого газа с нормальными карбонатами по схеме:

ЭСО3 + СО2 + Н2 О = Э(НСО3 )2

Реакция эта обратима, причем нагревание смещает ее равновесие в сторону распада бикарбоната. Довольно часто из бикарбонатов щелочноземельных металлов в природных водах содержится только Са(НСО3 )2 . Наличие его придает воде приятный освежающий вкус (который отсутствует у дистиллированной воды).

Содержание в природной воде солей двухвалентных металлов часто оценивают, говоря о той или иной ее «жесткости». При этом различают жесткость временную и постоянную. Первая обусловлена присутствием в воде бикарбонатов – Са(НСО3 )2 , реже Mg(HCO3 )2 и иногда также Fe(HCO3 )2 . Временной она названа потому, что может быть устранена простым кипячением воды: бикарбонаты при этом разрушаются и нерастворимые продукты их распада (карбонаты Са и Mg, гидроокись железа) оседают на стенках сосуда в виде накипи. По цвету последней можно оценить содержание Fe(HCO3 )2 в потребляемой воде: если его вовсе нет, накипь имеет белый цвет, при значительном его количестве – красно–бурый.

Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в ней солей двухвалентных металлов, не дающих осадка при кипячении. Наиболее обычны сульфаты и хлориды Са и Mg. Из них особое значение имеет малорастворимый CaSO4 , который оседает в виде очень плотной накипи.

При работе парового котла на жесткой воде его нагреваемая поверхность покрывается накипью. Так как последняя плохо проводит тепло; прежде всего становится неэкономичной сама работа котла: уже слой накипи толщиной в 1 мм повышает расход топлива приблизительно на 5%. С другой стороны, изолированные от воды слоем накипи стенки котла могут нагреться до весьма высоких температур. При этом железо постепенно окисляется и стенки теряют прочность, что может повести к взрыву котла. Так как паросиловое хозяйство существует во многих промышленных предприятиях и на транспорте, вопрос о жесткости воды практически весьма важен.

Жесткая вода оказывается также непригодной для проведения технологических процессов ряда отраслей промышленности. Пользование ею затрудняет стирку белья, мытье волос и другие операции, связанные с потреблением мыла. Обусловлено это нерастворимостью солей двухвалентных металлов и входящих в состаз мыла органических кислот, из–за чего, с одной стороны, загрязняются отмываемые предметы, с другой – непроизводительно расходуется мыло.

7) И постоянную и временную жесткость воды в СССР принято оценивать числом содержащихся в одном литре миллиграмм–эквивалентов двухвалентных металлов (мг–экв/л). За рубежом пользуются условными «градусами жесткости», величины которых в отдельных странах различны (1 мг–экв/л соответствует 2,8 немецким, 3,5 английским, 5 французским или 50 американским градусам). До 1952 г. в СССР обычно применялись немецкие градусы.

Сумма временной и постоянной жесткости определяет общую жесткость воды. Последняя характеризуется по этому признаку следующими наименованиями: очень мягкая (до 1,5), мягкая (1,5–3), среднежесткая (3–6), жесткая (6–9), очень жесткая (>9 мг–экв/л). Жесткость отдельных естественных вол . колеблется в весьма широких пределах. Для открытых водоемов она часто зависит от времени года и даже погоды. Наиболее «мягкой» природной водой является атмосферная (дождь, снег), почти не содержащая растворенных солей.

Так как очистка воды от растворенных солей при помощи перегонки слишком дорога, в местностях с жесткой водой для ее «умягчения» пользуются химическими методами. Временную (иначе – карбонатную) жесткость обычно устраняют, прибавляя к воде Са(ОН)2 в количестве, строго отвечающем найденному по анализу содержанию бикарбонатов. При этом по реакции

Са(НСО3 )2 + Са(ОН)2 = 2СаСО3 + 2Н2 О

весь бикарбонат переходит в нормальный карбонат и осаждается. От постоянной (иначе, некарбонатной) жесткости чаще всего освобождаются добавлением к воде соды, которая вызывает образование осадка по реакции:

CaSO4 + Na2 CO3 = CaCO3 + Na2 SO4

Воде дают затем отстояться и лишь после этого пользуются ею для питания котлов или в производстве. Для умягчения небольших количеств жесткой воды (в прачечных и т. п.) обычно добавляют к ней немного соды и дают отстояться. При этом двухвалентные металлы полностью осаждаются в виде карбонатов, а остающиеся в растворе соли натрия употреблению мыла не мешают.

Из изложенного следует, что содой можно пользоваться для Устранения и временной и постоянной жесткости, а гидроокисью кальция – только для устранения временной. Тем не менее в технике стараются применять именно Са (ОН)2 , что обусловлено гораздо большей дешевизной этого продукта сравнительно с содой.

ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Свойства щелочноземельных металлов

Физические свойства

Щелочноземельные металлы (по сравнению со щелочными металлами) обладают более высокими t╟пл. и t╟кип., потенциалами ионизации, плотностями и твердостью.

Химические свойства

1. Очень реакционноспособны.

2. Обладают положительной валентностью +2.

3. Реагируют с водой при комнатной температуре (кроме Be) с выделением водорода.

4. Обладают большим сродством к кислороду (восстановители).

5. С водородом образуют солеобразные гидриды ЭH2.

6. Оксиды имеют общую формулу ЭО. Тенденция к образованию пероксидов выражена слабее, чем для щелочных металлов.

Нахождение в природе

Be

3BeO ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2 берилл

Mg

MgCO3 магнезит

CaCO3 ∙ MgCO3 доломит

KCl ∙ MgSO4 ∙ 3H2O каинит

KCl ∙ MgCl2 ∙ 6H2O карналлит

Ca

CaCO3 кальцит (известняк, мрамор и др.)

Ca3(PO4)2 апатит, фосфорит

CaSO4 ∙ 2H2O гипс

CaSO4 ангидрит

CaF2 плавиковый шпат (флюорит)

Sr

SrSO4 целестин

SrCO3 стронцианит

Ba

BaSO4 барит

BaCO3 витерит

Получение

Бериллий получают восстановлением фторида:

BeF2 + Mg═ t═ Be + MgF2

Барий получают восстановлением оксида:

3BaO + 2Al═ t═ 3Ba + Al2O3

Остальные металлы получают электролизом расплавов хлоридов:

CaCl2 = Ca + Cl2

катод: Ca2+ + 2ē = Ca0

анод: 2Cl — 2ē = Cl02

MgO + C = Mg + CO

Металлы главной подгруппы II группы — сильные восстановители; в соединениях проявляют только степень окисления +2. Активность металлов и их восстановительная способность увеличивается в ряду: Be Mg Ca Sr Ba╝

1. Реакция с водой.

В обычных условиях поверхность Be и Mg покрыты инертной оксидной пленкой, поэтому они устойчивы по отношению к воде. В отличие от них Ca, Sr и Ba растворяются в воде с образованием гидроксидов, которые являются сильными основаниями:

Mg + 2H2O═ t═ Mg(OH)2 + H2

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

2. Реакция с кислородом.

Все металлы образуют оксиды RO, барий-пероксид BaO2:

2Mg + O2 = 2MgO

Ba + O2 = BaO2

3. С другими неметаллами образуются бинарные соединения:

Be + Cl2 = BeCl2 (галогениды)

Ba + S = BaS (сульфиды)

3Mg + N2 = Mg3N2 (нитриды)

Ca + H2 = CaH2(гидриды)

Ca + 2C = CaC2(карбиды)

3Ba + 2P = Ba3P2(фосфиды)

Бериллий и магний сравнительно медленно реагируют с неметаллами.

4. Все металлы растворяются в кислотах:

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2

Mg + H2SO4(разб.) = MgSO4 + H2

Бериллий также растворяется в водных растворах щелочей:

Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2

5. Качественная реакция на катионы щелочноземельных металлов — окрашивание пламени в следующие цвета:

Ca2+ — темно-оранжевый

Sr2+— темно-красный

Ba2+ — светло-зеленый

Катион Ba2+ обычно открывают обменной реакцией с серной кислотой или ее солями:

Сульфат бария — белый осадок, нерастворимый в минеральных кислотах.

Оксиды щелочноземельных металлов

Получение

1) Окисление металлов (кроме Ba, который образует пероксид)

2) Термическое разложение нитратов или карбонатов

CaCO3t═ CaO + CO2

2Mg(NO3)2t═ 2MgO + 4NO2╜ + O2

Химические свойства

Типичные основные оксиды. Реагируют с водой (кроме BeO), кислотными оксидами и кислотами

MgO + H2O = Mg(OH)2

3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2

BeO + 2HNO3 = Be(NO3)2 + H2O

BeO — амфотерный оксид, растворяется в щелочах:

BeO + 2NaOH + H2O = Na2[Be(OH)4]

Гидроксиды щелочноземельных металлов R(OH)

2
Получение

Реакции щелочноземельных металлов или их оксидов с водой: Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2

CaO(негашеная известь) + H2O = Ca(OH)2(гашеная известь)

Химические свойства

Гидроксиды R(OH)2 — белые кристаллические вещества, в воде растворимы хуже, чем гидроксиды щелочных металлов (растворимость гидроксидов уменьшается с уменьшением порядкового номера; Be(OH)2 — нерастворим в воде, растворяется в щелочах). Основность R(OH)2 увеличивается с увеличением атомного номера:

Be(OH)2 — амфотерный гидроксид

Mg(OH)2 — слабое основание

остальные гидроксиды — сильные основания (щелочи).

1) Реакции с кислотными оксидами:

Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3¯ + H2O

Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3¯ + H2O

2) Реакции с кислотами:

Mg(OH)2 + 2CH3COOH = (CH3COO)2Mg + 2H2O

Ba(OH)2 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + 2H2O

3) Реакции обмена с солями:

Ba(OH)2 + K2SO4 = BaSO4¯+ 2KOH

4) Реакция гидроксида бериллия со щелочами:

Be(OH)2 + 2NaOH = Na2[Be(OH)4]

Жесткость воды

Природная вода, содержащая ионы Ca2+ и Mg2+, называется жесткой. Жесткая вода при кипячении образует накипь, в ней не развариваются пищевые продукты; моющие средства не дают пены.

Карбонатная (временная) жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная (постоянная) жесткость — хлоридов и сульфатов.

Общая жесткость воды рассматривается как сумма карбонатной и некарбонатной.

Удаление жесткости воды осуществляется путем осаждения из раствора ионов Ca2+ и Mg2+:

1) кипячением:

Сa(HCO3)2t═ CaCO3¯ + CO2 + H2O

Mg(HCO3)2═ t═ MgCO3¯ + CO2 + H2O

2) добавлением известкового молока:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3¯ + 2H2O

3) добавлением соды:

Ca(HCO3)2 + Na2CO3 = CaCO3¯+ 2NaHCO3

CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3¯ + Na2SO4

MgCl2 + Na2CO3 = MgCO3¯ + 2NaCl

Для удаления временной жесткости используют все четыре способа, а для постоянной — только два последних.

Термическое разложение нитратов.

Э(NO3)2 =t= ЭO + 2NO2 + 1/2O2

Особенности химиии берилия.

Be(OH)2 + 2NaOH (изб) = Na2[Be(OH)4]

Al(OH)3 + 3NaOH (изб) = Na3[Al(OH)6]

Be + 2NaOH + 2h3O = Na2[Be(OH)4] + h3

Al + 3NaOH + 3h3O = Na3[Be(OH)4] + 3/2h3

Be, Al + HNO3 (Конц) = пассивация

Щелочноземельные металлы в технологии внепечной обработки стали.Голубцов В. А., Рябчиков И. В., Бакин И. В., Михайлов Г. Г. Сборник трудов XVмеждународный конгресс сталеплавильщиков и производителей металла. Москва – Тула. 2018э С.332-337.

Голубцов В. А., Рябчиков И. В., Бакин И. В., Михайлов Г. Г. 
Сборник трудов XVмеждународный конгресс сталеплавильщиков и производителей металла. Москва – Тула. 2018э С.332-337.

Аннотация.
В данной работе приведены литературные данные по поведению щелочноземельных металлов (ЩЗМ) в железоуглеродистых расплавах. Проанализирован опыт применения комплексных сплавов с ЩЗМ для модифицирования стали. Показано, что использование сплавов с барием и стронцием позволяет повысить усвоение кальция, обеспечивает снижение количества неметаллических включений, а также позволяет повысить значение ударной вязкости литого металла.
Ключевые слова: сталь, щелочноземельные металлы, кальций, барий, стронций, магний, модифицирование неметаллических включений.

Abstract.
In this paper, literature data on the behavior of alkaline-earth metals in iron-carbon melts are presented. The experience of using complex alloys with alkaline-earth metals for steel modification has been analyzed. It is shown that the use of alloys with barium and strontium makes it possible to increase the absorption of calcium, provides a reduction in the number of nonmetallic inclusions, and also increases the value of the toughness of the cast metal.
Key words: steel, alkaline earth metals, calcium, barium, strontium, magnesium, modification of nonmetallic inclusions.

В решении проблемы получения высококачественной стали важное место занимает обоснованный выбор раскислителей и модификаторов. Имея в своём распоряжении только силикокальций и алюминий, сталеплавильщикам трудно очистить металл от наиболее опасных глинозёмистых включений. Полностью избавиться от неметаллических включений (НВ) не представляется возможным, однако задача формирования наименее “вредных” НВ, в минимальной степени влияющих на снижение показателей качества готовой продукции вполне выполнима. В образовании таких НВ определяющую роль играют щелочноземельные металлы. Присадка этих металлов в жидкую сталь может быть хорошей альтернативой дорогостоящим мероприятиям по снижению общего содержания НВ с помощью проведения длительной внепечной обработки расплава. Другими словами, большую пользу могут принести усилия, направленные на регулирование состава и морфологии включений путём их модифицирования. Получение металлоизделий высокого качества значительно облегчается при использовании многокомпонентных комплексных сплавов, содержащих кальций, барий, стронций и другие химически активные элементы.
При обработке стали кальцийсодержащими материалами концентрация кальция в металле снижается вследствие испарения кальция с поверхности расплава и его вторичного окисления в ходе разливки металла. Кристаллизация металла сопровождается возникновением дефицита кальция, необходимого для образования алюминатов. В этих условиях активизируются процессы образования строчек глинозёма, которые уже не могут удалиться из металла. Увеличение содержания кальция в стали к моменту её кристаллизации возможно, например, в случае применения комплексных сплавов, содержащих наряду с кальцием, барий и стронций.
Низкие значения плотности и температуры кипения магния и ЩЗМ (табл.1) осложняют процесс эффективного ввода этих элементов в жидкую сталь. Данные, опубликованные в работах [1-3] позволяют предположить, что при введении ЩЗЭ в сталь, эти металлы могут находится либо в газообразном (Ca, Sr), либо в жидком (Ва) состоянии. Следует отметить, что в группе ЩЗМ барий обладает уникальным комплексом физических и физико-химических свойств: минимальной растворимостью в жидком железе и температурой кипения (1637оС) превышающей температуру плавления стали.
Из данных табл.1 также следует, что широко применяемый для обработки кальций по модифицирующей способности значительно уступает стронцию и барию. Высокое значение этого параметра у бария обусловлено его крайне малой растворимостью в жидком железе. Известно [4], что чем меньше растворимость элемента в железе, тем при меньшей его концентрации может проявиться модифицирующий эффект.

Таблица 1
Физические свойства щелочноземельных металлов [1-3] 

    Параметры измерения           Лит. ист.         
       Наименование элемента
  
     Mg         Ca      Sr      Ba
    Атомный радиус, нм      1   0,162  0,197   0,215 0,221
    Температура плавления, 0С      1   650   
 848      
769       725           
    Температура кипения, 0С       1   1107  1487 1384          1637         
    Давление насыщенного пара при 1873 К, МПа   
     2   2,044  0,1863 0,4164     0,05171    
    Растворимость в жидком железе 
    в равновесии с насыщенным паром, масс.%
     2 1,016            
4,022∙10-2  
2,408∙10 -3
2,791∙10-4
    Относительная модифицирующая способность      3      - 77,88∙102  39,7∙104     69,86∙105

Для расчёта модифицирующей способности элементов в жидком железе нами [3] предложена формула:
μ=(ЕFe – Eм)/Сж ,
где:
ЕFe и Eм., соответственно, энергия ионизации железа и модификатора.
Сж – растворимость элемента в жидком железе.
Величина μ имеет оценочный характер и служит для сравнения эффективности модифицирования стали рассматриваемыми элементами.
Видно (табл.1), что широко применяемый для модифицирования стали кальций по модифицирующей способности значительно уступает стронцию и барию. Так, величина μ для кальция в 17 раз меньше аналогичного показателя для стронция и почти на три порядка меньше, чем для бария. Высокой модифицирующей способностью бария объясняется его сильное воздействие на структуру стали.
Уникальность процесса раскисления стали барий- и стронцийсодержащими сплавами заключается не только в возникновении наиболее благоприятных условий для образования соответствующих алюминатов, но и быстром удалении этих соединений из металлического расплава. Этому способствует относительно низкая температура плавления ряда оксидных фаз, содержащих стронций и барий [5]. Французские исследователи [6] полагают, что быстрому удалению барийсодержащих НВ способствует их высокая поверхностная активность.
Mалая растворимость бария в железе, большая положительна энтальпия образования растворов в системе Ba-Fe, низкая температура плавления образующихся силикатов и алюминатов приводят к более раннему и эффективному реагированию бария с кислородом и быстрому удалению продуктов реакции [7, 8].
Совместное применение кальция и бария, обладающих полной взаимной растворимостью в жидком состоянии, приводит к более высокому усвоению кальция жидким металлом, чем в случае применения силикокальция.
Это положение иллюстрирует рис. 1. При одном и том же расходе кальция применение вместо СК30 сплава Si-Ca-Ba позволяет на 10-15% повысить содержание кальция в металле.


Рис. 1. Влияние типа модификатора на усвоение кальция металлом:
1 – сплав Si-Ca-Ba; 2 – СК30

Эффективное модифицирование НВ, проводимое с целью исключения образования строчечных глинозёмистых НВ, по мнению авторов [9], может быть осуществлено при соблюдении соотношения [Ca]/[Al]=0,08…0,14.
По мнению авторов [10], одним из условий получения непрерывнолитых заготовок с минимальным развитием осевой пористости и осевой ликвации является баланс концентраций кальция и алюминия в металле равный 0,14.
В работе [11] приводятся данные о том, что значительное снижение зарастания сталеразливочного канала отложениями глинозёмистых включений может быть достигнуто при отношении [Ca]/[Al]≥0,13.
Количество вводимого кальция должно зависеть от содержания алюминия в стали перед обработкой. По расчётам Д.А. Дюдкина с соавторами [9], при температуре непрерывной разливки стали алюминатные включения будут находиться в жидком состоянии, при соотношении Ca/Al =0,08…0,16.
Из диаграммы состояния системы СаО-Al2О3 следует, что алюминаты становятся жидкими, когда доля СаО в соединениях достигает 40…60%. В диапазоне 45…55% СаО температура плавления соединений приближается к 14000С. Получение соединений такого состава обеспечивается, прежде всего, соотношением общих концентраций алюминия и кальция.
По нашим данным, полученным в ходе экспериментов с модификаторами, содержащими только кальций или кальций и барий лишь при достижении соотношения Ca/Al=0,10 (рис.2) происходит снижение загрязнённости металла НВ (табл.2) и повышается усвоение кальция на 50,0-56,0% (отн.). Повышение балла по сульфидам связано с образованием вместо сульфидов марганца, располагающихся в металле в виде строчек, более крупных, обладающих благоприятной для механических характеристик металла глобулярной формой, оксисульфидов.


Рис.2. Усвоение кальция в зависимости от соотношения в металла Са/Al:
1 – СК30; 2 – сплав Si-Ca-Ba

Применение комплексных модификаторов системы Ca-Ba-Sr для обработки стали для труб марок 22-25ГЮ позволило снизить загрязнённость металла хрупкими силикатами с 1,83 до 1,67 (по среднему баллу), по сульфидам — с 1,25-1,33 до 0,58 и отбраковку металла по трещинам, образующимся в районе сварного шва. На стали 40С2 удалось исключить брак по микроструктуре.
Применение комплексных микрокристаллических модификаторов с кальцием и барием в сталелитейном производстве рам боковых и балок надрессорных позволило повысить ударную вязкость при испытании образцов с острым надрезом (KCV-60) на 49,7% (табл.3).


Таблица 2.

Оценка загрязнённости стали 09Г2С неметаллическими включениями (лист 12-50 мм)
Вариант технологии    Загрязнённость металла неметаллическими включениями. балл
Оксиды точечные Оксиды строчечные Нитриды строчечные Силикаты недеформирую-щиеся Cульфиды
Обработка   металла
Ca-Si

1,22

0,87

0,33

0,78

0,56

Обработка металла

Ca-Ba-Si

1,17

0,58

0,08

0,58

1,00

 для получения опытных данных были обработаны результаты более 100 плавок.

 

Таблица 3.
Резльтаты сравнительных испытаний модификаторо на произодстве
Тип модификатора Содержание кальция в металле, ppm Ударная вязкость,
KCV-60, кдж/м2
FeCa 16,7 177
Fe-Si-Ca-Ba
17,1 265
Fe-Si-Ca-Ba-Sr 19,8 290

Для получения опытных данных были обработаны результаты более 100 плавок.
Введение сплава со стронцием приводило к дальнейшему повышению ударной вязкости на 9,4%. 

Исследование НВ проведено на приготовленном металлографическом шлифе с помощью сканирующего электронного микроскопа «Tescan Vega», оснащенного рентгеновским энергодисперсионным спектрометром INCA X-Max-50. Используемый метод позволяет визуализировать структуру исследуемого объекта и по рентгеновскому спектру провести локальный элементный анализ структурных составляющих с разрешением порядка 1 мкм (рис. 3).
Центральной часть НВ представляла собой оксиды алюминия (спектр 3), периферийная — сульфиды марганца и кальция, в отдельных неметаллических включениях в зоне локализации сульфидов обнаружено присутствие стронция с максимальном локальным содержанием до 7,4 % масс. (спектр 1).
Таким образом, стронций и барий не только участвуют в раскислении и модифицировании стали, но вследствие их повышенной реакционной способности обеспечивают защиту кальция, причём в этом отношении наиболее эффективен, по-видимому, стронций, поскольку он обладает в газообразном состоянии (см. табл.1) большой контактной поверхностью с жидким металлом. Значительное повышение ударной вязкости стали при использовании сплава Fe-Si-Ca-Ba-Sr (см. табл.3) позволяет предположить, что наряду с раскислением кальций играет роль микролегирующего элемента.


Рис. 3. Структура неметаллических включений, содержащих стронций

 Спектр      O  Mg Al Si S Ca Mn Fe Sr
 Спектр 1    7,1 2,4 9,9 1,1 19,8 18,5 3,7 30,2 7,4
 Спектр 2 26,1 9,6 26,8 0,4 2,9 3,1 2,2 27,7 1,2
 Спектр 3 7,4 2,5 10,4 1,8 13,8 13,0 3,6 41,7 5,7
 Спектр 4 40,6 11,0 30,6 0,4  1,8 3,0 2,4 9,9 0,2
Положительный эффект обработки стали комплексными сплавами с кальцием, барием стронцием объясняется глубоким раскислением стали, благоприятными условиями образования и удаления из металлического расплава оксидных соединений, а также упрочняющим воздействием кальция на кристаллизующийся металл [12].
Рост ударной вязкости при испытании образцов с острым надрезом (KCV-60) можно объяснить действием ряда факторов:
1. высокой поверхностной активностью бария и стронция в металлическом расплаве.
2. зародышевой ролью образующихся соединений, содержащих ЩЗМ.
Например, образующиеся тугоплавкие сернистые соединения кальция, стронция и бария могут играть роль подложек, уменьшающих работу образования зародыша твёрдой фазы, а также инициирующих кристаллизацию стали и приводящих к перераспределению включений в дендритной структуре в сторону увеличения их количества в осях;
3. глубоким раскислением стали вследствие благоприятных условий образования и удаления из металлического расплава оксидных соединений, содержащих барий и стронций.

Выводы
1. При одном и том же расходе кальция применение сплава Si-Ca-Ba вместо СК30 для обработки стали трубного сортамента позволяет на 10-15% повысить содержание кальция в металле. Усвоение кальция при этом повышается на 50,0-55,0% (отн.).
2. Показано, что рафинирование и модифицирование стали транспортного назначения комплексными сплавами системы Fe-Si-Са-Ва и Fe-Si-Са-Ва-Sr обеспечивает повышение ударной вязкости литого металла (рамы боковые и балки надрессорные), соответственно, на 49,7% и 63,8%.
3. Повышение механических характеристик стали связано с уменьшением количества в ней неметаллических включений вследствие благоприятных условий удаления металлического расплава барий и — стронцийсодержащих оксидных соединений.

Литература
1. Эмсли Дж. Элементы: пер. с англ.- М.: Мир, 1993.-256с.
2. Агеев Ю.А. Исследование растворимости ЩЗМ в жидком же¬лезе и сплавах / Ю.А. Агеев, С.А. Арчугов // Журнал физической химии. 1985. Т.IX. №4. С.838-841.
3. Рябчиков И.В. Сравнительная раскислительная и модифицирующая способность магния и щелочноземельных элементов при внепечной обработке стали / И.В. Рябчиков, А.Ю. Ахмадеев, Т.В. Рогожина, В.А.Голубцов // Сталь. 2008. № 12. С.51-54.
4. Чернов В.С. О механизме модифицирования металлов / В.С. Чернов, Ф.И. Бусол // Изв. АН СССР. Сер. Металлы. 1975.№2. С.71-75.
5. Рябчиков И.В. Кремнистые ферросплавы и модификаторы нового поколения. Производство и применение / И.В. Рябчиков, В.Г. Мизин, В.В. Андреев. Челябинск: Изд-во Челяб гос ун-та, 2013. 295с.
6. Бьенвеню И. Раскисление и десульфурация щелочноземельными металлами / И. Бьенвеню, Дж. Фрич, К. Гателье и др. // Пер. с франц. М.:1979, С.84.
7. Рябчиков И.В. Металлургические способы улучшения эксплуатационных свойств российских рельсов./ И.В. Рябчиков, А.Ю. Ахмадеев, В.В. Андреев// Сталь.2011.№1.С.25-27.
8. Yufang SHI. Experimental Stady on Deoxidation of Barium and Barium Alloy/ Yufang SHI, Boring CHEN, Jie FU, Tack EL Gammal. // J. Mater. Sci. Techol. 1999. V.15.N5.P.400-415.
9. Дюдкин Д.А. Внепечная обработка расплава порошковыми проволоками./ Д.А. Дюдкин, С.Ю. Бать, С.Е. Гринберг, В.В. Кисиленко, В.П. Онищук// Донецк:2002. -296 с.
10. Герберт Х. Опыт работы по вдуванию порошкообразных материалов и вводу проволоки в кислородно-конвертерном цехе завода фирмы “Бритиш стил” в Лекемби./Х. Герберт, С. Джеймсон, Р. Нотмен // Iron making and Steelmaking. 1987. V. 14. P. 10-16. (Пер. ин-та “Черметинформация” № 16439).
11. Федоров Л.К. Исследование основных дефектов структуры непрерывнолитых заготовок ванадийсодержащей рельсовой стали./ Л.К. Фёдоров, А.В. Куклев, В.И. Ильин и др // Электрометаллургия. 2000. №11. С.8-15.
12. Ершов Г.С. Структурообразование и формирование свойств сталей и сплавов / Г.С. Ершов, Л.А.. Позняк -К.: Наукова Думка, 1993. -386с.

Щелочноземельные металлы: получение, применение, свойства, характеристики

Щелочноземельные металлы — химически активные элементы, которые занимают вторую группу периодической таблицы Менделеева. Найти их в чистом виде не возможно, поскольку они имеют высокую химическую активность. Обладают похожими и уникальными свойствами.

Щелочноземельный металл

Общая характеристика

Щелочноземельные металлы — совокупность химических элементов с похожими характеристиками. При взаимодействии оксидов этих металлов с водой создается щелочная среда.

При нормальных условиях сохраняют твердую структуру, металлический блеск, высокую температура плавления.

Щелочноземельные металлы имеют несколько похожих особенностей. Плотность химического элемента возрастает зависимо от порядкового номера. Эти материалы невозможно разрезать ножом (исключением является стронций).

Элементы и их нахождение в таблице Менделеева

Каждый элемент имеет определенные особенности. Чтобы понять, как работать с подобными металлами, необходимо изучить их характеристики.

Бериллий

Характеристики:

  • номер — 4;
  • простое вещество — твердый материал;
  • цвет — светло-серый.

Особенности — металлический блеск, высокая токсичность.

Бериллий (Фото: Instagram / chemistry_easy)

Магний

Характеристики:

  • номер — 12;
  • простое вещество — легкий, ковкий материал;
  • цвет — белый с серебристыми отливами.

Особенности — металлический блеск, малый удельный вес.

Кальций

Характеристики:

  • номер – 20;
  • простое вещество – мягкий материал;
  • цвет — белый с серебристыми отливами.

Стронций

Характеристики:

  • номер — 38;
  • простое вещество — мягкий, ковкий, пластичный материал;
  • цвет — белый с серебристыми отливами.

Имеет радиоактивные изотопы.

Стронций в ампуле с аргоном (Фото: Instagram / chemical_elements)

Барий

Характеристики:

  • номер — 58;
  • простое вещество — ковкий, мягкий материал;
  • цвет — белый с серебристыми отливами.

Радий

Характеристики:

  • номер – 88;
  • простое вещество — твердый материал;
  • цвет — белый с серебристыми отливами.

Особенности — радиоактивен, поверхности радия быстро тускнеют на воздухе.

Присутствие в природе

Элементы можно найти в природе, но только в виде сплавов, поскольку они имеют высокую химическую активность. Чаще всех встречается кальций. Ему немного уступает магний. Стронций с барием также достаточно распространены. Бериллий с радием считаются самыми редкими из этой группы.

Интересный факт про радий (Фото: Instagram / fakt_zhizni)

Свойства

Свойства щелочных и щелочноземельных металлов позволяют определить в каких сферах деятельности их можно применять.

Физические

Свойства:

Атомный номерВалентностьТемпература плавленияПлотностьТемпература кипения
Магний1226501.7371105
Стронций3827692.541384
Бериллий4212791.8482970
Кальций2028391.551484
Радий8827005.51737
Барий5627293.51637

Химические

Чем выше порядковый номер элемента, тем сильнее его химическая активность. Надпероксиды, озониды этих элементов ученые еще не изучили до конца. Они нестабильны.

У гидроксидов, оксидов этих химических элементов при возрастании порядкового номера усиливаются свойства. Применяются в разных сферах промышленности.

При взаимодействии с открытым воздухом щелочноземельные металлы покрываются оксидной пленкой. В реакцию с посторонними элементами вступают только при сильном нагревании.

Радий, стронций, барий активно взаимодействуют с азотом, кислородом. Для их хранения нужны герметичные емкости, которые будут заполнены керосином.

Способы получения

Для получения гидроксидов на чистые химические элементы воздействуют водой без примесей. Реакция должна протекать при комнатной температуре. При этом выделяется водород.

Для получения чистых щелочноземельных металлов проводится разложение сложных веществ на более простые. После этого осуществляться восстановление. Для получения стронция, кальция, магния применяется технология электролиза. Барий, бериллий получают с помощью восстановления. Сложнее всего добывать чистый радий. Для его получения нужно перерабатывать урановую руду.

Банки с жидкостью для электролиза (Фото: Instagram / take_n_make)

Сферы применения

Сферы применения:

  1. Кальций. Компонент многих строительных материалов. Он применяется при изготовлении топлива, огнеупорных материалов, лекарственных средств.
  2. Бериллий. Применяется для изготовления олова, содержится в составе различных минералов. Используется при производстве ракетного топлива.
  3. Соли стронция содержатся в разных минералах. Применяется в металлургии, радиоэлектронике, ядерной энергетике, производстве чистого урана, магнитных материалов, источников электричества. Изотопы применяются для лечения злокачественных образований в организме человека.
  4. Магний. Востребован в металлургии, поскольку легко поддается обработке. Используется при изготовлении ноутбуков, электронных книг, телефонов, часов, измерительных приборов. Применяется в военной, космической отрасли.
  5. Радий. Востребован в медицине, ядерной промышленности. Раньше применялся в качестве красителя для циферблатов, стрелок. Сейчас его для этого не используют из-за высокой токсичности.
  6. Барий. Применяется при производстве вакуумных приборов, оптических линз, источников тока, жидких теплоносителей. Часто используется в атомной энергетике.

Основные представители щелочноземельных металлов химически активны, обладают уникальными свойствами. На открытом воздухе быстро покрываются оксидной пленкой. Применяются в разных сферах деятельности.

Щелочноземельные металлы. — Химия — Уроки

III. Актуализация знаний

Постановка цели урока. Мотивация изучения материала. По методу «Кластер»

Задание первой команде:

  1. Осуществите цепочку превращений:

Mg → MgSO4 → Mg(NO3)2 → MgO → MgCl2 → Mg(OH)2

Для последнего действия составьте полное ионное и сокращенное ионное уравнение.

  1. Отгадайте загадки:

а) Жил да был один шпион

Звался он сульфат ион.

Незаметный и невзрачный

И на вид совсем прозрачный.

Но нашёлся спецагент

Уникальный реагент.

Постарался славно он –

В осадок выпал вдруг шпион. (Хлорид бария)

б) Я, конечно, очень нужен.

Без меня не сваришь ужин,

Не засолишь огурца,

Но не только лишь в еде –

Я живу в морской воде.

Если льет слеза из глаз,

Вкус припомнишь мой ты сразу.

Кто догадлив, говорит:

Это – (натрия хлорид).

в) Удивительный металл –

Кем же только он не стал,

Вместе с группою (-ОН)

Побелили весь этаж.

А из него и карбонат иона

Скульптор сделал Аполлона. (Кальций)

  1. Найти в правом столбце название веществ, формулы которых приведены в левом столбце:

Формулы веществ

Название веществ

Ba(OH)2

Оксид магния

MgO

Оксид бериллия

Sr

Сильфит магния

CaCO3

Стронций

MgH2

Хлорид бария

CaC2

Гидроксид бария

BeO

Хлорид бария

MgSO3

Карбонат кальция

BaCl2

Фосфат кальция

Ca3(PO4)2

Карбид кальция

  1. Составьте как можно больше новых формул веществ, используя атомы из заданной формулы. В новых формулах не может быть больше атомов определенных химических элементов, чем в исходной.

а) Са3(РО4)2; ответ: Сa, O2, O3, СaO, Р2O3, Р2O5, Р.

  1. Решите задачу: массовая доля костей человека составляет 20% от общей массы организма. На долю фосфата кальция, входящего в состав костей, приходится также 20% от массы костей. Зная массу своего тела, рассчитайте, сколько килограммов фосфата кальция содержится в вашем организме. Сколько килограммов кальция содержится в нем?

Задание второй команде:

  1. Осуществите цепочку превращений:

Са → Са(OH)2 → Са(NO3)2 → СаO → СаCl2 → Са3(РО4)2

Для последнего действия составьте полное ионное и сокращенное ионное уравнение.

  1. Отгадайте загадки:

а) Брат один сердитый,

Другой брат ядовитый.

Первый брат в воде горел,

Брат другой позеленел.

Первый брат – металл у нас,

Брат другой – конечно газ.

Если их объединить,

Можно чудо совершить.

Попадутся братцы эти,

Вам в супу или в котлете! (натрий, хлор)

б) Он режется ножом,
В воде газует, выделяя водород
И, исчезая в весе,
В растворе щелочь образует,
Горит лиловым в кислороде,
Находят лишь в соединениях
И в нем нуждаются растения. (Калий)
) Как-то раз металл в кислоту попал.

Закипело, зашипело и со свистом улетело!

Удивляется народ:

— Что такое? (Водород!)

  1. Найти в правом столбце название веществ, формулы которых приведены в левом столбце:

Формулы веществ

Название веществ

Ba(OH)2

Оксид магния

BaCl2

Фосфат кальция

BeO

Хлорид бария

Ca3(PO4)2

Карбид кальция

CaC2

Гидроксид бария

CaCO3

Стронций

MgH2

Хлорид бария

MgO

Оксид бериллия

MgSO3

Карбонат кальция

Sr

Сильфит магния

  1. Составьте как можно больше новых формул веществ, используя атомы из заданной формулы. В новых формулах не может быть больше атомов определенных химических элементов, чем в исходной.

а) Mg3(РО4)2; ответ: Mg, P, O2, O3, MgO, P2O3, P2O5.

  1. Решите задачу: массовая доля костей человека составляет 20% от общей массы организма. На долю фосфата кальция, входящего в состав костей, приходится также 20% от массы костей. Зная массу своего тела, рассчитайте, сколько килограммов фосфата кальция содержится в вашем организме. Сколько килограммов кальция содержится в нем?

Задание третьей команде:

  1. Осуществите цепочку превращений:

Ва → ВаSO4 → Ва(NO3)2 → Ва(OН)2 → ВаCl2 → ВаСО3

Для последнего действия составьте полное ионное и сокращенное ионное уравнение.

  1. Отгадайте загадки:

а) Ослепительным пламенем ярким
Как звездочка, чудо горит,
Металл тот и белый и легкий
В двенадцатой клетке стоит
Он в сплавах легчайших, нашел примененье
Как стойкий и легкий металл,
И в деле самолетостроения
Он видное место занял. (Магний)

б) Я растворчик изучал.

Лакмус в нем синее стал.

Поглощал раствор тотчас

Кислый углекислый газ!

Про такой раствор я знаю,

Что среда в нем … (щелочная)

в) Расскажите в чем тут дело: гасили то, что не горело? (Гашение извести или питьевой соды)

  1. Найти в правом столбце название веществ, формулы которых приведены в левом столбце:

Формулы веществ

Название веществ

Ba(OH)2

Магний

CaO

Оксид бериллия

Mg

Сильфит магния

CaCO3

Оксид кальция

MgH2

Хлорид бария

CaC2

Гидроксид бария

BeO

Хлорид бария

MgSO3

Карбонат кальция

BaCl2

Фосфат кальция

Ca3(PO4)2

Карбид кальция

  1. Составьте как можно больше новых формул веществ, используя атомы из заданной формулы. В новых формулах не может быть больше атомов определенных химических элементов, чем в исходной.

а) СаSO4; ответ: Сa, O2, O3, СаO, SO2, SO3, СаS, СаSO3.

Что такое щелочноземельные металлы?

Щелочноземельные металлы — это металлические элементы, которые находятся во втором вертикальном ряду периодической таблицы. Щелочноземельные металлы получили свое название из-за их реактивных свойств. Когда эти металлы смешиваются в растворах, они создают рН выше 7, уровень, который определяется как щелочной. В состав щелочноземельных металлов входят шесть элементов: бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra).

Щелочноземельные металлы находятся в земной коре, обычно в скальных структурах. Наиболее часто встречающимися элементами в группе являются магний и кальций. Магний содержится в карнелите, магнезите и доломите и является восьмым наиболее распространенным элементом в земной коре. Кальций является пятым наиболее распространенным элементом в коре и часто содержится в меле, известняке и ангидрите.

Есть определенные свойства щелочноземельных металлов, которые разделяют все элементы в группе. Все они очень твердые и плотные, и все имеют более высокие температуры плавления, чем большинство других элементов. Каждое из этих свойств можно объяснить тем, что их атомы имеют два валентных электрона, что создает прочную металлическую связь.

Еще одна черта, которую разделяют все щелочноземельные металлы, — это серебряный блеск на их поверхностях и их способность служить сильным проводником электричества. Все элементы также очень реактивны, настолько, что их редко можно встретить в природе, кроме случаев, когда они находятся в соединениях с другими материалами. Каждый из щелочноземельных металлов также имеет свои особые черты, которые делают его полезным по-разному.

Бериллий — очень легкий металл, который часто используется для окон в рентгеновских аппаратах и ​​в ядерной среде. Он также часто комбинируется с другими металлами, такими как медь, чтобы создать очень прочные сплавы, которые не искрятся и не подвергаются коррозии.

Магний часто используется в качестве замены алюминия благодаря его большому содержанию. Это очень мягкий металл, и его можно легко отливать в различные формы. Магний также находит применение в медицине; и магнезиальное молоко, и английские соли входят в состав магния.

Кальций имеет много разных целей. Стекло, цемент и строительный раствор созданы с использованием кальция. Его свойства в качестве антибактериального агента также были использованы на фермах или в зданиях, где содержатся птицы.

Хотя стронций и барий используются в производстве вакуумных трубок реже, чем другие металлы в семействе щелочноземельных металлов. Радий, единственный радиоактивный элемент в группе, используется в лечении рака.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Chem4Kids.com: Элементы и периодическая таблица: щелочноземельные металлы


Итак, мы только что рассмотрели щелочные металлы в Группе I. Вы найдете щелочноземельных металла по соседству в Группе II. Это второе по активности семейство элементов из в периодической таблице. Вы знаете, почему они называются щелочными ? Когда эти соединения смешиваются в растворах, они, вероятно, образуют растворы с pH выше 7. Эти более высокие уровни pH означают, что они определяются как «основные» или «щелочные» растворы.
Кто в семье? К щелочноземельным металлам относятся: бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra). Как и во всех семьях, эти элементы имеют общие черты. Хотя это семейство не так реакционноспособно, как щелочные металлы, оно умеет очень легко образовывать связи. Каждый из них имеет два электрона на внешней оболочке. Они готовы отдать эти два электрона в электровалентных/ионных связях . Иногда вы увидите их с двумя атомами галогена, как у фторида бериллия (BeF 2 ), а иногда они могут образовывать двойную связь, как у оксида кальция (CaO).Все дело в том, чтобы отказаться от этих электронов, чтобы иметь полную внешнюю оболочку.

Когда вы дойдете до конца списка, вы найдете радиоактивный радий . Хотя радий больше не встречается в вашем доме, раньше он был ингредиентом светящихся в темноте красок. Первоначально он был смешан с сульфидом цинка (ZnS). Другие элементы встречаются во многих предметах, включая фейерверки, батареи, лампы-вспышки и специальные сплавы. Более легкие щелочноземельные металлы, такие как магний и кальций, очень важны для физиологии животных и растений.Вы все знаете, что кальций помогает строить ваши кости. Магний содержится в молекулах хлорофилла .

Not So Heavy Metal — Бериллий (видео НАСА)


ДИСПЕРСИЯ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ | Камео Химикалс

Химический паспорт

Химические идентификаторы | Опасности | Рекомендации по ответу | Физические свойства | Нормативная информация | Альтернативные химические названия

Химические идентификаторы

Поля химического идентификатора включают общие идентификационные номера, алмаз NFPA У.S. Знаки опасности Департамента транспорта и общее описание хим. Информация в CAMEO Chemicals поступает из множества источники данных.
Номер CAS Номер ООН/НА Знак опасности DOT Береговая охрана США КРИС Код
никто
  • Опасно во влажном состоянии
  • Легковоспламеняющаяся жидкость
никто
Карманный справочник NIOSH Международная карта химической безопасности
никто никто

NFPA 704

данные недоступны

Общее описание

Либо жидкости, либо твердые вещества в растворе.

Опасности

Предупреждения о реактивности

  • Сильный восстановитель
  • Реагирует с водой
  • Пирофорный

Реакции воздуха и воды

Выделяют легковоспламеняющиеся газы, водород, при контакте с водой. Может воспламениться при контакте с водой или влажным воздухом. Барий реагирует более энергично, чем кальций или стронций, хотя можно было бы ожидать, что эти реакции будут менее энергичными, чем реакции семейства щелочных металлов, натрия, лития, калия.

Пожароопасность

Выдержка из Руководства ERG 138 [Вещества, реагирующие с водой (выделяющие горючие газы)]:

Выделяют легковоспламеняющиеся газы при контакте с водой. Может воспламениться при контакте с водой или влажным воздухом. Некоторые из них бурно или взрывоопасно реагируют на контакт с водой. Может воспламениться от тепла, искр или пламени. Может воспламениться после тушения пожара. Некоторые транспортируются в легковоспламеняющихся жидкостях. Слив может создать опасность пожара или взрыва. (ЭРГ, 2020)

Опасность для здоровья

Выдержка из Руководства ERG 138 [Вещества, реагирующие с водой (выделяющие горючие газы)]:

Вдыхание или контакт с парами, веществами или продуктами разложения может привести к серьезным травмам или смерти.Может образовывать коррозионные растворы при контакте с водой. При пожаре выделяются раздражающие, коррозионные и/или токсичные газы. Сток от противопожарной или разбавляющей воды может привести к загрязнению окружающей среды. (ЭРГ, 2020)

Профиль реактивности

Материалы этой группы (кальций, барий, стронций) обычно бурно реагируют с любым веществом, имеющим активные атомы водорода, с выделением газообразного водорода. Хотя они реагируют менее энергично, чем семейство щелочных металлов. Сюда входят спирты и кислоты, и самое главное, вода.Они реагируют с сульфидами, любым окислителем, альдегидами и цианидами. Они быстро разъедают при контакте с воздухом, покрываясь белыми оксидами и пероксидами. На практике большинство других органических соединений, включая эфиры, достаточно влажны (содержат достаточное количество воды в качестве примеси), чтобы вызвать нагрев и выделение газов при контакте с щелочноземельными металлами. Щелочноземельные металлы и сплавы, содержащие щелочноземельные металлы, считаются восстановителями. Известно, что взвешенный или мелкодисперсный барий реагирует со взрывной силой при смешивании с такими галогенированными углеводородами, как четыреххлористый углерод, трихлортрифторэтан, фтортрихлорметан, тетрахлорэтилен, трихлорэтилен и т. д.

Принадлежит к следующей реакционной группе (группам):

Потенциально несовместимые абсорбенты

Информация отсутствует.

Рекомендации по ответу

Поля рекомендации ответа включают в себя расстояния изоляции и эвакуации, а также рекомендации по пожаротушение, пожарное реагирование, защитная одежда и первая помощь. информация в CAMEO Chemicals поступает из различных источники данных.

Изоляция и эвакуация

Выдержка из Руководства ERG 138 [Вещества, реагирующие с водой (выделяющие легковоспламеняющиеся газы)]:

НЕМЕДЛЕННЫЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ: Изолируйте место разлива или утечки во всех направлениях на расстоянии не менее 50 метров (150 футов) для жидкостей и не менее 25 метров (75 футов) ) для твердых тел.

РАЗЛИВ: При необходимости увеличьте расстояние для немедленных мер предосторожности в подветренном направлении.

ПОЖАР: Если цистерна, железнодорожная цистерна или автоцистерна вовлечены в пожар, ИЗОЛИРОВАТЬ на расстоянии 800 метров (1/2 мили) во всех направлениях; также рассмотрите первоначальную эвакуацию на 800 метров (1/2 мили) во всех направлениях. (ЭРГ, 2020)

Пожаротушение

Выдержка из Руководства ERG 138 [Вещества, реагирующие с водой (выделяющие горючие газы)]:

НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ВОДУ ИЛИ ПЕНУ.

НЕБОЛЬШОЙ ПОЖАР: Сухой химикат, кальцинированная сода, известь или песок.

БОЛЬШОЙ ПОЖАР: СУХОЙ песок, сухие химикаты, кальцинированная сода или известь или убрать с места и дать огню гореть. Если это можно сделать безопасно, уберите неповрежденные контейнеры из зоны вокруг огня.

ПОЖАР, СВЯЗАННЫЙ С МЕТАЛЛАМИ ИЛИ ПОРОШКАМИ (АЛЮМИНИЙ, ЛИТИЙ, МАГНИЙ И Т.Д.): Используйте сухие химические вещества, СУХОЙ песок, порошок хлорида натрия, графитовый порошок или огнетушители класса D; кроме того, для лития вы можете использовать порошок Lith-X® или медный порошок. Также см. Руководство ERG 170.

ПОЖАР, СВЯЗАННЫЙ С БАКАМИ ИЛИ АВТОМОБИЛЯМИ/ТРЕЙЛЕРАМИ: Тушите огонь с максимального расстояния или используйте беспилотные устройства основного потока или контрольные насадки.Не допускайте попадания воды внутрь контейнеров. Охладите контейнеры заливающим количеством воды до тех пор, пока огонь не погаснет. Немедленно отозвать в случае усиления звука от вентиляционных предохранительных устройств или обесцвечивания бака. ВСЕГДА держитесь подальше от танков, охваченных огнем. (ЭРГ, 2020)

Непожарный ответ

Выдержка из Руководства ERG 138 [Вещества, реагирующие с водой (выделяющие горючие газы)]:

УСТРАНИТЕ все источники воспламенения (не курить, факелы, искры или пламя) в непосредственной близости.Не прикасайтесь к рассыпанному материалу и не ходите по нему. Остановите утечку, если вы можете сделать это без риска. Используйте распыление воды, чтобы уменьшить количество паров или отклонить дрейф облаков паров. Избегайте попадания стекающей воды на разлитый материал. НЕ ПОПАДАЙТЕ ВОДУ на пролитое вещество или внутрь контейнеров.

НЕБОЛЬШОЙ РАЗЛИВ: Накрыть СУХОЙ землей, СУХИМ песком или другим негорючим материалом, а затем накрыть полиэтиленовой пленкой, чтобы свести к минимуму распространение или контакт с дождем. Дайка для последующей утилизации; не применяйте воду, если это не предписано.

РАЗЛИВ ПОРОШКА: Накройте разлив порошка пластиковой пленкой или брезентом, чтобы свести к минимуму растекание и сохранить порошок сухим.ЗАПРЕЩАЕТСЯ ЧИСТИТЬ ИЛИ УТИЛИЗИРОВАТЬ, КРОМЕ ПОД НАБЛЮДЕНИЕМ СПЕЦИАЛИСТА. (ЭРГ, 2020)

Защитная одежда

Выдержка из Руководства ERG 138 [Вещества, реагирующие с водой (выделяющие легковоспламеняющиеся газы)]:

Наденьте автономный дыхательный аппарат с избыточным давлением (SCBA). Носите одежду химической защиты, специально рекомендованную производителем, когда НЕТ РИСКА ПОЖАРА. Структурная защитная одежда пожарных обеспечивает тепловую защиту, но лишь ограниченную химическую защиту.(ЭРГ, 2020)

Ткани для костюмов DuPont Tychem®

Нет доступной информации.

Первая помощь

Выдержка из Руководства ERG 138 [Вещества, реагирующие с водой (выделяющие горючие газы)]:

Позвоните в службу 911 или в службу неотложной медицинской помощи. Убедитесь, что медицинский персонал знает о материале(ах) и принимает меры предосторожности для своей защиты. Переместите пострадавшего на свежий воздух, если это можно сделать безопасно. Сделайте искусственное дыхание, если пострадавший не дышит. Дайте кислород, если дыхание затруднено.Снять и изолировать загрязненную одежду и обувь. В случае контакта с веществом немедленно сотрите с кожи; промойте кожу или глаза проточной водой в течение не менее 20 минут. Держите пострадавшего в покое и тепле. (ЭРГ, 2020)

Физические свойства

Химическая формула: данные недоступны

Точка воспламенения: данные недоступны

Нижний предел взрываемости (НПВ): данные недоступны

Верхний предел взрываемости (ВПВ): данные недоступны

Температура самовоспламенения: данные недоступны

Точка плавления: данные недоступны

Давление паров: данные недоступны

Плотность пара (относительно воздуха): данные недоступны

Удельный вес: данные недоступны

Точка кипения: данные недоступны

Молекулярная масса: данные недоступны

Растворимость в воде: данные недоступны

Энергия/потенциал ионизации: данные недоступны

ИДЛХ: данные недоступны

AEGL (рекомендательные уровни острого воздействия)

Информация об AEGL отсутствует.

ERPG (Руководство по планированию реагирования на чрезвычайные ситуации)

Информация о ERPG отсутствует.

PAC (критерии защитных действий)

Информация о PAC отсутствует.

Нормативная информация

Поля нормативной информации включить информацию из Сводный список III Агентства по охране окружающей среды США списки, Химический завод Агентства кибербезопасности и безопасности инфраструктуры США антитеррористические стандарты, и У.S. Управление по охране труда Перечень стандартов по управлению безопасностью технологического процесса при работе с особо опасными химическими веществами (подробнее об этих источники данных).

Сводный перечень списков EPA

Отсутствует нормативная информация.

Антитеррористические стандарты химических предприятий CISA (CFATS)

Отсутствует нормативная информация.

Список стандартов управления безопасностью процессов (PSM) OSHA

Отсутствует нормативная информация.

Альтернативные химические названия

В этом разделе представлен список альтернативных названий этого химического вещества, включая торговые названия и синонимы.

  • ДИСПЕРСИЯ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

щелочноземельный_металл

Щелочноземельные металлы представляют собой серию элементов, составляющих группу 2 (стиль IUPAC) периодической таблицы: бериллий ( Be ), магний ( Mg ), кальций ( Ca ), стронций ( Sr ), барий ( Ba ) и радий ( Ra ). Щелочноземельные металлы представляют собой хороший пример групповых тенденций свойств в периодической таблице с хорошо охарактеризованным гомологичным поведением вниз по группе.

Дополнительные рекомендуемые знания

Щелочноземельные металлы — это серебристые, мягкие металлы с низкой плотностью, которые легко реагируют с галогенами с образованием ионных солей и с водой, хотя и не так быстро, как щелочные металлы, с образованием сильнощелочных (основных) гидроксидов. Например, там, где натрий и калий реагируют с водой при комнатной температуре, магний реагирует только с паром, а кальций — с горячей водой:

Mg + 2 H 2 O → Mg(OH) 2 + H 2

Бериллий является исключением: он не реагирует с водой или паром, а его галогениды ковалентны.

Все щелочноземельные металлы имеют два электрона на внешней оболочке, поэтому энергетически предпочтительным состоянием достижения заполненной электронной оболочки является потеря двух электронов с образованием двухзарядных положительных ионов.

Щелочноземельные металлы названы в честь их оксидов, щелочноземельных металлов , устаревшими названиями которых были бериллий, магнезия, известь, стронций и барит. Эти оксиды являются основными (щелочными) в сочетании с водой. «Земля» — это старый термин, применявшийся ранними химиками к неметаллическим веществам, нерастворимым в воде и устойчивым к нагреванию — свойства, общие для этих оксидов.Осознание того, что эти земли были не элементами, а соединениями, приписывают химику Антуану Лавуазье. В своем Traité Élémentaire de Chimie ( Elements of Chemistry ) 1789 года он назвал их солеобразующими земными элементами. Позже он предположил, что щелочноземельные металлы могут быть оксидами металлов, но признал, что это всего лишь предположение. В 1808 г., следуя идее Лавуазье, Гемфри Дэви первым получил образцы металлов путем электролиза их расплавленных земель.

Биологические явления

  • Низкая растворимость бериллия в воде означает, что он редко доступен для биологических систем — его роль в живых организмах неизвестна, а при встрече с ними он обычно высокотоксичен.
  • Магний и кальций присутствуют повсеместно и необходимы всем известным живым организмам. Они задействованы в более чем одной роли, например, ионные насосы Mg/Ca играют роль в некоторых клеточных процессах, таких как современные батареи, магний действует как активный центр в некоторых ферментах, а соли кальция играют структурную роль (напр.грамм. кости).
  • Стронций и барий менее доступны в биосфере. Как правило, они не играют естественной роли в биологических системах (возможно, единственным задокументированным примером является примитивный морской организм Acantharea , который использует сульфат стронция для построения своего экзоскелета). Эти элементы имеют некоторые применения в медицине, например, «бариевая мука» в рентгенографии, в то время как соединения стронция используются в некоторых зубных пастах.
  • Радий малодоступен и очень радиоактивен, что делает его токсичным для жизни.

Каталожные номера

  • Группа 2 — Щелочноземельные металлы, Королевское химическое общество.
  • Щелочные металлы группы 1 и щелочноземельные металлы группы 2, Химическая клиника Дока Брауна.
  • Учебное пособие: Металлы группы 2 Учебное пособие для подростков
  • Магуайр, Майкл Э. «Щелочноземельные металлы». Химия: основы и приложения . Эд. Дж. Дж. Лаговски. Том. 1. Нью-Йорк: Macmillan Reference USA, 2004. 33–34. 4 тт. Виртуальная справочная библиотека Гейла.Томсон Гейл.
Объяснение приведенного выше фрагмента таблицы Менделеева:
Щелочноземельные металлы Атомные номера, выделенные черным цветом, указывают на твердые вещества Сплошные границы указывают на первичные элементы (старше Земли) Штриховые границы обозначают естественные радиоактивные элементы без изотопов старше Земли

Реакционная способность щелочноземельных металлов

Может быть сложно найти безопасную лабораторную деятельность, которая демонстрирует периодичность общих периодических свойств.В этот Международный год Периодической таблицы попробуйте использовать датчик электропроводности, такой как наш универсальный датчик проводимости Go Direct, чтобы помочь учащимся визуализировать данные.

Для проведения эксперимента учащиеся выполняют следующую простую процедуру:

  1. Поместите 5 мл дистиллированной воды в четыре пробирки в штатив для пробирок.
  2. Добавить 10 капель 0,1 М растворов Mg(NO 3 ) 2 , Ca(NO 3 ) 2 , Sr(NO 3 ) 2 9 NO 3 и Ba 2 на каждую пробирку.
  3. Добавьте по 10 капель 0,1 М К 2 SO 4 в каждую пробирку и наблюдайте за реакцией.
  4. Используйте датчик проводимости для измерения проводимости жидкости в каждой пробирке. Важно : Тщательно промойте датчик дистиллированной водой между пробирками.

После сбора данных попросите учащихся обсудить взаимосвязь между количеством осадка, который они наблюдают в каждой пробирке после реакции, проводимостью раствора и положением каждого щелочноземельного металла в периодической таблице.В качестве подсказок для обсуждения можно использовать следующие вопросы:

  • Какова относительная реакционная способность нитратов щелочноземельных металлов?
  • Почему вы использовали азотнокислые соли щелочноземельных металлов вместо чистых элементов?
  • Как, по вашему мнению, щелочноземельные элементы будут реагировать с водой?
  • Как, по-вашему, щелочные металлы будут реагировать с водой?
  • Сработает ли этот же эксперимент с азотнокислыми солями щелочных металлов?

Хорошим продолжением будет спросить своих учеников, существуют ли другие соли, помимо K 2 SO 4 , которые давали бы аналогичные результаты при взаимодействии с ионами щелочноземельных металлов.

Вопросы? Свяжитесь с нами по телефону 888-837-6437 или по электронной почте [email protected]

Группа 2: Щелочноземельные металлы

Корпускуляризм

Корпускуляризм был теорией, предложенной Декартом, согласно которой вся материя состоит из мельчайших частиц.

Рене Декарт

Рене Декарт был известным математиком и философом 16-го века, который выдвинул теорию корпускуляризма об атоме.

Полупроводники

Полупроводники — это термин для описания металлоидов, которые способны проводить ток при подаче электрической энергии за счет движения электронов, но измерения проводимости не такие высокие, как у металлов, из-за меньшего количества электронов, несущих заряд или менее упорядоченная структура.

Ионное соединение

Ионное соединение — это связь, которая образуется между металлами и неметаллами с образованием большой ионной решетки

Ядерный синтез

Ядерный синтез — это процесс, который происходит в.солнце. Атомы водорода под воздействием большого количества тепла и давления вынуждены объединяться, образуя более крупный атом гелия

Принцип неопределенности

Принцип неопределенности Гейзенберга используется для описания взаимосвязи между импульсом и положением электрона. Где, если точное положение электрона известно, импульс будет неопределенным.

Гейзенберг

Вернер Гейзенберг был немецким физиком, пионером в области квантовой механики. Он разработал принцип неопределенности относительно импульса и положения электрона.

Лепестки

Лепестки относятся к форме электронных волн и области с наибольшей вероятностью, где этот электрон как частица может быть найден.

Принцип исключения Паули

Исключение Паули относится к теории, согласно которой каждый электрон может иметь только уникальный набор из 4 квантовых чисел, и никакие два электрона не могут иметь одинаковые квантовые числа

Квантовые числа

Квантовые числа — это используемый термин описать присвоение чисел электронам как математическую функцию для описания их импульса и энергии.

Модель Бора

Модель Бора относится к трактовке электронов как частиц, вращающихся вокруг ядра.

Квантовая механика

Термин квантовая механика относится к уровням энергии и теоретической области физики и химии, где математика используется для объяснения поведения субатомных частиц.

Впадина

Впадина – это самая нижняя точка поперечной волны.

Пик

Пик — это самая высокая точка поперечной волны.

Колебательные моды

Колебательные моды — это термин, используемый для описания постоянного движения в молекуле. Обычно это вибрации, вращения и перемещения.

Erwin Schrodinger

Эрвин Шредингер был австрийским физиком, который использовал математические модели для усовершенствования модели Бора об электроне и создал уравнение для предсказания вероятности нахождения электрона в заданном положении.

Щелочной металл

Щелочные металлы, находящиеся в группе 1 периодической таблицы (ранее известной как группа IA), настолько реакционноспособны, что обычно встречаются в природе в сочетании с другими элементами.Щелочные металлы — это блестящие, мягкие, высокореактивные металлы при стандартной температуре и давлении.

Щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы являются второй по реакционной способности группой элементов в периодической таблице. Они находятся в группе 2 периодической таблицы (формально известной как группа IIA).

Неизвестные элементы

Неизвестные элементы (или трансактиниды) являются самыми тяжелыми элементами периодической таблицы. Это мейтнерий (Mt, атомный номер 109), дармштадтий (Ds, атомный номер 110), рентгений (Rg, атомный номер 111), нихоний (Nh, атомный номер 113), московий (Mc, атомный номер 115), ливерморий (Lv , атомный номер 116) и теннессин (Ts, атомный номер 117).

Постпереходный металл

Постпереходные металлы находятся между переходными металлами (слева) и металлоидами (справа). К ним относятся алюминий (Al), галлий (Ga), индий (In), таллий (Tl), олово (Sn), свинец (Pb) и висмут (Bi).

Oganesson

Oganesson (Og) — радиоактивный элемент с атомным номером 118 в периодической таблице, его внешний вид полностью неизвестен из-за мизерных количеств, которые он производит. Он находится в группе 18.Он имеет символ Ог.

Tennessine

Tennessine (Ts) — радиоактивный элемент с атомным номером 117 в периодической таблице, его внешний вид полностью неизвестен из-за мизерных количеств, которые он производит. Он находится в группе 17. Он имеет символ Ts.

Ливерморий

Ливерморий (Lv) — радиоактивный элемент с атомным номером 116 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за мизерных количеств, которые он производит. Он находится в группе 16.Он имеет символ Lv.

Московий

Московий (Mc) — радиоактивный металл с атомным номером 115 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Он находится в группе 15. Он имеет символ Mc.

Флеровий

Флеровий (Fl) — радиоактивный металл с атомным номером 114 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за мизерных количеств его производства. Он находится в группе 14. Он имеет символ Fl.

Нихоний

Нигоний (Nh) — радиоактивный металл с атомным номером 112 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Он находится в группе 13. Он имеет символ Nh.

Copernicium

Copernicium (Cr) — радиоактивный металл с атомным номером 112 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Это переходный металл группы 11. Он имеет символ Rg.

Рентгений

Рентгений (Rg) — радиоактивный металл с атомным номером 111 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Это переходный металл группы 11. Он имеет символ Rg.

Darmstadtium

Darmstadtium (Ds) — радиоактивный металл с атомным номером 110 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Это переходный металл группы 10.Он имеет обозначение Ds

Мейтнерий

Мейтнерий (Mt) — радиоактивный металл с атомным номером 109 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Это переходный металл группы 9. Он имеет символ Mt

Хассий

Хассий (Hs) — радиоактивный металл с атомным номером 108 в периодической таблице, его внешний вид полностью неизвестен из-за ничтожных количеств. производится из него. Это переходный металл группы 8.Он имеет символ Hs.

Борий

Борий (Bh) — радиоактивный металл с атомным номером 107 в периодической таблице, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Это переходный металл группы 7. Он имеет символ Bh.

Сиборгий

Сиборгий (Sg) — радиоактивный металл с атомным номером 106 в периодической таблице, его внешний вид полностью неизвестен из-за мизерных количеств его производства. Это переходный металл группы 6.Он имеет обозначение Sg.

Дубний

Дубний (Db) — радиоактивный металл с атомным номером 105 в периодической таблице, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Это переходный металл группы 5. Он имеет символ Db.

Резерфордий

Резерфордий (Rf) — радиоактивный металл с атомным номером 104 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Это переходный металл группы 4.Он имеет обозначение Rf.

Lawrencium

Lawrencium (Lr) — серебристо-белый радиоактивный металл с атомным номером 103 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Lr.

Нобелий

Нобелий (No) — радиоактивный металл с атомным номером 102 в периодической таблице, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства. Это актиноидный металл с символом №

Менделевий

Менделевий (Md) — радиоактивный металл с атомным номером 101 в таблице Менделеева, его внешний вид полностью неизвестен из-за незначительных количеств его производства.Это актиноидный металл с символом Md.

Фермий

Фермий (Fm) — серебристо-белый радиоактивный металл с атомным номером 100 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Fm.

Эйнштейний

Эйнштейний (Es) — серебристо-белый радиоактивный металл с атомным номером 99 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Es.

Калифорний

Калифорний (Cf) — серебристо-белый радиоактивный металл с атомным номером 98 в периодической таблице.Это актиноидный металл с символом Cf.

Берклий

Берклий (Bk) — серебристый радиоактивный металл, имеющий атомный номер 97 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Bk.

Кюрий

Кюрий (Cm) — серебристо-белый радиоактивный металл с атомным номером 96 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Cm.

Америций

Америций (Am) представляет собой радиоактивный металл серебристого цвета, имеющий атомный номер 95 в периодической таблице.Это актиноидный металл с символом Am.

Плутоний

Плутоний (Pu) представляет собой серебристый радиоактивный металл с атомным номером 94 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Pu.

Нептуний

Нептуний (Np) представляет собой серебристый радиоактивный металл с атомным номером 93 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Np.

Протактиний

Протактиний (Pa) представляет собой блестящий радиоактивный металл серебристого цвета, имеющий атомный номер 91 в периодической таблице.Это актиноидный металл с символом Pa.

Торий

Торий (Th) — серебристо-белый радиоактивный металл с атомным номером 90 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Th.

Актиний

Актиний (Ac) представляет собой серебристый радиоактивный металл с атомным номером 89 в периодической таблице. Это актиноидный металл с символом Ac.

Радий

Радий (Ra) — металл серебристо-белого цвета, имеющий атомный номер 88 в периодической таблице.Это щелочноземельный металл с символом Ra, расположенный во 2-й группе периодической таблицы.

Франций

Франций (Fr) считается металлом серого цвета, имеющим атомный номер 87 в периодической таблице. Это щелочной металл с символом Fr, расположенный в группе 1 периодической таблицы.

Радон

Радон (Rn) представляет собой бесцветный радиоактивный газ без запаха, неметалл, который имеет атомный номер 86 ​​в периодической таблице в группе 18. Он имеет символ Rn.

Астатин

Астатин (At) — радиоактивный неметалл с атомным номером 85 в периодической таблице в группе 17. Он имеет символ At.

Полоний

Полоний (Po) представляет собой серебристо-серый металл с атомным номером 84 в периодической таблице в 16-й группе. Он имеет символ Po.

Висмут

Висмут (Bi) — твердый стальной серый металл с атомным номером 83 в периодической таблице в группе 15. Он имеет символ Bi.

Свинец

Свинец (Pb) — мягкий серый металл, имеющий атомный номер 82 в периодической таблице в 14-й группе.Он имеет символ Pb.

Таллий

Таллий (Tl) представляет собой мягкий серый металл, имеющий атомный номер 81 в периодической таблице в 13-й группе. Он имеет символ Tl.

Ртуть

Ртуть (Hg) представляет собой жидкий металл серебристого цвета, имеющий атомный номер 80 в периодической таблице. Это переходный металл группы 12. Он имеет символ Hg.

Золото

Золото (Au) — мягкий металл золотистого цвета, имеющий атомный номер 79 в периодической таблице. Это переходный металл группы 11.Он имеет символ Au.

Платина

Платина (Pt) — тяжелый белый металл с атомным номером 78 в периодической таблице. Это переходный металл группы 10. Он имеет символ Pt.

Иридий

Иридий (Ir) — тяжелый белый металл с атомным номером 77 в периодической таблице. Это переходный металл группы 9. Он имеет символ Ir.

Осмий

Осмий (Os) представляет собой твердый мелкий черный порошок или бело-голубой металл с атомным номером 76 в периодической таблице.Это переходный металл группы 8. Он имеет символ Os.

Рений

Рений (Re) — металл серебристо-белого цвета, имеющий атомный номер 75 в периодической таблице. Это переходный металл группы 7. Он имеет символ Re.

Вольфрам

Вольфрам (W) — металл серо-стального цвета, имеющий атомный номер 74 в периодической таблице. Это переходный металл группы 6. Он имеет символ W.

Тантал

Тантал (Ta) представляет собой металл серого цвета с атомным номером 73 в периодической таблице.Это переходный металл группы 5. Он имеет символ Та.

Гафний

Гафний (Hf) — металл серебристого цвета с атомным номером 72 в периодической таблице. Это переходный металл группы 4. Он имеет символ Hf.

Лютеций

Лютеций (Lu) — металл серебристо-белого цвета, имеющий атомный номер 71 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет символ Лу.

Иттербий

Иттербий (Yb) представляет собой металл серебристого цвета с атомным номером 70 в периодической таблице.Это лантаноидный металл. Он имеет символ Yb.

Тулий

Тулий (Tm) представляет собой металл серебристого цвета с атомным номером 69 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет обозначение Tm.

Эрбий

Эрбий (Er) — металл серебристого цвета, имеющий атомный номер 68 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет символ Er.

Гольмий

Гольмий (Но) — металл серебристого цвета с атомным номером 67 в периодической таблице.Это лантаноидный металл. Он имеет символ Хо.

Диспрозий

Диспрозий (Dy) представляет собой металл серебристого цвета с атомным номером 66 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет символ Dy.

Тербий

Тербий (Tb) представляет собой металл серебристо-серого цвета, имеющий атомный номер 65 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет символ Tb.

Гадолиний

Гадолиний (Gd) — металл серебристо-белого цвета, имеющий атомный номер 64 в периодической таблице.Это лантаноидный металл. Он имеет символ Gd.

Европий

Европий (Eu) представляет собой металл серебристо-белого цвета, имеющий атомный номер 63 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет символ Eu.

Самарий

Самарий (Sm) представляет собой металл серебристого цвета с атомным номером 62 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет символ Sm.

Прометий

Прометий (Pm) — редкий металл с атомным номером 61 в периодической таблице.Это лантаноидный металл. Он имеет символ Pm.

Неодим

Неодим (Nd) представляет собой серебристо-белый металл с атомным номером 60 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет символ Nd.

Празеодим

Празеодим (Pr) представляет собой серебристо-белый металл с атомным номером 59 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет обозначение Pr.

Церий

Церий (Ce) представляет собой металл серо-железного цвета, имеющий атомный номер 58 в периодической таблице.Это лантаноидный металл. Он имеет символ Ce.

Лантан

Лантан (La) — мягкий серебристо-белый металл с атомным номером 57 в периодической таблице. Это лантаноидный металл. Он имеет символ La.

Барий

Барий (Ba) — мягкий серебристо-белый металл с атомным номером 56 в периодической таблице. Это щелочноземельный металл, расположенный во 2-й группе периодической таблицы. он имеет символ Ba.

Цезий

Цезий (Cs) — мягкий металл серого цвета, имеющий атомный номер 55 в периодической таблице.Это щелочной металл и находится в группе 1 периодической таблицы. он имеет символ Cs.

Ксенон

Ксенон (Xe) существует в виде бесцветного газа без запаха и химически инертен. Он имеет атомный номер 54 в периодической таблице и принадлежит к группе 18, Благородные газы. Это неметалл с символом Xe.

Йод

Йод (I) представляет собой пурпурно-серый твердый неметалл. Он имеет атомный номер 53 в периодической таблице. Он расположен в группе 17, галогены. Имеет символ И.

Теллур

Теллур (Te) представляет собой серебристо-белый полуметалл с атомным номером 52 в периодической таблице. Он расположен в 16 группе периодической таблицы. Он имеет символ Те.

Сурьма

Сурьма (Sb) представляет собой твердый хрупкий серебристо-белый полуметалл с атомным номером 51 в периодической таблице. Он расположен в 15 группе периодической таблицы. Он имеет символ Sb.

Олово

Олово (Sn) — серебристо-белый металл с атомным номером 50 в периодической таблице.Он расположен в 14 группе периодической таблицы. Он имеет обозначение Sn.

Индий

Индий (In) — серебристо-белый металл с атомным номером 49 в периодической таблице. Он расположен в 13 группе периодической таблицы. Он имеет символ В.

Кадмий

Кадмий (Cd) — бело-голубой металл с атомным номером 48 в периодической таблице. Это переходный металл, расположенный в 12-й группе периодической таблицы. Он имеет обозначение Cd.

Серебро

Серебро (Ag) — металл серебра, имеющий атомный номер 47 в периодической таблице.Это переходный металл, расположенный в 11-й группе периодической таблицы. Он имеет символ Ag.

Палладий

Палладий (Pd) — серебристо-белый металл с атомным номером 46 в периодической таблице. Это переходный металл, расположенный в 10-й группе периодической таблицы. Он имеет обозначение Pd.

Родий

Родий (Rh) представляет собой хрупкий серебристо-белый металл с атомным номером 45 в периодической таблице. Это переходный металл, расположенный в 9-й группе периодической таблицы.Он имеет обозначение Rh.

Рутений

Рутений (Ru) представляет собой хрупкий металл серебристо-серого цвета с атомным номером 44 в периодической таблице. Это переходный металл, расположенный в 8-й группе периодической таблицы. Имеет обозначение Ru.

Технеций

Технеций (Tc) представляет собой серебристо-серый металл с атомным номером 43 в периодической таблице. Это переходный металл, расположенный в 7-й группе периодической таблицы. Он имеет символ Tc.

Молибден

Молибден (Mo) представляет собой серебристо-белый металл с атомным номером 42 в периодической таблице.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.