ЛУЖНОЗЕМЕЛЬНІ МЕТАЛИ: ВЛАСТИВОСТІ, РЕАКЦІЇ, ЗАСТОСУВАННЯ - ХІМІЯ - 2025

В лужно - земельні метали , є ті , які складають групу 2 з таблиці Менделєєва, і вказані в колонці в пурпуровому зображенні нижче. Зверху вниз це берилій, магній, кальцій, стронцій, барій та радій. Відмінний мнемонічний метод запам'ятати їх імена - це через вимову містера Бекембара.

Розбиваючи листи містера Бекембара, ви вважаєте, що "Sr" - це стронцій. "Be" - хімічний символ для берилію, "Ca" - символ кальцію, "Mg" - це магній, а "Ba" і "Ra" відповідають барію і радію металів, останні є елементом природи. радіоактивний.

Термін "лужний" відноситься до того, що це метали, здатні утворювати дуже основні оксиди; а з іншого боку, "земний" відноситься до суходолу, назва якого дано через низьку розчинність у воді. Ці метали в чистому стані мають подібні сріблясті забарвлення, вкриті шарами сіруватого або чорного кольору.

Хімія лужноземельних металів дуже багата: від їх структурної участі у багатьох неорганічних сполуках до так званих органометалічних сполук; Це ті, що взаємодіють ковалентними або координаційними зв’язками з органічними молекулами.

Хімічні властивості

Фізично вони твердіші, щільніші і стійкі до температур, ніж лужні метали (ті, що належать до групи 1). Ця різниця знаходиться в їх атомах, або в тому, що те саме, в їх електронних структурах.

Оскільки вони належать до однієї групи в періодичній таблиці, всі їхні супутники виявляють хімічні властивості, що ідентифікують їх як такі.

Чому? Оскільки їх валентна електронна конфігурація становить ns ² , це означає, що вони мають два електрони для взаємодії з іншими хімічними видами.

Іонний характер

Через свою металеву природу вони, як правило, втрачають електрони, утворюючи двовалентні катіони: Be ²⁺ , Mg ²⁺ , Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , Ba ²⁺ і Ra ²⁺ .

Так само, як розмір нейтральних атомів змінюється в міру спуску через групу, його катіони також збільшуються, знижуючись від Be ²⁺ до Ra ²⁺ .

Внаслідок їх електростатичних взаємодій ці метали утворюють солі з найбільш електронегативними елементами. Ця висока тенденція до утворення катіонів є ще однією хімічною якістю лужноземельних металів: вони дуже електропозитивні.

Великі атоми реагують легше, ніж маленькі; Іншими словами, Ра є найбільш реакційноздатним металом і бути найменш реактивним. Це добуток менш привабливої ​​сили, яку ядро ​​справляє на все більш віддалених електронах, тепер з більшою ймовірністю "втекти" до інших атомів.

Однак не всі сполуки мають іонну природу. Наприклад, берилій дуже малий і має високу щільність заряду, яка поляризує електронну хмару сусіднього атома, утворюючи ковалентний зв’язок.

Який наслідок це призводить? Ці берилієві сполуки є переважно ковалентними та неіонними, на відміну від інших, навіть якщо це катіон Be ²⁺ .

Металеві ланки

Маючи два валентних електрона, вони можуть утворювати в своїх кристалах більш заряджені «електронні моря», які інтегруються та групують атоми металів ближче на відміну від лужних металів.

Однак ці металеві зв’язки недостатньо міцні, щоб надати їм видатні характеристики твердості, вони фактично м'які.

Крім того, вони слабкі порівняно з перехідними металами, що відображаються на їх нижчих температурах плавлення та кипіння.

Реакції

Лужноземельні метали дуже реакційноздатні, тому вони не існують у природі в чистому стані, а швидше пов'язані з різними сполуками або мінералами. Реакції, що стоять за цими утвореннями, можна загалом узагальнити для всіх членів цієї групи

Реакція з водою

Вони реагують з водою (за винятком берилію, завдяки «в'язкості», що пропонує пару електронів), утворюючи корозійні гідроксиди та газ водню.

M (s) + 2H ₂ O (l) => M (OH) ₂ (aq) + H ₂ (g)

Гідроксиди магнію-Mg (OH) ₂ - та берилі -Be (OH) ₂ - погано розчиняються у воді; крім того, другий з них є не дуже базовим, оскільки взаємодії мають ковалентний характер.

Реакція з киснем

Вони спалюються при контакті з киснем у повітрі з утворенням відповідних оксидів чи пероксидів. Барій, другий за величиною атом металів, утворює пероксид (BaO ₂ ), який є більш стійким, оскільки іонні радіуси Ba ²⁺ і O ₂ ^2- схожі, зміцнюючи кристалічну структуру.

Реакція така:

2M (s) + O ₂ (g) => 2MO (s)

Тому оксидами є: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO і RaO.

Реакція з галогенами

Це відповідає, коли вони реагують у кислому середовищі з галогенами з утворенням неорганічних галогенідів. Це загальна хімічна формула MX ₂ , і серед них є: CaF ₂ , BeCl ₂ , SrCl ₂ , BaI ₂ , RaI ₂ , CaBr ₂ тощо.

Програми

Берилій

Враховуючи свою інертну реакційну здатність, берилій є металом з високою стійкістю до корозії, і додається в невеликих пропорціях до міді або нікелю, він утворює сплави, що мають механічні та теплові властивості, цікаві для різних галузей промисловості.

Серед них такі, що працюють з летючими розчинниками, в яких інструменти не повинні створювати іскри через механічні удари. Так само його сплави знаходять застосування у виробництві ракет та матеріалів для літаків.

Магній

На відміну від берилію, магній сприятливіший для навколишнього середовища і є важливою частиною рослин. З цієї причини це має високе біологічне значення і у фармацевтичній промисловості. Наприклад, молочна магнезія є засобом від печії і складається з розчину Mg (OH) ₂ .

Він також має промислове застосування, наприклад, при зварюванні алюмінієвих і цинкових сплавів або у виробництві сталей і титану.

Кальцій

Одне з основних напрямків його використання - CaO, який реагує на алюмосилікати та силікати кальцію, щоб надати цементу та бетону бажані властивості для будівництва. Так само це основний матеріал у виробництві сталі, скла та паперу.

З іншого боку, CaCO ₃ бере участь у процесі Solvay для отримання Na ₂ CO ₃ . Зі свого боку, CaF ₂ знаходить застосування у виробництві клітин для спектрофотометричних вимірювань.

Інші сполуки кальцію використовуються у виробництві продуктів харчування, засобів особистої гігієни чи косметики.

Стронцій

При горінні стронцій спалахує інтенсивним червоним світлом, яке використовується в піротехніці та для виготовлення бенгальських вогнів.

Барій

Барієві сполуки поглинають рентгенівські промені, тому BaSO _4, який також є нерозчинним і не дозволяє токсичному Ba ^{2+ не} скидатися в організмі - використовується для аналізу та діагностики змін в процесах травлення.

Радіо

Радію застосовували при лікуванні раку через його радіоактивність. Деякі його солі використовувались для фарбування годинників, і ця програма згодом була заборонена через ризики для тих, хто їх носив.

Список літератури

1. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (7 червня 2018 р.). Лужноземельні метали: властивості груп елементів. Отримано 7 червня 2018 року з: thinkco.com
2. Менцер, AP (14 травня 2018 р.). Використання лужноземельних металів. Наукові роботи. Отримано 7 червня 2018 року з: sciaching.com
3. Для чого використовують лужноземельний метал? (29 жовтня 2009 р.). eNotes. Отримано 7 червня 2018 року з: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Лужноземельні метали. Отримано 7 червня 2018 року з: scienceclarified.com
5. Вікіпедія. (2018). Лужноземельний метал. Отримано 7 червня 2018 року з: en.wikipedia.org
6. Хімія LibreTexts. (2018). Лужноземельні метали (група 2). Отримано 7 червня 2018 року з: chem.libretexts.org
7. Хімічні елементи. (2009 р., 11 серпня). Берилій (Be). . Отримано 7 червня 2018 року з: commons.wikimedia.org
8. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. В Елементи групи 2. (Четверте видання.). Mc Graw Hill.