Berüllium ja magneesium kuuluvad rühma. Magneesium ja kaltsium

Leelismuldmetallid on elemendid, mis kuuluvad perioodilisuse tabeli teise rühma. Nende hulka kuuluvad sellised ained nagu kaltsium, magneesium, baarium, berüllium, strontsium ja raadium. Selle rühma nimi näitab, et nad annavad vees leeliselise reaktsiooni.

Leelis- ja leelismuldmetallid või õigemini nende soolad on looduses laialt levinud. Neid esindavad mineraalid. Erandiks on raadium, mida peetakse üsna haruldaseks elemendiks.

Kõigil ülaltoodud metallidel on mõned ühised omadused, mis võimaldasid neid ühendada üheks rühmaks.

Leelismuldmetallid ja nende füüsikalised omadused

Peaaegu kõik need elemendid on hallikas tahked ained (vähemalt tavatingimustes ja muide, füüsikalised omadused on veidi erinevad - kuigi need ained on üsna püsivad, on need kergesti mõjutatavad.

Huvitav on see, et tabelis oleva seerianumbriga suureneb ka selline metalli näitaja nagu tihedus. Näiteks selles rühmas on madalaima näitajaga kaltsium, samas kui raadiumi tihedus sarnaneb rauaga.

Leelismuldmetallid: keemilised omadused

Alustuseks tasub märkida, et keemiline aktiivsus suureneb vastavalt perioodilisuse tabeli seerianumbrile. Näiteks berüllium on üsna stabiilne element. See reageerib hapniku ja halogeenidega ainult tugeval kuumutamisel. Sama kehtib ka magneesiumi kohta. Kuid kaltsium võib aeglaselt oksüdeeruda isegi toatemperatuuril. Ülejäänud kolm rühma esindajat (raadium, baarium ja strontsium) reageerivad õhuhapnikuga kiiresti juba toatemperatuuril. Seetõttu säilitatakse need elemendid, kattes need petrooleumikihiga.

Nende metallide oksiidide ja hüdroksiidide aktiivsus suureneb sama skeemi järgi. Näiteks berülliumhüdroksiid ei lahustu vees ja seda peetakse amfoteerseks aineks, kuid seda peetakse üsna tugevaks leeliseks.

Leelismuldmetallid ja nende lühiomadused

Berüllium on vastupidav, helehall metall, mis on väga mürgine. Selle elemendi avastas esmakordselt 1798. aastal keemik Vauquelin. Looduses leidub mitmeid berülliummineraale, millest tuntuimad on järgmised: berüül, fenatsiit, danaliit ja krüsoberüül. Muide, mõned berülliumi isotoobid on väga radioaktiivsed.

Huvitav on see, et mõned berülli vormid on väärtuslikud vääriskivid. Nende hulka kuuluvad smaragd, akvamariin ja heliodor.

Berülliumi kasutatakse mõningate sulamite valmistamiseks.Seda elementi kasutatakse neutronite modereerimiseks.

Kaltsium on üks kuulsamaid leelismuldmetalle. Puhtal kujul on see hõbedase varjundiga pehme valge aine. Puhas kaltsium eraldati esmakordselt 1808. aastal. Looduses esineb see element mineraalide, nagu marmor, lubjakivi ja kips, kujul. Kaltsiumi kasutatakse laialdaselt kaasaegsetes tehnoloogiates. Seda kasutatakse keemilise kütuseallikana ja ka tulekindla materjalina. Pole saladus, et kaltsiumiühendeid kasutatakse ehitusmaterjalide ja ravimite tootmisel.

Seda elementi leidub ka igas elusorganismis. Põhimõtteliselt vastutab see mootorisüsteemi töö eest.

Magneesium on kerge ja üsna tempermalmist iseloomuliku hallika värvusega metall. See eraldati puhtal kujul 1808. aastal, kuid selle soolad said tuntuks palju varem. Magneesiumi leidub mineraalides nagu magnesiit, dolomiit, karnalliit ja kieseriit. Muide, magneesiumisool pakub tohutul hulgal selle aine ühendeid, mida võib leida mereveest.

II A rühma elementide omadused.

Omadused	4 Be	12 mg	20Ca	38Sr	56Ba	88Ra
Aatommass	9,012	24,305	40,80	87,62	137,34	226,025
Elektrooniline konfiguratsioon*
	0,113	0,160	0,190	0,213	0,225	0,235
	0,034	0,078	0,106	0,127	0,133	0,144
Ionisatsioonienergia	9,32	7,644	6,111	5,692	5,21	5,28
Suhteline elektro- negatiivsus	1,5	1,2	1,0	1,0	0,9	0,9
Võimalikud oksüdatsiooniastmed
clarke, at.% (levitatud kummalisus looduses)	1*10 -3	1,4	1,5	8*10 -3	5*10 -3	8*10 -12
Koondamisseisund (Noh.).	KINDEL ASJAD
Värv	hall- terasest	hõbe- rishy	S E R E B R I S T O - VALGE
	1283	649,5	850	770	710	700
	2970	1120	1487	1367	1637	1140
Tihedus	1,86	1,741	1,540	2,67	3,67
Elektroodi standardpotentsiaal	1,73	2,34	2,83	2,87	2,92

*Antud on vastavate elementide aatomite väliselektrooniliste tasemete konfiguratsioonid. Ülejäänud elektrooniliste tasemete konfiguratsioonid langevad kokku eelmise perioodi lõpetavate väärisgaaside omadega ja on näidatud sulgudes.

Nagu tabelis toodud andmetest järeldub, on rühma IIA elementidel madalad (kuid siiski mitte kõige madalamad: võrrelda rühmaga IA) ionisatsioonienergia ja suhtelise elektronegatiivsuse väärtused ning need väärtused vähenevad Be-lt Ba-le, mis võimaldab järeldada, et need elemendid on tüüpilised redutseerivad metallid ja Ba on aktiivsem kui Be.

Ole - näitab, nagu alumiinium, amfoteersed omadused. Kuid Be metallilised omadused on siiski rohkem väljendunud kui mittemetallilised. Berüllium reageerib erinevalt teistest IIA rühma elementidest leelistega.

Keemilised sidemed Be-ühendites on peamiselt kovalentsed, samas kui kõigi teiste elementide (Mg - Ra) ühendites on sidemed ioonsed. Samal ajal, nagu IA rühma elementidega, on sidemed halogeenide ja hapnikuga väga tugevad ning vesiniku, süsiniku, lämmastiku, fosfori ja väävliga on need kergesti hüdrolüüsitavad.

Füüsikalised omadused. Need on hõbevalged metallid, suhteliselt kerged, pehmed (välja arvatud berüllium), plastilised, sulavad (kõik peale berülliumi) ning hea elektri- ja soojusjuhtivusega.

Praktiline kasutamine. Be kasutatakse tuumatehnoloogias neutronite moderaatori ja absorbeerijana. Berülliumi sulamid vasega - pronks - on väga vastupidavad ja nikliga - neil on kõrge keemiline vastupidavus, mistõttu neid kasutatakse kirurgias.

Mg, Ca - kasutatakse metallotermias heade redutseerijatena.

Ca, Sr, Ba - reageerivad üsna kergesti gaasidega ja neid kasutatakse vaakumtehnoloogias getteritena (õhust absorbeerijatena).

Kviitung. Kuna leelismuldmetallid on keemiliselt väga aktiivsed, ei esine neid looduses vabas olekus, vaid need saadakse halogeniidsulamite elektrolüüsil või metallotermias. Looduses on leelismuldmetallid osa järgmistest mineraalidest: - berüül; - päevakivi; - biskofiit – kasutatakse meditsiinis ja magneesiumi saamiseks elektrolüüsi teel. Berülliumi saamiseks metallurgias kasutatakse fluoroberülaate: .

Keemilised omadused. Leelismuldmetallid reageerivad kergesti hapniku, halogeenide, mittemetallide, vee ja hapetega, eriti kuumutamisel:

See reaktsioon toimub eriti kergesti kaltsiumi ja baariumi puhul, mistõttu neid säilitatakse eritingimustes.

Baariumpersulfiid BaS on fosfor.

Atsetüleniidide hüdrolüüsil tekib atsetüleen:

Lihtainete otsesel interaktsioonil ei olnud võimalik saada Be ja Mg ühendeid vesinikuga: reaktsiooni pole kusjuures see läheb üsna lihtsalt. Saadud hüdriidid on tugevad redutseerivad ained. passiivsus, reaktsioon puudub

Leelismuldmetallide oksiidid. Leelismuldmetallide oksiide kasutatakse ehituses laialdaselt. Neid saadakse soolade lagunemisel: - CaO - kustutamata lubi.

Oksiidide seerias BeO-st BaO-ni Vasakult paremale suureneb oksiidide lahustuvus vees, nende põhiomadused ja keemiline aktiivsus järgmiselt: BeO - vees lahustumatu, amfotereen, MgO - vees vähelahustuv ja CaO, SrO, BaO - vees hästi lahustuv, hüdroksiidide moodustumine Me(OH) : .

Oksiidide sulamistemperatuurid vähenevad seerias BeO ® BaO. BeO ja MgO oksiidide sulamistemperatuurid on » 2500 °C, mis võimaldab neid kasutada tulekindlate materjalidena.

Leelismuldmetallide hüdroksiidid. Seerias Be(OH) 2 ® Ba(OH) 2 suureneb Me 2+ ioonide raadius ja selle tulemusena suureneb hüdroksiidide põhiomaduste avaldumise tõenäosus, nende lahustuvus vees: Be(OH) 2 - vees vähelahustuv, oma amfoteersuse tõttu on nõrgad happelised ja aluselised omadused ning Ba(OH) 2 lahustub vees hästi ja oma tugevuselt võib võrrelda seda tugeva alusega nagu NaOH.

Berülliumhüdroksiidi amfoteersust saab illustreerida järgmiste reaktsioonidega:

Leelismuldmetallide soolad. Lahustuvad Be ja Ba soolad on mürgised ja mürgised! CaF 2- kergelt lahustuv sool, mida leidub looduses fluoriidi või fluoriidina ja mida kasutatakse optikas. CaCl2, MgCl2- vees hästi lahustuv, kasutatakse meditsiinis ja keemilises sünteesis kuivatusainetena. Karbonaate kasutatakse laialdaselt ka ehituses: CaCO 3H MgCO 3- dolomiit – kasutatakse ehituses ning Vg ja Ca saamiseks. CaCO 3 - kaltsiit, kriit, marmor, Islandi sparv, MgCO 3- magnesiit. Lahustuvate karbonaatide sisaldus looduslikus vees määrab selle kareduse: . Sulfaadid on ka laialdaselt esinevad looduslikud leelismuldmetallide ühendid: CaSO 4H 2H 2O- kips - kasutatakse laialdaselt ehituses. MgSO 4H 7H 2O- epsomiit, "inglise mõru sool", BaSO 4- leiab rakendust fluoroskoopiaga. Fosfaadid: Ca 3 (PO 4) 2- fosforiit, Ca(H2PO4)2, CaHPO4- sade - kasutatakse väetiste tootmiseks, Ca 5 (PO 4) 3H (OH - , F - , Cl -) - apatiit on looduslik mineraal Ca, NH4 Mg (PO 4)- kergelt lahustuv ühend. Tuntud on ka teisi sooli: Ca(NO3)2H2H2O- Norra salpeet, Mg(ClO4)2- Anhüdroon on väga hea kuivatusaine.

IIA rühm sisaldab ainult metalle – Be (berüllium), Mg (magneesium), Ca (kaltsium), Sr (strontsium), Ba (baarium) ja Ra (raadium). Selle rühma esimese esindaja berülliumi keemilised omadused erinevad kõige tugevamalt selle rühma teiste elementide keemilistest omadustest. Selle keemilised omadused on alumiiniumiga paljuski sarnasemad kui teiste IIA rühma metallidega (nn diagonaalne sarnasus). Magneesium erineb oma keemiliste omaduste poolest samuti märgatavalt Ca-st, Sr-st, Ba-st ja Ra-st, kuid siiski on neil palju sarnasemad keemilised omadused kui berülliumil. Kaltsiumi, strontsiumi, baariumi ja raadiumi keemiliste omaduste olulise sarnasuse tõttu ühendatakse need ühte perekonda nn. leelismuld metallid.

Kõik IIA rühma elemendid kuuluvad s-elemendid, st. sisaldavad kõiki oma valentselektrone s- alamtase Seega on kõigi selle rühma keemiliste elementide välise elektroonilise kihi elektrooniline konfiguratsioon selline ns 2 , Kus n– perioodi number, mil element asub.

IIA rühma metallide elektroonilise struktuuri iseärasuste tõttu võib neil elementidel lisaks nullile olla ainult üks oksüdatsiooniaste, mis võrdub +2. IIA rühma elementidest moodustunud lihtained on mis tahes keemilistes reaktsioonides osaledes võimelised ainult oksüdeerima, s.o. annetada elektrone:

Mina 0 – 2e — → Mina +2

Kaltsiumil, strontsiumil, baariumil ja raadiumil on äärmiselt kõrge keemiline reaktsioonivõime. Nendest moodustunud lihtained on väga tugevad redutseerijad. Magneesium on ka tugev redutseerija. Metallide redutseerimisaktiivsus järgib D.I. perioodilise seaduse üldseadusi. Mendelejev ja kasvab alagrupist allapoole.

Koostoime lihtsate ainetega

hapnikuga

Ilma kuumutamiseta ei reageeri berüllium ja magneesium ei õhuhapniku ega puhta hapnikuga, kuna need on kaetud õhukeste kaitsekiledega, mis koosnevad vastavalt BeO ja MgO oksiididest. Erinevalt leelismuldmetallidest, mida hoitakse nende suhtes inertse vedeliku, enamasti petrooleumi, kihi all, ei nõua nende ladustamine spetsiaalseid kaitsemeetodeid õhu ja niiskuse eest.

Be, Mg, Ca, Sr moodustavad hapnikus põletamisel oksiidid koostisega MeO ja Ba - baariumoksiidi (BaO) ja baariumperoksiidi (BaO 2) segu:

2Mg + O2 = 2MgO

2Ca + O2 = 2CaO

2Ba + O 2 = 2BaO

Ba + O 2 = BaO 2

Tuleb märkida, et leelismuldmetallide ja magneesiumi põlemisel õhus tekib ka nende metallide kõrvalreaktsioon õhu lämmastikuga, mille tulemusena tekib lisaks metalliühenditele hapnikuga nitriidid üldvalemiga Me 3 N 2 on samuti moodustatud.

halogeenidega

Berüllium reageerib halogeenidega ainult kõrgel temperatuuril ja ülejäänud IIA rühma metallid - juba toatemperatuuril:

Mg + I 2 = MgI 2 – Magneesiumjodiid

Ca + Br 2 = CaBr 2 – kaltsiumbromiid

Ba + Cl 2 = BaCl 2 – baariumkloriid

IV–VI rühmade mittemetallidega

Kõik IIA rühma metallid reageerivad kuumutamisel kõigi IV–VI rühmade mittemetallidega, kuid olenevalt metalli asukohast rühmas ja ka mittemetallide aktiivsusest on vaja erineval määral kuumutamist. Kuna berüllium on kõigist IIA rühma metallidest keemiliselt kõige inertsem, on mittemetallidega reaktsioonide läbiviimisel vajalik märkimisväärne kasutamine. O kõrgem temperatuur.

Tuleb märkida, et metallide reaktsioonil süsinikuga võivad tekkida erineva iseloomuga karbiidid. On karbiide, mis kuuluvad metaniidide hulka ja mida tavapäraselt peetakse metaani derivaatideks, milles kõik vesinikuaatomid on asendatud metalliga. Need, nagu metaan, sisaldavad süsinikku oksüdatsiooniastmes -4 ja kui need hüdrolüüsitakse või interakteeruvad mitteoksüdeerivate hapetega, on üheks produktiks metaan. On ka teist tüüpi karbiidid - atsetüleniidid, mis sisaldavad C 2 2- iooni, mis on tegelikult atsetüleeni molekuli fragment. Karbiidid, nagu atsetüleniidid, moodustavad hüdrolüüsil või interaktsioonil mitteoksüdeerivate hapetega ühe reaktsiooniproduktina atsetüleeni. Konkreetse metalli reageerimisel süsinikuga saadava karbiidi tüüp – metaniid või atsetüleniid – sõltub metallikatiooni suurusest. Väikese raadiusega metalliioonid moodustavad tavaliselt metaniide ja suuremad ioonid atsetüleniide. Teise rühma metallide puhul saadakse metaniid berülliumi interaktsioonil süsinikuga:

Ülejäänud II A rühma metallid moodustavad süsinikuga atsetüleniide:

Räniga moodustavad IIA rühma metallid silitsiide - Me 2 Si tüüpi ühendeid, lämmastikuga - nitriide (Me 3 N 2), fosforiga - fosfiide (Me 3 P 2):

vesinikuga

Kõik leelismuldmetallid reageerivad kuumutamisel vesinikuga. Selleks, et magneesium vesinikuga reageeriks, ei piisa ainult kuumutamisest, nagu leelismuldmetallide puhul, lisaks kõrgele temperatuurile on vajalik ka vesiniku rõhu tõus. Berüllium ei reageeri vesinikuga mitte mingil juhul.

Koostoime keeruliste ainetega

veega

Kõik leelismuldmetallid reageerivad aktiivselt veega, moodustades leeliseid (lahustuvaid metallihüdroksiide) ja vesinikku. Magneesium reageerib veega ainult keetmisel, kuna kuumutamisel lahustub vees kaitsev oksiidkile MgO. Berülliumi puhul on kaitsev oksiidkile väga vastupidav: vesi ei reageeri sellega ei keemisel ega isegi kuumal temperatuuril:

mitteoksüdeerivate hapetega

Kõik II rühma peamise alarühma metallid reageerivad mitteoksüdeerivate hapetega, kuna need on vesinikust vasakul aktiivsusreas. Sel juhul moodustub vastava happe ja vesiniku sool. Näited reaktsioonidest:

Be + H 2 SO 4 (lahjendatud) = BeSO 4 + H 2

Mg + 2HBr = MgBr2 + H2

Ca + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + H 2

oksüdeerivate hapetega

− lahjendatud lämmastikhape

Kõik IIA rühma metallid reageerivad lahjendatud lämmastikhappega. Sel juhul on redutseerimisproduktideks vesiniku asemel (nagu mitteoksüdeerivate hapete puhul) lämmastikoksiidid, peamiselt lämmastikoksiid (I) (N 2 O) ja väga lahjendatud lämmastikhappe puhul ammoonium nitraat (NH4NO3):

4Ca + 10HNO3 ( razb .) = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O

4Mg + 10HNO3 (väga udune)= 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

− kontsentreeritud lämmastikhape

Kontsentreeritud lämmastikhape tavalisel (või madalal) temperatuuril passiveerib berülliumi, st. ei reageeri sellega. Keemisel on reaktsioon võimalik ja kulgeb valdavalt võrrandi kohaselt:

Magneesium ja leelismuldmetallid reageerivad kontsentreeritud lämmastikhappega, moodustades laias valikus erinevaid lämmastiku redutseerimisprodukte.

– kontsentreeritud väävelhape

Berüllium passiveeritakse kontsentreeritud väävelhappega, st. ei reageeri sellega tavatingimustes, kuid reaktsioon toimub keemisel ja põhjustab berülliumsulfaadi, vääveldioksiidi ja vee moodustumist:

Be + 2H 2 SO 4 → BeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Baarium passiveerub ka kontsentreeritud väävelhappega lahustumatu baariumsulfaadi moodustumise tõttu, kuid reageerib sellega kuumutamisel; baariumsulfaat lahustub kuumutamisel kontsentreeritud väävelhappes, kuna see muutub baariumvesiniksulfaadiks.

Ülejäänud põhirühma IIA metallid reageerivad kontsentreeritud väävelhappega mis tahes tingimustes, sealhulgas külmas. Sõltuvalt metalli aktiivsusest, reaktsiooni temperatuurist ja happe kontsentratsioonist võib väävli redutseerimine toimuda SO 2-ks, H2S-ks ja S-ks:

Mg + H2SO4 ( konts. .) = MgSO 4 + SO 2 + H 2 O

3Mg + 4H2SO4 ( konts. .) = 3MgSO4 + S↓ + 4H2O

4Ca + 5H2SO4 ( konts. .) = 4CaSO4 +H2S + 4H2O

leelistega

Magneesium ja leelismuldmetallid ei interakteeru leelistega ning berüllium reageerib sulamise käigus kergesti nii leeliselahustega kui ka veevaba leelisega. Veelgi enam, kui reaktsioon viiakse läbi vesilahuses, osaleb reaktsioonis ka vesi ning saadusteks on leelis- või leelismuldmetallide tetrahüdroksoberülaadid ja gaas vesinik:

Be + 2KOH + 2H 2O = H2 + K 2 - kaaliumtetrahüdroksoberüllaat

Tahke leelisega sulamise ajal reaktsiooni läbiviimisel tekivad leelis- või leelismuldmetallide ja vesiniku berülaadid

Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - kaaliumberüllaat

oksiididega

Leelismuldmetallid, aga ka magneesium, võivad kuumutamisel redutseerida vähemaktiivseid metalle ja mõningaid mittemetalle nende oksiididest, näiteks:

Magneesiumiks nimetatakse meetodit metallide redutseerimiseks nende oksiididest magneesiumiga.

Levitamine looduses ja tootmine. Magneesium ja kaltsium on Maal tavalised elemendid (magneesium on kaheksas, kaltsium kuues), ülejäänud elemendid on haruldasemad. Strontsium ja raadium on radioaktiivsed elemendid.

Maapõues berüllium leidub mineraalide kujul: berüll Ole 3 Al 2 (Si0 3) 6, fenatsiit Ole 2 Si0 4 . Lisandivärvi läbipaistvad berülli sordid (roheline smaragdid, sinine akvamariinid jne) - vääriskivid. Berülliumi mineraale on teada 54, millest olulisemad on berüll (ja selle sordid - smaragd, akvamariin, heliodor, varblane, röstseriit, bazsiit).

Magneesium on osa silikaatkivimitest (nende hulgas valdav oliviin Mg 2 Si0 4), karbonaat ( dolomiit CaMg(C03)2, magnesiit MgC0 3) ja kloriidmineraalid ( karnaliit KClMgCl2-6H20). Suures koguses magneesiumi leidub merevees (kuni 0,38% MgCl 2) ja mõne järve vees (kuni 30% MgCl 2).

Kaltsium sisalduvad silikaatide ja alumosilikaatide kujul kivimites (graniidid, gneissid jne), karbonaadi kujul kaltsiit CaC0 3, kaltsiidi ja dolomiidi segud (marmor), sulfaat (anhüdriit CaS0 4 ja kips CaS0 4 -2H 2 0), samuti fluoriid (fluoriit CaF 2) ja fosfaat (apatiit Ca 5 (P0 4) 3) jne.

Olulised mineraalid strontsium Ja baarium: karbonaadid (strontianiit SrC03, närbuma BaCO 3) ja sulfaadid (tselestiin SrS0 4, bariit BaSO 4). Raadium leidub uraanimaakides.

Tööstuses berüllium, magneesium, kaltsium, strontsium ja baarium saada:

• 1) sula MeCl 2 kloriidide elektrolüüs, millele lisatakse sulamistemperatuuri alandamiseks NaCl või muid kloriide;
• 2) metall- ja süsiniktermilistel meetoditel temperatuuridel 1000-1300°C.

Eriti puhas berüllium saadakse tsoonisulatamisel. Puhta magneesiumi (99,999% Mg) saamiseks sublimeeritakse tehnilist magneesiumi korduvalt vaakumis. Kõrge puhtusastmega baarium saadakse aluminotermilisel meetodil BaO-st.

Füüsilised ja keemilised omadused. Lihtsate ainete kujul on need läikivad hõbevalged metallid, berüllium on kõva (saab klaasi lõigata), kuid rabe, ülejäänud on pehmed ja plastilised. Berülliumi eripäraks on see, et see on õhu käes kaetud õhukese oksiidkilega, mis kaitseb metalli hapniku toime eest isegi kõrgetel temperatuuridel. Üle 800°C berüllium oksüdeerub ja temperatuuril 1200°C berülliummetall põleb, muutudes valgeks BeO pulbriks.

Kui elemendi aatomnumber suureneb, suureneb tihedus, sulamis- ja keemistemperatuur. Selle rühma elementide elektronegatiivsus on erinev. Be jaoks on see üsna kõrge (ze = 1,57), mis määrab selle ühendite amfoteersuse.

Kõik vabal kujul olevad metallid on leelismetallidega võrreldes vähem reaktiivsed, kuid üsna aktiivsed (neid hoitakse ka petrooleumi all suletud anumates ja kaltsiumi hoitakse tavaliselt tihedalt suletud metallpurkides).

Koostoime lihtsate ainetega. Metallide keemiline aktiivsus suureneb alarühmas ülalt alla koos aatomarvu suurenemisega.

Õhus oksüdeeritakse need MeO oksiidideks ning strontsium ja baarium, kuumutades õhus ~500°C-ni, moodustavad Me0 2 peroksiidid, mis kõrgemal temperatuuril lagunevad oksiidiks ja hapnikuks. Koostoime lihtsate ainetega on toodud diagrammil:

Kõik metallid interakteeruvad aktiivselt mittemetallidega: hapnikuga moodustavad nad oksiide MeO (Me = Be - Ra), halogeenidega - halogeniide, näiteks MeCl 2 kloriide, vesinikuga - MeH 2 hüdriide, väävliga - MeS sulfiide, lämmastikuga - Me 3 nitriidid N 2, süsinikuga - karbiidid (atsetüleniidid) MeC 2 jne.

Metallidega moodustavad nad eutektilisi segusid, tahkeid lahuseid ja metallidevahelisi ühendeid. Berüllium mõne d-elemendiga vormid berüllid - muutuva koostisega ühendid MeBe 12 (Me = Ti, Nb, Ta, Mo), MeBe tl (Me = Nb, Ta), mida iseloomustavad kõrged sulamistemperatuurid ja vastupidavus oksüdatsioonile kuumutamisel temperatuurini 1200-1600 °C.

Seos veega, happed ja leelised.Õhus olev berüllium on kaetud oksiidkilega, mis põhjustab selle keemilise aktiivsuse vähenemist ja takistab selle koostoimet veega. Sellel on amfoteersed omadused ja see reageerib hapete ja leelistega, vabastades vesinikku. Sel juhul moodustuvad katioonsed ja anioonsed soolad:

Kontsentreeritud külm HN0 3 ja H 2 S0 4 berüllium passiveeritakse.

Magneesium, nagu berüllium, on veekindel. See reageerib külma veega väga aeglaselt, kuna tekkiv Mg(OH)2 on halvasti lahustuv; kuumutamisel reaktsioon kiireneb Mg(OII) 2 lahustumise tõttu. See lahustub hapetes väga tugevalt. Erandiks on HF ja H 3 P0 4, mis moodustavad sellega halvasti lahustuvaid ühendeid. Erinevalt berülliumist ei suhtle magneesium leelistega.

Kaltsiumi alamrühma metallid (leelismuldmuld) reageerivad veega ning lahjendatud vesinikkloriid- ja väävelhapetega, vabastades vesiniku ja moodustades vastavad hüdroksiidid ja soolad:

Sarnaselt magneesiumiga ei suhtle nad leelistega. HA alarühma elementide ühendite omadused. Hapnikuühendid. Berülliumoksiid ja hüdroksiid on oma olemuselt amfoteersed, ülejäänud on aluselised. Vees hästi lahustuvad alused on Sr(OH)2 ja Ba(OH)2; need klassifitseeritakse leelisteks.

BeO oksiid on tulekindel (δ sulamistemperatuur = 2530 °C), sellel on suurenenud soojusjuhtivus ja pärast eelkaltsineerimist 400 °C juures on keemiline inertsus. See on olemuselt amfoteerne ja reageerib sulamisel nii happeliste kui ka aluseliste oksiididega, aga ka kuumutamisel hapete ja leelistega, moodustades vastavalt berülliumsoolasid ja berülaate:

Vastav berülliumhüdroksiid Be(OH) 2 käitub sarnaselt – vees lahustumata lahustub see nii hapetes kui ka leelistes:

Selle sadestamiseks ei kasutata leelist, vaid nõrka alust - ammooniumhüdroksiidi:

Berülliumsoolade hüdrolüüs toimub halvasti lahustuvate aluseliste soolade sadestumisega, näiteks:

Lahustuvad ainult leelismetalli berülaadid.

MgO oksiid (põletatud magneesia) - tulekindel (? pl = 2800 °C) inertne aine. Tehnoloogias saadakse see karbonaadi termilisel lagunemisel:

Peenkristalliline MgO, vastupidi, on keemiliselt aktiivne ja on peamine oksiid. See interakteerub veega, neelab CO 2 ja lahustub kergesti hapetes.

Oksiidid leelismuldmetallid saada laboris vastavate karbonaatide või nitraatide termiline lagunemine:

tööstuses - looduslike karbonaatide termiline lagunemine. Oksiidid reageerivad intensiivselt veega, moodustades tugevaid aluseid, mis on tugevuselt teisel kohal pärast leelist. Seerias Be(OH) 2 -> Ca(OH) 2 -> Sr(OH) 2 -> Ba(OH) 2 suureneb hüdroksiidide põhiolemus, lahustuvus ja termiline stabiilsus. Kõik nad reageerivad intensiivselt hapetega, moodustades vastavad soolad:

Erinevalt berülliumi sooladest ei läbi leelismuldmetallide ja magneesiumi vees lahustuvad soolad katioonide hüdrolüüsi.

PA alarühma elementide soolade lahustuvus vees on erinev. Hästi lahustuvad kloriidid, bromiidid, jodiidid, sulfiidid (Ca - Ba), nitraadid, nitritid (Mg - Ba). Kergelt lahustuvad ja praktiliselt lahustumatud - fluoriidid (Mg - Ba), sulfaadid (Ca - Ba), ortofosfaadid, karbonaadid, silikaadid.

Ühendid vesiniku ja mittemetallidega. MeH 2 hüdriidid, Me 3 N 2 nitriidid, MeC 2 karbiidid (atsetüleniidid) on ebastabiilsed ja lagunevad veega, moodustades vastavad hüdroksiidid ja vesinik või mittemetallide vesinikuühendid:

Rakendus. Berüllium moodustab kergesti sulameid paljude metallidega, andes neile suurema kõvaduse, tugevuse, kuumakindluse ja korrosioonikindluse. Berülliumpronksidel (1-3% berülliumiga vasesulamid) on ainulaadsed omadused. Erinevalt puhtast berülliumist sobivad need hästi mehaaniliseks töötlemiseks, näiteks saab neist valmistada vaid 0,1 mm paksuseid linte. Nende pronkside tõmbetugevus on suurem kui paljudel legeerterastel. Vananedes nende jõud suureneb. Need on mittemagnetilised ning neil on kõrge elektri- ja soojusjuhtivus. Tänu sellele omaduste kompleksile kasutatakse neid laialdaselt lennunduses ja kosmosetehnoloogias. Tuumareaktorites kasutatakse berülliumi moderaatori ja neutronreflektorina. Raadiumipreparaatidega segatuna toimib see neutronite allikana, mis tekivad alfaosakeste toimel Be:

BeO-d kasutatakse keemiliselt vastupidava ja tulekindla materjalina tiiglite ja erikeraamika valmistamisel.

Magneesium kasutatakse peamiselt "ülikergete" sulamite tootmiseks, metallotermias - Ti, Zr, V, U jne tootmiseks. Kõige olulisem magneesiumisulam on elektron(3-10% A1 2 0 3, 2-3% Zn, ülejäänud Mg), mida oma tugevuse ja madala tiheduse (1,8 g/cm 3) tõttu kasutatakse raketi- ja lennukitööstuses. Magneesiumipulbri segusid oksüdeerivate ainetega kasutatakse valgustus- ja süüterakettides, mürskudes ning foto- ja valgustusseadmetes. Põletatud magneesiumi MgO kasutatakse magneesiumi tootmisel, täiteainena kummi tootmisel, naftasaaduste puhastamisel, tulekindlate materjalide, ehitusmaterjalide jms tootmisel.

Magneesiumtsemendi tootmisel kasutatakse magneesiumi saamiseks MgCl 2 kloriidi, mis saadakse eelkaltsineeritud MgO segamisel 30% MgCl 2 vesilahusega. See segu muutub järk-järgult valgeks tahkeks massiks, mis on hapete ja leeliste suhtes vastupidav.

Metalli peamine kasutusala kaltsium - redutseeriv aine paljude siirdemetallide, uraani ja haruldaste muldmetallide (REE) tootmisel.

Kaltsiumkarbiid CaC 2 - atsetüleeni tootmiseks, CaO - valgendi tootmiseks, Ca(OH) 2, CaC0 3, CaS0 4 H 2 0 - ehituses. Ca(OH)2 ( laimi piim, kustutatud lubi) kasutatakse odava lahustuva alusena. Looduslikke kaltsiumiühendeid kasutatakse laialdaselt mörtide sideainete tootmisel, betooni, ehitusdetailide ja konstruktsioonide tootmisel. Sideained hõlmavad tsemendid, kipsmaterjalid, lubi jne Kipsmaterjalid on peamiselt põlenud krohv, või alabaster, - hüdraat koostisest 2CaS0 4 H 2 0. Peamine kasutusala strontsium Ja baarium - gaasiabsorberid elektrilistes vaakumseadmetes. Lahus Ba(OH) 2 ( bariidi vesi, söövitav bariit) - Laboratoorsed reaktiivid kvalitatiivseks reaktsiooniks CO 2 suhtes. Baariumtitanaat (BaTi0 3) on dielektrikute, pieso- ja ferroelektrikute põhikomponent.

Elementide toksilisus. Kõik berülliumi ühendid on mürgised! Eriti ohtlik on berülliumi ja selle ühendite tolm. Strontsiumil ja baariumil, mis on närvi- ja lihasmürgid, on ka üldine mürgisus. Baariumiühendid põhjustavad aju põletikulisi haigusi. Baariumisoolade toksilisus sõltub suuresti nende lahustuvusest. Praktiliselt lahustumatu baariumsulfaat (puhas) ei ole mürgine, kuid lahustuvad soolad: kloriid, nitraat, baariumatsetaat jne on väga mürgised (0,2-0,5 g baariumkloriidi põhjustab mürgistust, surmav annus - 0,8-0,9 G). Strontsiumisoolade toksiline toime on sarnane baariumisoolade toimega. Kaltsiumi ja teiste leelismuldmetallide oksiidid tolmu kujul ärritavad limaskesti ja põhjustavad nahaga kokkupuutel tõsiseid põletusi. Strontsiumoksiid toimib sarnaselt kaltsiumoksiidiga, kuid palju tugevam. Leelismuldmetallide soolad põhjustavad nahahaigusi.