Metalet alkaline tokësore janë elementë që i përkasin grupit të dytë të tabelës periodike. Këto përfshijnë substanca të tilla si kalciumi, magnezi, barium, berilium, stroncium dhe radium. Emri i këtij grupi tregon se në ujë ato japin një reaksion alkalik.
Metalet alkali dhe alkaline tokësore, ose më mirë kripërat e tyre, janë të përhapura gjerësisht në natyrë. Ato përfaqësohen nga minerale. Përjashtim bën radiumi, i cili konsiderohet një element mjaft i rrallë.
Të gjitha metalet e mësipërme kanë disa cilësi të përbashkëta, të cilat bënë të mundur kombinimin e tyre në një grup.
Metalet alkaline të tokës dhe vetitë e tyre fizike
Pothuajse të gjithë këta elementë janë të ngurtë gri (të paktën në kushte normale dhe meqë ra fjala, vetitë fizike janë paksa të ndryshme - këto substanca, megjithëse mjaft të qëndrueshme, preken lehtësisht.
Është interesante se me numrin serial në tabelë, një tregues i tillë i metalit si dendësia gjithashtu rritet. Për shembull, në këtë grup, kalciumi ka indeksin më të ulët, ndërsa radiumi është i ngjashëm në densitet me hekurin.
Metalet e tokës alkaline: vetitë kimike
Për të filluar, vlen të theksohet se aktiviteti kimik rritet sipas numrit serik të tabelës periodike. Për shembull, beriliumi është një element mjaft i qëndrueshëm. Ai reagon me oksigjen dhe halogjene vetëm kur nxehet fort. E njëjta gjë vlen edhe për magnezin. Por kalciumi është në gjendje të oksidohet ngadalë edhe në temperaturën e dhomës. Tre përfaqësuesit e mbetur të grupit (radium, barium dhe stroncium) reagojnë shpejt me oksigjenin atmosferik edhe në temperaturën e dhomës. Kjo është arsyeja pse këta elementë ruhen, duke u mbuluar me një shtresë vajguri.
Aktiviteti i oksideve dhe hidroksideve të këtyre metaleve rritet në të njëjtën mënyrë. Për shembull, hidroksidi i beriliumit nuk tretet në ujë dhe konsiderohet një substancë amfoterike, por konsiderohet një alkali mjaft i fortë.
Metalet alkaline tokësore dhe karakteristikat e tyre të shkurtra
Beriliumi është një metal i fortë gri i lehtë me toksicitet të lartë. Elementi u zbulua për herë të parë në 1798 nga kimisti Vauquelin. Ekzistojnë disa minerale të beriliumit në natyrë, nga të cilat më të famshmit konsiderohen si më poshtë: berili, fenakiti, danaliti dhe krisoberili. Nga rruga, disa izotope beriliumi janë shumë radioaktive.
Është interesante se disa forma të berilit janë gurë të çmuar të çmuar. Këto përfshijnë smerald, akuamarinë dhe heliodor.
Beriliumi përdoret për prodhimin e disa lidhjeve.Ky element përdoret për të ngadalësuar neutronet.
Kalciumi është një nga metalet më të njohur të tokës alkaline. Në formën e tij të pastër, është një substancë e bardhë e butë me një nuancë argjendi. Kalciumi i pastër u izolua për herë të parë në 1808. Në natyrë, ky element është i pranishëm në formën e mineraleve si mermeri, guri gëlqeror dhe gipsi. Kalciumi përdoret gjerësisht në teknologjitë moderne. Përdoret si lëndë djegëse kimike dhe gjithashtu si material rezistent ndaj zjarrit. Nuk është sekret që komponimet e kalciumit përdoren në prodhimin e materialeve të ndërtimit dhe ilaçeve.
Ky element gjendet gjithashtu në çdo organizëm të gjallë. Në thelb, ai është përgjegjës për funksionimin e aparatit motorik.
Magnezi është një metal i lehtë dhe mjaft i lakueshëm me një ngjyrë karakteristike gri. Ai u izolua në formën e tij të pastër në 1808, por kripërat e tij u bënë të njohura shumë më herët. Magnezi gjendet në minerale si magneziti, dolomiti, karnaliti, kieseriti. Nga rruga, kripa e magnezit siguron një numër të madh të përbërjeve të kësaj substance që mund të gjenden në ujin e detit.
Vetitë e elementeve të grupit II A.
|
Vetitë |
4 Bëhu |
12 mg |
20 Ca |
38 Sr |
56 Ba |
88Ra |
|
Masa atomike |
9,012 |
24,305 |
40,80 |
87,62 |
137,34 |
226,025 |
|
Konfigurimi elektronik* |
||||||
|
0,113 |
0,160 |
0,190 |
0,213 |
0,225 |
0,235 |
|
|
0,034 |
0,078 |
0,106 |
0,127 |
0,133 |
0,144 |
|
|
Energjia e jonizimit |
9,32 |
7,644 |
6,111 |
5,692 |
5,21 |
5,28 |
|
relativ elektro- |
1,5 |
1,2 |
1,0 |
1,0 |
0,9 |
0,9 |
|
Gjendjet e mundshme të oksidimit |
||||||
|
Clarke, në.% (shpërndaj- |
1*10 -3 |
1,4 |
1,5 |
8*10 -3 |
5*10 -3 |
8*10 -12 |
|
Gjendja e grumbullimit (Epo.). |
S E R D E S E S T V A |
|||||
|
Ngjyrë |
Gri |
Argjendi |
S E R E B R I S T O - E BARDHË |
|||
|
1283 |
649,5 |
850 |
770 |
710 |
700 |
|
|
2970 |
1120 |
1487 |
1367 |
1637 |
1140 |
|
|
Dendësia |
1,86 |
1,741 |
1,540 |
2,67 |
3,67 |
|
|
Potenciali standard i elektrodës |
1,73 |
2,34 |
2,83 |
2,87 |
2,92 |
|
*Jepen konfigurimet e niveleve elektronike te jashtme te atomeve te elementeve perkates. Konfigurimet e niveleve elektronike të mbetura përkojnë me ato për gazrat fisnikë që plotësojnë periudhën e mëparshme dhe tregohen në kllapa.
Siç vijon nga të dhënat e dhëna në tabelë, elementët e grupit IIA kanë energji jonizimi të ulët (por ende jo më të ulët: krahasoni me IA gr.) dhe elektronegativitet relativ, dhe këto vlera ulen nga Be në Ba, gjë që na lejon për të arritur në përfundimin se këta elementë janë metale tipike reduktuese, dhe Ba është më aktiv se Be.
Ve - shfaq, si alumini, veti amfoterike. Megjithatë, në Be, vetitë metalike janë akoma më të theksuara se ato jometalike. Berili reagon, ndryshe nga elementët e tjerë të grupit IIA, me alkalet.
Lidhjet kimike në përbërjet Be janë kryesisht kovalente, ndërsa lidhjet në përbërjet e të gjithë elementëve të tjerë (Mg - Ra) kanë natyrë jonike. Në të njëjtën kohë, si me elementët e grupit IA, lidhjet me halogjenet dhe oksigjenin janë shumë të forta, dhe me hidrogjenin, karbonin, azotin, fosforin dhe squfurin ato hidrolizohen lehtësisht.
vetitë fizike. Këto janë metale të bardha argjendi, relativisht të lehta, të buta (me përjashtim të beriliumit), duktil, të shkrirë (gjithçka përveç beriliumit), kanë përçueshmëri të mirë elektrike dhe termike.
Përdorimi praktik. Be përdoret në teknologjinë bërthamore si moderator dhe absorbues i neutroneve. Lidhjet e beriliumit me bakër - bronz - janë shumë rezistente, dhe me nikelin - ato kanë rezistencë të lartë kimike, për shkak të së cilës ato përdoren në kirurgji.
Mg, Ca - përdoren si reduktues të mirë në metalotermi.
Ca, Sr, Ba - reagojnë mjaft lehtë me gazrat dhe përdoren si marrës (thithës nga ajri) në teknologjinë e vakumit.
Faturë. Meqenëse janë shumë reaktive, metalet alkaline tokësore nuk ndodhin në natyrë në gjendje të lirë, ato përftohen nga elektroliza e shkrirjeve halogjenide ose nga metalotermia. Në natyrë, elementët e tokës alkaline bëjnë pjesë në mineralet e mëposhtme: -beril; - feldspat; - bischofite - përdoret në mjekësi dhe për të marrë magnez me elektrolizë. Për marrjen e beriliumit në metalurgji përdoren fluoroberylatet: .
Vetitë kimike. Metalet alkaline tokësore reagojnë lehtësisht me oksigjenin, halogjenet, jometalet, ujin dhe acidet, veçanërisht kur nxehen:
Ky reagim është veçanërisht i lehtë për kalciumin dhe bariumin, kështu që ato ruhen në kushte të veçanta.
Persulfidi i bariumit BaS është një fosfor.
Hidroliza e acetilenideve prodhon acetilen:
Nuk ishte e mundur të përftoheshin komponime të Be dhe Mg me hidrogjen nga bashkëveprimi i drejtpërdrejtë i substancave të thjeshta: reagimi nuk shkon kurse shkon mjaft lehtë. Hidridet që rezultojnë janë agjentë të fortë reduktues. pasivizimi, pa reagim
Oksidet e metaleve alkaline të tokës. Oksidet e elementeve të tokës alkaline përdoren gjerësisht në ndërtim. Përftohen nga zbërthimi i kripërave: - CaO - gëlqere e gjallë.
Në serinë e oksideve nga BeO në BaO nga e majta në të djathtë rritet tretshmëria e oksideve në ujë, vetitë kryesore dhe aktiviteti kimik i tyre, si vijon: BeO është i patretshëm në ujë, amfotereni, MgO është pak i tretshëm në ujë dhe CaO, SrO, BaO janë shumë të tretshëm në ujë me formimi i hidroksideve Me (OH) : .
Pikat e shkrirjes së oksideve ulen në serinë BeO ® BaO. Pikat e shkrirjes së oksideve BeO dhe MgO » 2500 ° C, gjë që i lejon ato të përdoren si materiale zjarrduruese.
Hidroksidet e metaleve alkaline tokësore. Në serinë Be (OH) 2 ® Ba (OH) 2, rrezja e joneve Me 2+ rritet, dhe, si rezultat, probabiliteti i shfaqjes së vetive kryesore të hidroksideve, tretshmëria e tyre në ujë rritet: Be (OH) ) 2 - është pak i tretshëm në ujë, për shkak të vetive të tij amfoterike të dobëta acidike dhe bazike, dhe Ba (OH) 2 është shumë i tretshëm në ujë dhe mund të krahasohet në forcë me një bazë kaq të fortë si NaOH.
Amfoteriteti i hidroksidit të beriliumit mund të ilustrohet nga reagimet e mëposhtme:
Kripërat e metaleve alkaline të tokës. Kripërat e tretshme Be dhe Ba - toksike, helmuese! CaF 2- kripa pak e tretshme, gjendet në natyrë si fluorit ose fluorspat, përdoret në optikë. CaCl2, MgCl2- shumë i tretshëm në ujë, përdoren në mjekësi dhe sintezë kimike si tharëse. Karbonatet përdoren gjithashtu gjerësisht në ndërtim: CaCO 3H MgCO 3- dolomit - përdoret në ndërtim dhe për të marrë Vg dhe Ca. CaCO 3 - kalcit, shkumës, mermer, spar islandez, MgCO 3- magnezit. Përmbajtja e karbonateve të tretshme në ujin natyror përcakton fortësinë e tij: . Sulfatet janë gjithashtu komponime natyrore të përhapura të metaleve alkaline të tokës: CaSO 4H 2H 2 O- gips - përdoret gjerësisht në ndërtim. MgSO 4H 7H 2 O- epsomit, "kripë e hidhur angleze", BaSO 4- gjen aplikim me fluoroskopi. Fosfatet: Ca 3 (RO 4) 2- fosforit, Ca (H 2 RO 4) 2, CaHRO 4- precipitat - përdoret për prodhimin e plehrave, Ca 5 (RO 4) 3H (OH -, F -, Cl -) - oreksi - mineral natyral Ca, NH 4 Mg (PO 4)- përbërje pak e tretshme. Kripërat e tjera janë gjithashtu të njohura: Ca (NO 3) 2H 2H 2 O- kripë norvegjeze, Mg(ClO4) 2- Anhidroni është një desikant shumë i mirë.
Grupi IIA përmban vetëm metale - Be (berilium), Mg (magnez), Ca (kalcium), Sr (stroncium), Ba (barium) dhe Ra (radium). Vetitë kimike të përfaqësuesit të parë të këtij grupi, beriliumit, ndryshojnë më fort nga vetitë kimike të elementeve të tjerë të këtij grupi. Vetitë e tij kimike janë në shumë mënyra edhe më të ngjashme me aluminin sesa me metalet e tjera të Grupit IIA (e ashtuquajtura "ngjashmëri diagonale"). Magnezi gjithashtu ndryshon dukshëm nga Ca, Sr, Ba dhe Ra në vetitë kimike, por megjithatë ka veti kimike shumë më të ngjashme me to sesa me beriliumi. Për shkak të ngjashmërisë së konsiderueshme të vetive kimike të kalciumit, stronciumit, bariumit dhe radiumit, ato kombinohen në një familje, të quajtur tokë alkaline metalet.
Të gjithë elementët e grupit IIA i përkasin s-elemente, d.m.th. përmbajnë të gjitha elektronet e tyre të valencës s-nënnivel. Kështu, konfigurimi elektronik i shtresës së jashtme elektronike të të gjithë elementëve kimikë të këtij grupi ka formën ns 2 , Ku n– numri i periudhës në të cilën ndodhet elementi.
Për shkak të veçorive të strukturës elektronike të metaleve të grupit IIA, këta elementë, përveç zeros, janë në gjendje të kenë vetëm një gjendje të vetme oksidimi, të barabartë me +2. Substancat e thjeshta të formuara nga elementët e grupit IIA, kur marrin pjesë në ndonjë reaksion kimik, mund të oksidohen vetëm, d.m.th. dhuroni elektrone:
Me 0 - 2e - → Me +2
Kalciumi, stronciumi, bariumi dhe radiumi janë jashtëzakonisht reaktivë. Substancat e thjeshta të formuara prej tyre janë agjentë reduktues shumë të fortë. Magnezi është gjithashtu një agjent i fortë reduktues. Aktiviteti reduktues i metaleve u bindet ligjeve të përgjithshme të ligjit periodik të D.I. Mendeleev dhe rritet poshtë nëngrupit.
Ndërveprimi me substanca të thjeshta
me oksigjen
Pa ngrohje, beriliumi dhe magnezi nuk reagojnë as me oksigjenin atmosferik dhe as me oksigjenin e pastër për faktin se ato janë të mbuluara me filma të hollë mbrojtës të përbërë nga oksidet BeO dhe MgO, përkatësisht. Ruajtja e tyre nuk kërkon ndonjë metodë të veçantë të mbrojtjes nga ajri dhe lagështia, ndryshe nga metalet e tokës alkaline, të cilat ruhen nën një shtresë të një lëngu inert ndaj tyre, më shpesh vajguri.
Be, Mg, Ca, Sr, kur digjen në oksigjen, formojnë okside të përbërjes MeO, dhe Ba - një përzierje e oksidit të bariumit (BaO) dhe peroksidit të bariumit (BaO 2):
2 Mg + O 2 \u003d 2 MgO
2Ca + O 2 \u003d 2CaO
2Ba + O 2 \u003d 2BaO
Ba + O 2 \u003d BaO 2
Duhet të theksohet se gjatë djegies së metaleve alkaline tokësore dhe magnezit në ajër, reagimi i këtyre metaleve me azotin atmosferik gjithashtu zhvillohet krah për krah, si rezultat i të cilit, përveç përbërjeve të metaleve me oksigjen, nitridet me të përgjithshme Formohet edhe formula Me 3 N 2.
me halogjene
Berili reagon me halogjenet vetëm në temperatura të larta, ndërsa pjesa tjetër e metaleve të Grupit IIA tashmë në temperaturën e dhomës:
Mg + I 2 \u003d MgI 2 - jodidi i magnezit
Ca + Br 2 \u003d CaBr 2 - bromur kalciumi
Ba + Cl 2 \u003d BaCl 2 - klorur bariumi
me jometale të grupeve IV–VI
Të gjitha metalet e grupit IIA reagojnë kur nxehen me të gjitha jometalet e grupeve IV-VI, por në varësi të pozicionit të metalit në grup, si dhe aktivitetit të jometaleve, kërkohet një shkallë e ndryshme nxehjeje. Meqenëse beriliumi është kimikisht më inerti nga të gjitha metalet e grupit IIA, reagimet e tij me jometalet kërkojnë shumë më tepër. O temperaturë të lartë.
Duhet të theksohet se reaksioni i metaleve me karbonin mund të formojë karbide të natyrës së ndryshme. Ka karbide që lidhen me metanidet dhe derivate të konsideruar konvencionalisht të metanit, në të cilat të gjithë atomet e hidrogjenit zëvendësohen nga një metal. Ato, si metani, përmbajnë karbon në gjendjen e oksidimit -4 dhe gjatë hidrolizës së tyre ose ndërveprimit me acidet jooksiduese, metani është një nga produktet. Ekziston edhe një lloj tjetër i karbiteve - acetilenidet, të cilat përmbajnë jonin C 2 2-, i cili në fakt është një fragment i molekulës së acetilenit. Karbidet e llojit të acetilenidit pas hidrolizës ose ndërveprimit me acidet jooksiduese formojnë acetilenin si një nga produktet e reaksionit. Çfarë lloj karabit - metanid ose acetilenid - do të merret nga ndërveprimi i një ose një metali tjetër me karbonin varet nga madhësia e kationit metalik. Si rregull, metanidet formohen me jone metalikë që kanë një rreze të vogël, dhe acetilide me jone më të mëdhenj. Në rastin e metaleve të grupit të dytë, metanidi fitohet nga bashkëveprimi i beriliumit me karbonin:
Metalet e mbetura të grupit II A formojnë acetilenide me karbon:
Me silikon, metalet e grupit IIA formojnë silicide - komponime të llojit Me 2 Si, me nitrogjen - nitride (Me 3 N 2), fosfor - fosfide (Me 3 P 2):
me hidrogjen
Të gjitha metalet e tokës alkaline reagojnë kur nxehen me hidrogjen. Në mënyrë që magnezi të reagojë me hidrogjenin, nuk mjafton vetëm ngrohja, si në rastin e metaleve alkaline tokësore, përveç temperaturës së lartë, kërkohet edhe presion i shtuar i hidrogjenit. Beriliumi nuk reagon me hidrogjen në asnjë kusht.
Ndërveprimi me substanca komplekse
me ujë
Të gjitha metalet alkaline tokësore reagojnë në mënyrë aktive me ujin për të formuar alkalet (hidroksidet e metaleve të tretshme) dhe hidrogjenin. Magnezi reagon me ujin vetëm gjatë zierjes, për faktin se kur nxehet, filmi mbrojtës i oksidit të MgO tretet në ujë. Në rastin e beriliumit, filmi mbrojtës i oksidit është shumë rezistent: uji nuk reagon me të as kur zien, as edhe në temperaturën e nxehtësisë së kuqe:
me acide jooksiduese
Të gjitha metalet e nëngrupit kryesor të grupit II reagojnë me acidet jooksiduese, pasi ato janë në serinë e aktivitetit në të majtë të hidrogjenit. Në këtë rast, formohet një kripë e acidit përkatës dhe hidrogjenit. Shembuj reagimi:
Be + H 2 SO 4 (razb.) \u003d BeSO 4 + H 2
Mg + 2HBr \u003d MgBr 2 + H 2
Ca + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + H 2
me acide oksiduese
− acid nitrik i holluar
Të gjitha metalet e grupit IIA reagojnë me acid nitrik të holluar. Në këtë rast, produktet e reduktimit në vend të hidrogjenit (si në rastin e acideve jooksiduese) janë oksidet e azotit, kryesisht oksidi i azotit (I) (N 2 O), dhe në rastin e acidit nitrik shumë të holluar, nitrat amonit ( NH 4 NO 3):
4Ca + 10HNO 3 ( razb .) \u003d 4Ca (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
4Mg + 10HNO3 (shumë i zbërthyer)\u003d 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
− acid nitrik i koncentruar
Acidi nitrik i koncentruar në temperaturë të zakonshme (ose të ulët) pasivizon beriliumin, d.m.th. nuk reagon me të. Kur zien, reagimi është i mundur dhe vazhdon kryesisht në përputhje me ekuacionin:
Magnezi dhe metalet e tokës alkaline reagojnë me acid nitrik të përqendruar për të formuar një gamë të gjerë produktesh të ndryshme për reduktimin e azotit.
− acid sulfurik i koncentruar
Beriliumi pasivizohet me acid sulfurik të koncentruar, d.m.th. nuk reagon me të në kushte normale, megjithatë, reagimi vazhdon gjatë zierjes dhe çon në formimin e sulfatit të beriliumit, dioksidit të squfurit dhe ujit:
Be + 2H 2 SO 4 → BeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Bariumi gjithashtu pasivizohet nga acidi sulfurik i koncentruar për shkak të formimit të sulfatit të patretshëm të bariumit, por reagon me të kur nxehet, sulfati i bariumit tretet kur nxehet në acid sulfurik të koncentruar për shkak të shndërrimit të tij në hidrogjen sulfat bariumi.
Metalet e mbetura të grupit kryesor IIA reagojnë me acid sulfurik të përqendruar në çdo kusht, përfshirë në të ftohtë. Reduktimi i squfurit mund të ndodhë në SO 2, H 2 S dhe S, në varësi të aktivitetit të metalit, temperaturës së reaksionit dhe përqendrimit të acidit:
Mg + H2SO4 ( konk .) \u003d MgSO 4 + SO 2 + H 2 O
3Mg + 4H2SO4 ( konk .) \u003d 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O
4Ca + 5H2SO4 ( konk .) \u003d 4CaSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
me alkalet
Magnezi dhe metalet e tokës alkaline nuk ndërveprojnë me alkalet, dhe beriliumi reagon lehtësisht si me tretësirat e alkalit ashtu edhe me alkalet anhidër gjatë shkrirjes. Për më tepër, kur reaksioni kryhet në një tretësirë ujore, uji gjithashtu merr pjesë në reagim, dhe produktet janë tetrahidroksoberilate të metaleve alkaline ose tokësore alkaline dhe hidrogjenit të gaztë:
Be + 2KOH + 2H 2 O \u003d H 2 + K 2 - tetrahidroksoberillat kaliumi
Gjatë kryerjes së reaksionit me alkali të ngurtë gjatë shkrirjes, formohen berilate të metaleve alkaline ose tokësore alkaline dhe hidrogjenit.
Be + 2KOH \u003d H 2 + K 2 BeO 2 - berilat kaliumi
me okside
Metalet alkaline të tokës, si dhe magnezi, mund të zvogëlojnë metalet më pak aktive dhe disa jometale nga oksidet e tyre kur nxehen, për shembull:
Metoda e rikthimit të metaleve nga oksidet e tyre me magnez quhet magneziumtermia.
Shpërndarja në natyrë dhe marrja. Magnezi dhe kalciumi janë elementë të zakonshëm në Tokë (magnezi është i teti, kalciumi është i gjashti), dhe pjesa tjetër e elementeve janë më të rrallë. Stronciumi dhe radiumi janë elementë radioaktivë.
Në koren e tokës beriliumështë në formën e mineraleve: beril Bëhu 3 Al 2 (Si0 3) 6, fenakiti Bëhu 2 Si0 4 . Varietetet transparente të berilit me ngjyrë papastërti (jeshile smeraldi, blu akuamarinë etj.) - gurë të çmuar. Në të vërtetë njihen 54 minerale të beriliumit, më i rëndësishmi prej tyre është berili (dhe varietetet e tij - smeraldi, akuamarin, heliodor, harabel, rosterit, bazzite).
Magneziështë pjesë e silikatit (midis tyre mbizotëron olivina Mg 2 Si0 4), karbonat ( dolomiti CaMg(C03)2, magnezit MgC0 3) dhe minerale kloride ( karnalit KClMgCl 2 -6H 2 0). Një sasi e madhe magnezi gjendet në ujin e detit (deri në 0,38% MgCl 2) dhe në ujin e disa liqeneve (deri në 30% MgCl 2).
Kalciumi të përfshira në formën e silikateve dhe aluminosilikateve në shkëmbinj (granite, gneiss, etj.), karbonat në formë kalciti CaCO 3, përzierjet e kalcitit dhe dolomitit (mermer), sulfat (anhidrit CaS0 4 dhe gipsi CaS0 4 -2H 2 0) si dhe fluor (fluorit CaF 2) dhe fosfat (apatit Ca 5 (P0 4) 3), etj.
Mineralet esenciale stroncium Dhe barium: karbonateve (strontianite SrC0 3, thahet BaCO 3) dhe sulfate (celestine SrS0 4, barit BaSO 4). Radiumi gjendet në xehet e uraniumit.
Në industri berilium, magnez, kalcium, stroncium dhe barium marrin:
- 1) elektroliza e shkrirjeve të klorureve MeCl 2, të cilave u shtohen NaCl ose kloride të tjera për të ulur pikën e shkrirjes;
- 2) Metodat termike metalike dhe qymyrit në temperatura 1000-1300°C.
Veçanërisht beriliumi i pastër përftohet nga shkrirja në zonë. Për të marrë magnez të pastër (99,999% Mg), magnezi teknik sublimohet në mënyrë të përsëritur në vakum. Barium me pastërti të lartë përftohet me metodën aluminotermike nga BaO.
Vetite fizike dhe kimike. Në formën e substancave të thjeshta, këto janë metale me shkëlqim argjendi të bardhë, beriliumi është i fortë (mund të presë xhamin), por i brishtë, pjesa tjetër është e butë dhe e urtë. Një tipar i beriliumit është se ai është i mbuluar në ajër me një film të hollë oksidi që mbron metalin nga veprimi i oksigjenit edhe në temperatura të larta. Mbi 800°C, beriliumi oksidohet dhe në temperaturën 1200°C, beriliumi metalik digjet, duke u shndërruar në një pluhur të bardhë BeO.
Me një rritje të numrit rendor të një elementi, densiteti, pikat e shkrirjes dhe të vlimit rriten. Elektronegativiteti i elementeve të këtij grupi është i ndryshëm. Për Be, është mjaft i lartë (ze = 1,57), gjë që përcakton karakterin amfoterik të përbërjeve të tij.
Të gjitha metalet në formë të lirë janë më pak reaktive se metalet alkaline, por janë mjaft aktive (ato gjithashtu ruhen nën vajguri në enë të mbyllura, dhe kalciumi zakonisht gjendet në kanaçe metalike të mbyllura fort).
Ndërveprimi me substanca të thjeshta. Aktiviteti kimik i metaleve rritet në një nëngrup nga lart poshtë me një rritje të numrit serik.
Në ajër, ato oksidohen për të formuar okside MeO, ndërsa stroncium dhe barium, kur nxehen në ajër në ~500°C, formojnë perokside Me0 2, të cilat dekompozohen në oksid dhe oksigjen në temperatura më të larta. Ndërveprimi me substanca të thjeshta është paraqitur në diagram:
Të gjitha metalet ndërveprojnë në mënyrë aktive me jometalet: me oksigjen ata formojnë okside MeO (Me \u003d Be - Ra), me halogjene - halogjene, për shembull kloride MeCl 2, me hidrogjen - hidride MeU 2, me sulfur - sulfide MeS, me azot - Me 3 nitride N 2, me karbon - karbide (acetilenide) MeS 2, etj.
Me metalet, ato formojnë përzierje eutektike, tretësira të ngurta dhe komponime ndërmetalike. Berilium me disa forma të elementeve d berilide - komponimet me përbërje të ndryshueshme MeBe 12 (Me = Ti, Nb, Ta, Mo), MeBe tl (Me = Nb, Ta), të karakterizuara nga pika të larta shkrirjeje dhe rezistencë ndaj oksidimit kur nxehen në 1200-1600°C.
Qëndrimi ndaj ujit, acidet dhe alkalet. Beriliumi në ajër është i mbuluar me një shtresë oksidi, e cila shkakton reduktimin e aktivitetit të tij kimik dhe parandalon ndërveprimin e tij me ujin. Shfaq veti amfoterike, reagon me acidet dhe alkalet me çlirimin e hidrogjenit. Në këtë rast, formohen kripëra të llojeve kationike dhe anionike:
Berilium pasivativ HN0 3 dhe H 2 S0 4 i ftohtë i koncentruar.
Magnezi, si beriliumi, është rezistent ndaj ujit. Ai ndërvepron me ujin e ftohtë shumë ngadalë, pasi Mg (OH) 2 që rezulton është pak i tretshëm; kur nxehet, reaksioni përshpejtohet me tretjen e Mg(OII) 2 . Ai shpërndahet shumë fuqishëm në acide. Përjashtim bëjnë HF dhe H 3 P0 4 , të cilat formojnë komponime pak të tretshme me të. Magnezi, ndryshe nga beriliumi, nuk ndërvepron me alkalet.
Metalet e nëngrupit të kalciumit (toka alkaline) reagojnë me ujë dhe acidet klorhidrike dhe sulfurike të holluara për të lëshuar hidrogjen dhe formojnë hidroksidet dhe kripërat përkatëse:
Me alkalet, ngjashëm me magnezin, ato nuk ndërveprojnë. Vetitë e përbërjeve të elementeve të nëngrupit HA. Komponimet me oksigjen. Oksidi dhe hidroksidi i beriliumit kanë natyrë amfoterike, pjesa tjetër janë themelore. Bazat që janë lehtësisht të tretshme në ujë janë Sr (OH) 2 dhe Ba (OH) 2, ato klasifikohen si alkale.
Oksidi BeO është zjarrdurues (δ-shkrirë = 2530°C), ka një përçueshmëri termike të rritur dhe, pas kalcinimit paraprak në 400°C, inertitet kimik. Ka një karakter amfoterik, ndërvepron gjatë shkrirjes me oksidet acidike dhe bazike, si dhe me acidet dhe alkalet kur nxehet, duke formuar, përkatësisht, kripëra beriliumi dhe berillate:
Hidroksidi përkatës i beriliumit Be (OH) 2 sillet në mënyrë të ngjashme - duke mos u tretur në ujë, është i tretshëm si në acide ashtu edhe në alkale:
Për precipitimin e tij, nuk përdoret alkali, por një bazë e dobët - hidroksidi i amonit:
Hidroliza e kripërave të beriliumit vazhdon me formimin e precipitateve të kripërave bazë të dobët të tretshme, për shembull:
Vetëm berilatet e metaleve alkali janë të tretshëm.
Oksid MgO (magnezi e djegur) - substancë inerte zjarrduruese (? pl = 2800°C). Në teknologji, ajo merret nga dekompozimi termik i karbonatit:
MgO i imët kristalor, përkundrazi, është kimikisht aktiv dhe është oksidi kryesor. Ndërvepron me ujin, thith CO 2, tretet lehtësisht në acide.
oksidet metalet alkaline të tokës marrin në laborator zbërthimi termik i karbonateve ose nitrateve përkatëse:
në industri - zbërthimi termik i karbonateve natyrore. Oksidet ndërveprojnë fuqishëm me ujin, duke formuar baza të forta, të cilat janë të dytat për nga forca pas alkaleve. Në serinë Be (OH) 2 -> Ca (OH) 2 -> Sr (OH) 2 -> Ba (OH) 2, natyra themelore e hidroksideve, tretshmëria e tyre dhe qëndrueshmëria termike janë përmirësuar. Të gjithë ata ndërveprojnë fuqishëm me acidet për të formuar kripërat përkatëse:
Ndryshe nga kripërat e beriliumit, kripërat e tretshme në ujë të metaleve alkaline tokësore dhe magnezit nuk i nënshtrohen hidrolizës së kationeve.
Tretshmëria në ujë e kripërave të elementeve të nëngrupit PA është e ndryshme. Të tretshëm mirë janë kloruret, bromidet, jodidet, sulfidet (Ca - Ba), nitratet, nitritet (Mg - Ba). Pak të tretshme dhe praktikisht të patretshme - fluoride (Mg - Ba), sulfate (Ca - Ba), ortofosfate, karbonate, silikate.
Komponimet me hidrogjen dhe jometale. Hidridet MeH 2, nitridet Me 3 N 2, karbidet MeS 2 (acetilide) janë të paqëndrueshme, dekompozohen me ujë për të formuar hidroksidet përkatëse dhe përbërjet e hidrogjenit ose hidrogjenit të jometaleve:
Aplikacion. Berilium formon lehtësisht lidhje me shumë metale, duke u dhënë atyre fortësi, forcë, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj korrozionit. Bronzet e beriliumit (lidhjet e bakrit me 1-3% berilium) kanë veti unike. Ndryshe nga beriliumi i pastër, ato i përshtaten mirë përpunimit, për shembull, ato mund të përdoren për të bërë shirita të hollë deri në 0,1 mm. Rezistenca në tërheqje e këtyre bronzëve është më e madhe se ajo e shumë çeliqeve të lidhur. Me kalimin e moshës, forca e tyre rritet. Ato janë jomagnetike, kanë përçueshmëri të lartë elektrike dhe termike. Për shkak të këtij kompleksi pronash, ato përdoren gjerësisht në teknologjinë e aviacionit dhe hapësirës. Në reaktorët bërthamorë, beriliumi përdoret si moderator dhe reflektor neutron. Në një përzierje me preparate radiumi, ai shërben si një burim i neutroneve të prodhuara nga veprimi i grimcave alfa në Be:
BeO përdoret si një material kimikisht rezistent dhe zjarrdurues për prodhimin e kavanozave dhe qeramikës speciale.
Magnezi përdoret kryesisht për prodhimin e lidhjeve "ultra të lehta", në metalotermi - për prodhimin e Ti, Zr, V, U, etj. Lidhja më e rëndësishme e magnezit është elektron(3-10% A1 2 0 3, 2-3% Zn, pjesa tjetër Mg), e cila, për shkak të forcës dhe densitetit të ulët (1,8 g / cm 3), përdoret në raketa dhe inxhinieri avionësh. Përzierjet e pluhurit të magnezit me agjentë oksidues përdoren për ndriçim dhe raketa ndezëse, predha, në teknologjinë fotografike dhe ndriçuese. Magnezia e djegur MgO përdoret në prodhimin e magnezit, si mbushës në prodhimin e gomës, për pastrimin e produkteve të naftës, në prodhimin e lëndëve zjarrduruese, materialeve të ndërtimit etj.
Kloruri MgCl 2 përdoret për marrjen e magnezit, në prodhimin e çimentos magneziane, e cila përftohet nga përzierja e MgO të parakalcinuar me një tretësirë ujore 30% të MgCl 2 . Kjo përzierje gradualisht kthehet në një masë të ngurtë të bardhë, rezistente ndaj acideve dhe alkaleve.
Aplikimi kryesor i metalit kalcium - agjent reduktues në prodhimin e shumë metaleve në tranzicion, uraniumit, elementëve të tokës së rrallë (REE).
Karbidi i kalciumit CaC 2 - për prodhimin e acetilenit, CaO - në prodhimin e zbardhuesit, Ca (OH) 2, CaC0 3, CaS0 4 H 2 0 - në ndërtim. Ca(OH) 2 ( qumësht gëlqereje, gëlqere e shuar) përdoret si bazë e tretshme e lirë. Përbërjet natyrore të kalciumit përdoren gjerësisht në prodhimin e lidhësve për llaç, për prodhimin e betonit, pjesëve të ndërtimit dhe strukturave. Lidhësit janë çimento, materiale gipsi, gëlqere dhe të tjera Materialet e gipsit janë, para së gjithash, gipsi i djegur, ose alabastri, - hidrat i përbërjes 2CaS0 4 H 2 0. Aplikimi kryesor stroncium Dhe barium - marrës në pajisjet elektrovakum. Zgjidhja Ba(OH) 2 ( ujë barit, barit kaustik) - reagent laboratorik për një reaksion cilësor ndaj CO 2 . Titanati i bariumit (BaTi0 3) është përbërësi kryesor i dielektrikëve, piezo- dhe ferroelektrikëve.
toksiciteti i elementeve. Të gjitha përbërjet e beriliumit janë toksike! Pluhuri i beriliumit dhe komponimeve të tij është veçanërisht i rrezikshëm. Stronciumi dhe bariumi, duke qenë helme për nervat dhe muskujt, kanë gjithashtu toksicitet të përgjithshëm. Komponimet e bariumit shkaktojnë sëmundje inflamatore të trurit. Toksiciteti i kripërave të bariumit varet shumë nga tretshmëria e tyre. Sulfati i bariumit praktikisht i patretshëm (i pastër) nuk është helmues, por kripërat e tretshme: kloruri, nitrat, acetati i bariumit, etj. janë shumë toksike (0,2-0,5 g klorur bariumi shkaktojnë helmim, doza vdekjeprurëse - 0,8-0,9 G). Efekti toksik i kripërave të stronciumit është i ngjashëm me atë të kripërave të bariumit. Oksidet e kalciumit dhe metaleve të tjera alkaline tokësore në formë pluhuri irritojnë mukozën dhe në kontakt me lëkurën shkaktojnë djegie të rënda. Oksidi i stronciumit vepron në mënyrë të ngjashme me oksidin e kalciumit, por shumë më i fortë. Kripërat e metaleve alkaline tokësore shkaktojnë sëmundje të lëkurës.
