Beriliy va magniy guruhga kiradi. Magniy va kaltsiy

Ishqoriy tuproq metallari davriy sistemaning ikkinchi guruhiga kiruvchi elementlardir. Bularga kaltsiy, magniy, bariy, berilliy, stronsiy va radiy kabi moddalar kiradi. Ushbu guruhning nomi suvda ishqoriy reaktsiya berishini ko'rsatadi.

Ishqoriy va ishqoriy tuproq metallari, toʻgʻrirogʻi ularning tuzlari tabiatda keng tarqalgan. Ular minerallar bilan ifodalanadi. Istisno - radiy, u juda kam uchraydigan element hisoblanadi.

Yuqoridagi barcha metallar ba'zi umumiy fazilatlarga ega, bu ularni bir guruhga birlashtirishga imkon berdi.

Ishqoriy tuproq metallari va ularning fizik xossalari

Bu elementlarning deyarli barchasi kulrang qattiq moddalardir (hech bo'lmaganda normal sharoitda va aytmoqchi, fizik xususiyatlari bir oz farq qiladi - bu moddalar, garchi juda barqaror bo'lsa ham, oson ta'sir qiladi.

Qizig'i shundaki, jadvaldagi seriya raqami bilan metallning zichlik kabi ko'rsatkichi ham o'sib boradi. Misol uchun, bu guruhda kaltsiy eng past ko'rsatkichga ega, radiy esa temirga o'xshash.

Ishqoriy tuproq metallari: kimyoviy xossalari

Boshlash uchun shuni ta'kidlash kerakki, kimyoviy faollik davriy jadvalning seriya raqamiga ko'ra ortadi. Masalan, berilliy ancha barqaror element hisoblanadi. U faqat kuchli qizdirilganda kislorod va galogenlar bilan reaksiyaga kirishadi. Xuddi shu narsa magniy uchun ham amal qiladi. Ammo kaltsiy xona haroratida ham asta-sekin oksidlanishga qodir. Guruhning qolgan uchta vakili (radiy, bariy va stronsiy) xona haroratida ham atmosfera kislorodi bilan tezda reaksiyaga kirishadi. Shuning uchun bu elementlar kerosin qatlami bilan qoplangan holda saqlanadi.

Bu metallarning oksidlari va gidroksidlarining faolligi ham xuddi shunday ortadi. Masalan, berilliy gidroksid suvda erimaydi va amfoter modda hisoblanadi, lekin juda kuchli gidroksidi hisoblanadi.

Ishqoriy tuproq metallari va ularning qisqacha tavsiflari

Berilliy ochiq kulrang qattiq metalldir, toksikligi yuqori. Element birinchi marta 1798 yilda kimyogar Voquelin tomonidan kashf etilgan. Tabiatda berilliyning bir nechta minerallari mavjud, ulardan quyidagilar eng mashhurlari hisoblanadi: beril, fenakit, danalit va xrizoberil. Aytgancha, ba'zi berilliy izotoplari juda radioaktivdir.

Qizig'i shundaki, berilning ba'zi shakllari qimmatbaho toshlardir. Bularga zumrad, akuamarin va geliodor kiradi.

Beriliydan ba'zi qotishmalar olish uchun ishlatiladi.Bu element neytronlarni sekinlashtirish uchun ishlatiladi.

Kaltsiy eng mashhur gidroksidi tuproq metallaridan biridir. Uning sof shaklida kumush rangga ega yumshoq oq moddadir. Sof kaltsiy birinchi marta 1808 yilda ajratilgan. Tabiatda bu element marmar, ohaktosh va gips kabi minerallar shaklida mavjud. Kaltsiy zamonaviy texnologiyalarda keng qo'llaniladi. Kimyoviy yoqilg'i manbai sifatida, shuningdek, yong'inga chidamli material sifatida ishlatiladi. Hech kimga sir emaski, kaltsiy birikmalari qurilish materiallari va dori-darmonlarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Bu element har bir tirik organizmda ham mavjud. Asosan, u vosita apparatining ishlashi uchun javobgardir.

Magniy o'ziga xos kul rangga ega engil va etarlicha egiluvchan metalldir. U 1808 yilda sof shaklda izolyatsiya qilingan, ammo uning tuzlari ancha oldin ma'lum bo'lgan. Magniy magnezit, dolomit, karnallit, kieserit kabi minerallarda mavjud. Aytgancha, magniy tuzi dengiz suvida bu moddaning juda ko'p birikmalarini beradi.

II A guruh elementlarining xossalari.

Xususiyatlari	4Be	12 mg	20 Ca	38 Sr	56Ba	88Ra
Atom massasi	9,012	24,305	40,80	87,62	137,34	226,025
Elektron konfiguratsiya*
	0,113	0,160	0,190	0,213	0,225	0,235
	0,034	0,078	0,106	0,127	0,133	0,144
Ionizatsiya energiyasi	9,32	7,644	6,111	5,692	5,21	5,28
Nisbiy elektro- salbiylik	1,5	1,2	1,0	1,0	0,9	0,9
Mumkin bo'lgan oksidlanish holatlari
Clarke, at.% (tarqatish- tabiatdagi g'alati	1*10 -3	1,4	1,5	8*10 -3	5*10 -3	8*10 -12
Agregat holati (Yaxshi.).	S E R D E S E S T V A
Rang	Kulrang po'lat	Kumush g'ovakli	S E R E B R I S T O - OQ
	1283	649,5	850	770	710	700
	2970	1120	1487	1367	1637	1140
Zichlik	1,86	1,741	1,540	2,67	3,67
Standart elektrod potentsiali	1,73	2,34	2,83	2,87	2,92

*Tegishli elementlar atomlarining tashqi elektron sathlarining konfiguratsiyasi berilgan. Qolgan elektron darajalarning konfiguratsiyasi oldingi davrni yakunlagan va qavslar ichida ko'rsatilgan asil gazlar uchun mos keladi.

Jadvalda keltirilgan ma'lumotlarga ko'ra, IIA guruhining elementlari past (ammo hali ham eng past emas: IA gr. bilan solishtiring) ionlanish energiyasi va nisbiy elektronegativlikka ega va bu qiymatlar Be dan Ba ​​gacha kamayadi, bu bizga imkon beradi. bu elementlar tipik qaytaruvchi metallar, Ba esa Bega nisbatan faolroq, degan xulosaga kelish.

Ve - alyuminiy kabi, amfoter xususiyatlarini ko'rsatadi. Biroq, Beda metall xususiyatlar hali ham metall bo'lmaganlarga qaraganda aniqroq. Beriliy, IIA guruhining boshqa elementlaridan farqli o'laroq, ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi.

Be birikmalaridagi kimyoviy bog'lanishlar asosan kovalent, boshqa barcha elementlarning birikmalaridagi (Mg - Ra) bog'lar esa ion tabiatiga ega. Shu bilan birga, IA guruh elementlarida bo'lgani kabi, galogenlar va kislorod bilan bog'lanish juda kuchli, vodorod, uglerod, azot, fosfor va oltingugurt bilan ular oson gidrolizlanadi.

jismoniy xususiyatlar. Bu kumush-oq metallar, nisbatan engil, yumshoq (berilliydan tashqari), egiluvchan, eriydigan (beriliydan tashqari hamma narsa), yaxshi elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Amaliy foydalanish. Be yadroviy texnologiyada neytron moderatori va absorber sifatida ishlatiladi. Beriliyning mis - bronza bilan qotishmalari juda chidamli, nikel bilan esa - ular yuqori kimyoviy qarshilikka ega, shuning uchun ular jarrohlikda qo'llaniladi.

Mg, Ca - metallotermiyada yaxshi qaytaruvchi moddalar sifatida ishlatiladi.

Ca, Sr, Ba - gazlar bilan juda oson reaksiyaga kirishadi va vakuum texnologiyasida qabul qiluvchi (havodan yutuvchi) sifatida ishlatiladi.

Kvitansiya. Ishqoriy tuproq metallari yuqori reaktiv bo'lib, tabiatda erkin holatda bo'lmaydi, ular galoid eritmalarini elektroliz qilish yoki metallotermiya yo'li bilan olinadi. Tabiatda ishqoriy tuproq elementlari quyidagi minerallar tarkibiga kiradi: -beril; - dala shpati; - bishofit - tibbiyotda va elektroliz yo'li bilan magniy ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Metallurgiyada berilliy olish uchun ftorberillatlardan foydalaniladi: .

Kimyoviy xossalari. Ishqoriy tuproq metallari kislorod, galogenlar, metall bo'lmaganlar, suv va kislotalar bilan oson reaksiyaga kirishadi, ayniqsa qizdirilganda:

Bu reaktsiya kaltsiy va bariy uchun ayniqsa oson, shuning uchun ular maxsus sharoitlarda saqlanadi.

Bariy persulfidi BaS fosfordir.

Atsetilidlarning gidrolizi natijasida asetilen hosil bo'ladi:

Oddiy moddalarning bevosita o'zaro ta'sirida Be va Mg ning vodorod bilan birikmalarini olish mumkin emas edi: reaktsiya ketmaydi unda qanday juda oson ketadi. Olingan gidridlar kuchli qaytaruvchi moddalardir. passivatsiya, reaktsiya yo'q

Ishqoriy tuproq metallarining oksidlari. Ishqoriy tuproq elementlarining oksidlari qurilishda keng qo'llaniladi. Ular tuzlarning parchalanishi natijasida olinadi: - CaO - so'nmagan ohak.

BeO dan BaO ga qadar oksidlar qatorida chapdan oʻngga qarab oksidlarning suvda eruvchanligi, asosiy xossalari va kimyoviy faolligi quyidagicha ortadi: BeO suvda erimaydi, amfoteren, MgO suvda ozgina eriydi, CaO, SrO, BaO esa suvda yaxshi eriydi. Me (OH) gidroksidlarining hosil bo'lishi: .

BeO ® BaO qatorida oksidlarning erish nuqtalari pasayadi. BeO va MgO oksidlarining erish nuqtalari »2500 ° C, bu ularni o'tga chidamli materiallar sifatida ishlatishga imkon beradi.

Ishqoriy tuproq metallarining gidroksidlari. Be (OH) 2 ® Ba (OH) 2 qatorida Me 2+ ionlarining radiusi ortadi va natijada gidroksidlarning asosiy xossalarining namoyon bo'lish ehtimoli, ularning suvda eruvchanligi ortadi: Be (OH) ) 2 - suvda ozgina eriydi, amfoterligi tufayli zaif kislotali va asosli xususiyatlarni namoyon qiladi va Ba (OH) 2 suvda yaxshi eriydi va NaOH kabi kuchli asos bilan kuchini solishtirish mumkin.

Beriliy gidroksidning amfoterligini quyidagi reaksiyalar orqali ko‘rsatish mumkin:

Ishqoriy tuproq metallarining tuzlari. Eriydigan tuzlar Be va Ba - zaharli, zaharli! CaF 2- kam eriydigan tuz, tabiatda ftorit yoki florit shaklida uchraydi, optikada qo'llaniladi. CaCl 2, MgCl 2- suvda yaxshi eriydi, tibbiyotda va kimyoviy sintezda qurituvchi sifatida ishlatiladi. Karbonatlar qurilishda ham keng qo'llaniladi: CaCO 3H MgCO 3- dolomit - qurilishda va Vg va Ca olish uchun ishlatiladi. CaCO 3 - kaltsit, bo'r, marmar, Islandiya shpati, MgCO 3- magnezit. Tabiiy suvdagi eruvchan karbonatlarning miqdori uning qattiqligini belgilaydi: . Sulfatlar, shuningdek, ishqoriy tuproq metallarining keng tarqalgan tabiiy birikmalaridir: CaSO 4H 2H 2 O- gips - qurilishda keng qo'llaniladi. MgSO 4H 7H 2 O- epsomit, "inglizcha achchiq tuz", BaSO 4- floroskopiya yordamida dasturni topadi. Fosfatlar: Ca 3 (RO 4) 2- fosforit, Ca (H 2 RO 4) 2, CaHRO 4- cho'kma - o'g'it ishlab chiqarish uchun ishlatiladi; Ca 5 (RO 4) 3H (OH -, F -, Cl -) - appatit - tabiiy mineral Ca, NH 4 Mg (PO 4)- ozgina eriydigan birikma. Boshqa tuzlar ham ma'lum: Ca (NO 3) 2H 2H 2 O- Norvegiya selitrasi, Mg(ClO 4) 2- Angidron juda yaxshi qurituvchi hisoblanadi.

IIA guruhida faqat metallar mavjud - Be (berilliy), Mg (magniy), Ca (kaltsiy), Sr (stronsiy), Ba (bariy) va Ra (radiy). Bu guruhning birinchi vakili berilliyning kimyoviy xossalari ushbu guruhning boshqa elementlarining kimyoviy xossalaridan eng kuchli farq qiladi. Uning kimyoviy xossalari ko'p jihatdan boshqa guruh IIA metallariga qaraganda alyuminiyga ham o'xshaydi ("diagonal o'xshashlik"). Magniy kimyoviy xossalari bo'yicha Ca, Sr, Ba va Ra dan sezilarli darajada farq qiladi, ammo ular bilan berilliyga qaraganda ancha o'xshash kimyoviy xususiyatlarga ega. Kaltsiy, stronsiy, bariy va radiyning kimyoviy xossalarining sezilarli o'xshashligi tufayli ular bir oilaga birlashtirilgan, deyiladi. gidroksidi tuproq metallar.

IIA guruhining barcha elementlari tegishli s-elementlar, ya'ni. ularning barcha valentlik elektronlarini o'z ichiga oladi s-pastki daraja. Shunday qilib, ushbu guruhning barcha kimyoviy elementlarining tashqi elektron qatlamining elektron konfiguratsiyasi shaklga ega ns 2 , Qayerda n– element joylashgan davr raqami.

IIA guruhi metallarining elektron tuzilishining o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, bu elementlar nolga qo'shimcha ravishda +2 ga teng bo'lgan faqat bitta oksidlanish darajasiga ega bo'lishga qodir. IIA guruhining elementlari tomonidan hosil bo'lgan oddiy moddalar, har qanday kimyoviy reaktsiyalarda qatnashganda, faqat oksidlanishi mumkin, ya'ni. elektronlarni berish:

Men 0 - 2e - → Men +2

Kaltsiy, stronsiy, bariy va radiy juda reaktivdir. Ular tomonidan hosil qilingan oddiy moddalar juda kuchli qaytaruvchi moddalardir. Magniy ham kuchli kamaytiruvchi vositadir. Metalllarning qaytaruvchi faolligi D.I davriy qonunining umumiy qonunlariga bo'ysunadi. Mendeleev va kichik guruhni pastga oshiradi.

Oddiy moddalar bilan o'zaro ta'siri

kislorod bilan

Isitilmasdan berilliy va magniy atmosfera kislorodi bilan ham, sof kislorod bilan ham reaksiyaga kirishmaydi, chunki ular mos ravishda BeO va MgO oksidlaridan iborat nozik himoya plyonkalari bilan qoplangan. Ularni saqlash havo va namlikdan himoya qilishning maxsus usullarini talab qilmaydi, ishqoriy tuproq metallaridan farqli o'laroq, ular uchun suyuqlik inert qatlami ostida saqlanadi, ko'pincha kerosin.

Be, Mg, Ca, Sr kislorodda yondirilganda MeO tarkibidagi oksidlarni hosil qiladi va Ba - bariy oksidi (BaO) va bariy peroksid (BaO 2) aralashmasi:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

2Ba + O 2 \u003d 2BaO

Ba + O 2 \u003d BaO 2

Shuni ta'kidlash kerakki, ishqoriy tuproq metallari va magniyning havoda yonishi paytida ushbu metallarning atmosfera azoti bilan reaktsiyasi ham yonma-yon boradi, buning natijasida metallarning kislorod bilan birikmalaridan tashqari, nitridlarning umumiy formulasi Me 3 N 2 ham hosil bo'ladi.

halogenlar bilan

Berilliy galogenlar bilan faqat yuqori haroratda reaksiyaga kirishadi, qolgan IIA guruhi metallari esa xona haroratida:

Mg + I 2 \u003d MgI 2 - magniy yodidi

Ca + Br 2 \u003d CaBr 2 - kaltsiy bromidi

Ba + Cl 2 \u003d BaCl 2 - bariy xlorid

IV-VI guruhdagi nometallar bilan

IIA guruhining barcha metallari IV-VI guruhlarning barcha nometallari bilan qizdirilganda reaksiyaga kirishadi, lekin metallning guruhdagi holatiga, shuningdek, metall bo'lmaganlarning faolligiga qarab, qizdirishning boshqa darajasi talab qilinadi. Berilliy IIA guruhidagi barcha metallar orasida kimyoviy jihatdan eng inert bo'lganligi sababli, uning metall bo'lmaganlar bilan reaksiyalari sezilarli darajada ko'proq talab qiladi. O yuqori harorat.

Shuni ta'kidlash kerakki, metallarning uglerod bilan reaksiyasi turli tabiatdagi karbidlarni hosil qilishi mumkin. Metanidlar bilan bog'liq karbidlar va an'anaviy hisoblangan metan hosilalari mavjud bo'lib, ularda barcha vodorod atomlari metall bilan almashtiriladi. Ular, metan kabi, -4 oksidlanish darajasida uglerodni o'z ichiga oladi va ularning gidrolizlanishi yoki oksidlovchi bo'lmagan kislotalar bilan o'zaro ta'sirida metan mahsulotlardan biridir. Bundan tashqari, boshqa turdagi karbidlar - asetilenidlar mavjud bo'lib, ular aslida asetilen molekulasining bir qismi bo'lgan C 2 2- ionini o'z ichiga oladi. Asetilenid tipidagi karbidlar gidroliz yoki oksidlanmaydigan kislotalar bilan o'zaro ta'sirlashganda reaksiya mahsulotlaridan biri sifatida asetilenni hosil qiladi. U yoki bu metalning uglerod bilan o'zaro ta'siri natijasida qanday turdagi karbid - metanid yoki asetilenid olinadi, bu metall kationining o'lchamiga bog'liq. Qoida tariqasida, metanidlar kichik radiusga ega bo'lgan metall ionlari va kattaroq ionlar bilan atsetilidlar bilan hosil bo'ladi. Ikkinchi guruh metallari uchun berilliyning uglerod bilan o'zaro ta'siri natijasida metanid olinadi:

II A guruhining qolgan metallari uglerod bilan atsetilenidlarni hosil qiladi:

Kremniy bilan IIA guruhidagi metallar silisidlar - Me 2 Si tipidagi birikmalar, azot bilan - nitridlar (Me 3 N 2), fosfor - fosfidlar (Me 3 P 2):

vodorod bilan

Barcha gidroksidi tuproq metallari vodorod bilan qizdirilganda reaksiyaga kirishadi. Magniyning vodorod bilan reaksiyaga kirishishi uchun ishqoriy tuproq metallaridagi kabi faqat isitishning o'zi etarli emas, yuqori haroratga qo'shimcha ravishda vodorod bosimining oshishi ham talab qilinadi. Beriliy hech qanday sharoitda vodorod bilan reaksiyaga kirishmaydi.

Murakkab moddalar bilan o'zaro ta'siri

suv bilan

Barcha gidroksidi tuproq metallari gidroksidi (eruvchan metall gidroksidlari) va vodorod hosil qilish uchun suv bilan faol reaksiyaga kirishadi. Magniy suv bilan faqat qaynash vaqtida reaksiyaga kirishadi, chunki qizdirilganda MgO ning himoya oksidi plyonkasi suvda eriydi. Beriliy holatida himoya oksidi plyonkasi juda chidamli: suv qaynayotganda ham, hatto qizil haroratda ham u bilan reaksiyaga kirishmaydi:

oksidlovchi bo'lmagan kislotalar bilan

II guruhning asosiy kichik guruhining barcha metallari oksidlanmaydigan kislotalar bilan reaksiyaga kirishadi, chunki ular vodorodning chap tomonidagi faollik qatorida joylashgan. Bunday holda, mos keladigan kislota va vodorodning tuzi hosil bo'ladi. Reaktsiya misollari:

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

oksidlovchi kislotalar bilan

− suyultirilgan nitrat kislota

IIA guruhining barcha metallari suyultirilgan nitrat kislota bilan reaksiyaga kirishadi. Bunda vodorod o‘rniga qaytarilish mahsulotlari (oksidlovchi bo‘lmagan kislotalarda bo‘lgani kabi) azot oksidlari, asosan azot oksidi (I) (N 2 O), yuqori darajada suyultirilgan azot kislotasi bo‘lsa, ammoniy nitrat ( NH 4 NO 3):

4Ca + 10HNO 3 ( razb .) \u003d 4Ca (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

4Mg + 10HNO3 (juda ajratilgan)\u003d 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

− konsentrlangan azot kislotasi

Oddiy (yoki past) haroratda konsentrlangan nitrat kislota berilliyni passivlashtiradi, ya'ni. u bilan munosabat bildirmaydi. Qaynatganda reaktsiya mumkin va asosan tenglamaga muvofiq davom etadi:

Magniy va ishqoriy tuproq metallari konsentrlangan nitrat kislota bilan reaksiyaga kirishib, turli xil azotni qaytaruvchi mahsulotlarni hosil qiladi.

− konsentrlangan sulfat kislota

Berilliy konsentrlangan sulfat kislota bilan passivlanadi, ya'ni. normal sharoitda u bilan reaksiyaga kirishmaydi, ammo reaktsiya qaynash paytida davom etadi va berilliy sulfat, oltingugurt dioksidi va suv hosil bo'lishiga olib keladi:

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

Bariy erimaydigan bariy sulfat hosil boʻlishi tufayli konsentrlangan sulfat kislota bilan ham passivlanadi, lekin qizdirilganda u bilan reaksiyaga kirishadi, bariy sulfat konsentrlangan sulfat kislotada qizdirilganda bariy vodorod sulfatga aylanishi tufayli eriydi.

Asosiy guruh IIA qolgan metallar har qanday sharoitda, shu jumladan sovuqda ham konsentrlangan sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishadi. Oltingugurtning qaytarilishi SO 2, H 2 S va S gacha bo'lishi mumkin, bu metallning faolligiga, reaktsiya haroratiga va kislota konsentratsiyasiga bog'liq:

Mg + H 2 SO 4 ( kons .) \u003d MgSO 4 + SO 2 + H 2 O

3Mg + 4H2SO4 ( kons .) \u003d 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Ca + 5H2SO4 ( kons .) \u003d 4CaSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

ishqorlar bilan

Magniy va gidroksidi tuproq metallari ishqorlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi, berilliy esa gidroksidi eritmalar bilan ham, erish jarayonida suvsiz ishqorlar bilan ham oson reaksiyaga kirishadi. Bundan tashqari, reaktsiya suvli eritmada amalga oshirilganda, suv ham reaktsiyada ishtirok etadi va mahsulotlar gidroksidi yoki gidroksidi tuproq metallari va gazsimon vodorodning tetragidroksoberillatlari:

Be + 2KOH + 2H 2 O \u003d H 2 + K 2 - kaliy tetrahidroksobilat

Eritish jarayonida qattiq ishqor bilan reaksiya olib borilganda gidroksidi yoki gidroksidi tuproq metallari va vodorod berillatlari hosil bo'ladi.

Be + 2KOH \u003d H 2 + K 2 BeO 2 - kaliy berillati

oksidlar bilan

Ishqoriy tuproq metallari, shuningdek magniy, qizdirilganda kamroq faol metallar va ba'zi metall bo'lmaganlarni oksidlaridan kamaytirishi mumkin, masalan:

Metalllarni oksidlaridan magniy bilan tiklash usuli magniytermiya deb ataladi.

Tabiatda tarqalishi va olinishi. Magniy va kaltsiy Yerdagi keng tarqalgan elementlardir (magniy sakkizinchi, kaltsiy oltinchi), qolgan elementlar esa kamroq. Stronsiy va radiy radioaktiv elementlardir.

Yer qobig'ida berilliy minerallar shaklida bo'ladi: beril 3 Al 2 (Si0 3) 6, fenakit 2 Si0 4 bo'lsin. Nopok rangli shaffof beril navlari (yashil zumradlar, ko'k akuamarinlar boshqalar) - qimmatbaho toshlar. 54 ta berilliy minerallari ma'lum, ulardan eng muhimi beril (va uning navlari - zumrad, akuamarin, geliodor, chumchuq, rosterit, bazzit).

Magniy silikat tarkibiga kiradi (ular orasida ustunlik qiladi olivin Mg 2 Si0 4), karbonat ( dolomit CaMg(C0 3) 2 , magnezit MgC0 3) va xlorid minerallari ( karnallit KClMgCl 2 -6H 2 0). Ko'p miqdorda magniy dengiz suvida (0,38% gacha MgCl 2) va ba'zi ko'llar suvida (30% MgCl 2 gacha) mavjud.

Kaltsiy tog' jinslarida silikatlar va aluminosilikatlar (granitlar, gneyslar va boshqalar), karbonat shaklida mavjud. kaltsit CaCO 3, kaltsit va dolomit aralashmalari (marmar), sulfat (anhidrit CaS0 4 va gips CaS0 4 -2H 2 0) hamda ftorid (ftorit CaF 2) va fosfat (apatit Ca 5 (P0 4) 3) va boshqalar.

Muhim minerallar stronsiy Va bariy: karbonatlar (strontianit SrC0 3, quriydi BaCO 3) va sulfatlar (selestin SrS0 4, barit BaSO 4). Radiy uran rudalarida topilgan.

Sanoatda berilliy, magniy, kaltsiy, stronsiy va bariy qabul qilish:

• 1) erish nuqtasini pasaytirish uchun NaCl yoki boshqa xloridlar qo'shiladigan MeCl 2 xlorid eritmalarini elektroliz qilish;
• 2) 1000-1300 ° S haroratda metall- va ko'mir-termik usullar.

Ayniqsa, sof berilliy zonali eritish orqali olinadi. Sof magniy (99,999% Mg) olish uchun texnik magniy vakuumda qayta-qayta sublimatsiya qilinadi. BaO dan aluminotermik usulda yuqori tozalikdagi bariy olinadi.

Fizikaviy va kimyoviy xossalari. Oddiy moddalar shaklida bular yaltiroq kumush-oq metallar, berilliy qattiq (u shishani kesishi mumkin), ammo mo'rt, qolganlari yumshoq va egiluvchan. Beriliyning o'ziga xos xususiyati shundaki, u havoda nozik oksidli plyonka bilan qoplangan bo'lib, u metallni yuqori haroratlarda ham kislorod ta'siridan himoya qiladi. 800°S dan yuqori haroratda berilliy oksidlanadi, 1200°S haroratda metall berilliy yonib, oq BeO kukuniga aylanadi.

Elementning tartib raqami ortishi bilan zichlik, erish va qaynash nuqtalari ortadi. Bu guruh elementlarining elektromanfiyligi har xil. Be uchun u ancha yuqori (ze = 1,57), bu uning birikmalarining amfoter xarakterini belgilaydi.

Erkin shakldagi barcha metallar gidroksidi metallarga qaraganda kamroq reaktivdir, lekin ular ancha faoldir (ular kerosin ostida muhrlangan idishlarda saqlanadi va kaltsiy odatda mahkam yopiq metall qutilarda saqlanadi).

Oddiy moddalar bilan o'zaro ta'siri. Metalllarning kimyoviy faolligi kichik guruhda seriya raqamining ortishi bilan yuqoridan pastgacha ortadi.

Havoda ular oksidlanib MeO oksidlarini hosil qiladi, stronsiy va bariy esa havoda ~500°C gacha qizdirilganda Me0 2 peroksidlarini hosil qiladi, ular yuqori haroratlarda oksid va kislorodga parchalanadi. Oddiy moddalar bilan o'zaro ta'sir diagrammada keltirilgan:

Barcha metallar metall bo'lmaganlar bilan faol o'zaro ta'sir qiladi: kislorod bilan ular MeO oksidlarini hosil qiladi (Me \u003d Be - Ra), galogenlar bilan - galogenidlar, masalan, MeCl 2 xloridlar, vodorod bilan - MeU 2 gidridlar, oltingugurt bilan - MeS sulfidlari, azot bilan - Me 3 nitrid N 2, uglerod bilan - karbidlar (atsetilenidlar) MeS 2 va boshqalar.

Metalllar bilan ular evtektik aralashmalar, qattiq eritmalar va intermetall birikmalar hosil qiladi. berilliy ba'zi d-elementlar shakllari bilan berillidlar - o'zgaruvchan tarkibli MeBe 12 (Me = Ti, Nb, Ta, Mo), MeBe tl (Me = Nb, Ta) birikmalari, yuqori erish nuqtalari va 1200-1600 ° S gacha qizdirilganda oksidlanishga chidamliligi bilan ajralib turadi.

Suvga munosabat, kislotalar va ishqorlar. Havodagi berilliy oksidli plyonka bilan qoplangan, bu uning kimyoviy faolligini pasaytiradi va suv bilan o'zaro ta'sirini oldini oladi. U amfoter xossalarini namoyon qiladi, kislotalar va ishqorlar bilan vodorod ajralib chiqishi bilan reaksiyaga kirishadi. Bunday holda, kationik va anion tipdagi tuzlar hosil bo'ladi:

Konsentrlangan sovuq HN0 3 va H 2 S0 4 berilliyni passivlashtiradi.

Magniy, xuddi berilliy kabi, suvga chidamli. U sovuq suv bilan juda sekin ta'sir qiladi, chunki hosil bo'lgan Mg (OH) 2 yomon eriydi; qizdirilganda Mg(OII) 2 ning erishi bilan reaksiya tezlashadi. U kislotalarda juda kuchli eriydi. Istisnolar HF va H 3 P0 4 bo'lib, u bilan kam eriydigan birikmalar hosil qiladi. Magniy, berilliydan farqli o'laroq, ishqorlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

Kaltsiy kichik guruhidagi metallar (ishqoriy tuproq) suv va suyultirilgan xlorid va sulfat kislotalar bilan reaksiyaga kirishib, vodorodni ajratib, tegishli gidroksidlar va tuzlarni hosil qiladi:

Ishqorlar bilan, xuddi magniy kabi, ular o'zaro ta'sir qilmaydi. HA kichik guruhi elementlari birikmalarining xossalari. Kislorod bilan birikmalar. Beriliy oksidi va gidroksid tabiatda amfoter, qolganlari asosdir. Suvda oson eriydigan asoslar Sr (OH) 2 va Ba (OH) 2, ular ishqorlar deb tasniflanadi.

BeO oksidi o'tga chidamli (erit = 2530 ° C), yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va 400 ° C da dastlabki kalsinatsiyadan so'ng kimyoviy inertlikka ega. U amfoter xususiyatga ega, sintez paytida kislotali va asosiy oksidlar bilan, shuningdek qizdirilganda kislotalar va ishqorlar bilan o'zaro ta'sir qiladi, mos ravishda berilliy tuzlari va berillatlar hosil qiladi:

Tegishli berilliy gidroksid Be (OH) 2 xuddi shunday harakat qiladi - suvda erimaydi, u kislotalarda ham, ishqorlarda ham eriydi:

Uning cho'kishi uchun gidroksidi emas, balki zaif asos - ammoniy gidroksid ishlatiladi:

Beriliy tuzlarining gidrolizi yomon eriydigan asosli tuzlarning cho'kmalarini hosil qilish bilan davom etadi, masalan:

Faqat gidroksidi metall berillatlar eriydi.

MgO oksidi (kuygan magnesiya) - refrakter (? pl = 2800 ° C) inert modda. Texnologiyada u karbonatning termal parchalanishi orqali olinadi:

Nozik kristalli MgO, aksincha, kimyoviy faol va asosiy oksid hisoblanadi. Suv bilan o'zaro ta'sir qiladi, CO 2 ni o'zlashtiradi, kislotalarda oson eriydi.

oksidlar ishqoriy tuproq metallari qabul qilish laboratoriyada Tegishli karbonatlar yoki nitratlarning termal parchalanishi:

sanoatda - tabiiy karbonatlarning termal parchalanishi. Oksidlar suv bilan kuchli o'zaro ta'sir qiladi, kuchli asoslarni hosil qiladi, ular kuch jihatidan ishqorlardan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Be (OH) 2 -> Ca (OH) 2 -> Sr (OH) 2 -> Ba (OH) 2 qatorida gidroksidlarning asosiy tabiati, eruvchanligi va issiqlik barqarorligi kuchayadi. Ularning barchasi tegishli tuzlarni hosil qilish uchun kislotalar bilan kuchli o'zaro ta'sir qiladi:

Beriliy tuzlaridan farqli o'laroq, ishqoriy tuproq metallari va magniyning suvda eruvchan tuzlari kation gidroliziga uchramaydi.

PA-kichik guruh elementlari tuzlarining suvda eruvchanligi har xil. Xloridlar, bromidlar, yodidlar, sulfidlar (Ca - Ba), nitratlar, nitritlar (Mg - Ba) yaxshi eriydi. Bir oz eriydi va amalda erimaydi - ftoridlar (Mg - Ba), sulfatlar (Ca - Ba), ortofosfatlar, karbonatlar, silikatlar.

Vodorod va metall bo'lmaganlar bilan birikmalar. MeH 2 gidridlari, Me 3 N 2 nitridlari, MeS 2 karbidlari (atsetilenidlar) beqaror, suv bilan parchalanib, tegishli gidroksidlar va nometalllarning vodorod yoki vodorod birikmalarini hosil qiladi:

Ilova. berilliy osonlik bilan ko'plab metallar bilan qotishma hosil qiladi, bu ularga katta qattiqlik, kuch, issiqlikka chidamlilik va korroziyaga chidamliligini beradi. Beriliy bronzalari (1-3% berilliy bo'lgan mis qotishmalari) o'ziga xos xususiyatlarga ega. Sof berilliydan farqli o'laroq, ular ishlov berish uchun yaxshi yordam beradi, masalan, ular 0,1 mm gacha nozik chiziqlar qilish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu bronzalarning tortishish kuchi ko'plab qotishma po'latlarnikidan kattaroqdir. Yoshi bilan ularning kuchi ortadi. Ular magnit bo'lmagan, yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Ushbu xususiyatlar majmuasi tufayli ular aviatsiya va kosmik texnikada keng qo'llaniladi. Yadro reaktorlarida berilliy neytron moderatori va reflektor sifatida ishlatiladi. Radiy preparatlari bilan aralashmada u Bega alfa zarralari ta'sirida hosil bo'lgan neytronlarning manbai bo'lib xizmat qiladi:

BeO tigel va maxsus keramika ishlab chiqarish uchun kimyoviy chidamli va o'tga chidamli material sifatida ishlatiladi.

Magniy asosan "ultra yengil" qotishmalar ishlab chiqarish uchun, metallotermiyada - Ti, Zr, V, U va boshqalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Eng muhim magniy qotishmasi. elektron(3-10% A1 2 0 3, 2-3% Zn, qolganlari Mg), bu o'zining mustahkamligi va past zichligi (1,8 g / sm 3) tufayli raketa va samolyotsozlikda qo'llaniladi. Magniy kukunining oksidlovchi moddalar bilan aralashmasi yorug'lik va yondiruvchi raketalar, snaryadlar, fotografiya va yoritish texnologiyasida qo'llaniladi. Kuygan magneziya MgO magniy ishlab chiqarishda, kauchuk ishlab chiqarishda toʻldiruvchi sifatida, neft mahsulotlarini tozalashda, oʻtga chidamli materiallar, qurilish materiallari va boshqalar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

MgCl 2 xlorid magniy olish uchun, magniy tsement ishlab chiqarishda ishlatiladi, bu MgCl 2 ning 30% suvli eritmasi bilan oldindan kaltsiylangan MgO aralashtirish orqali olinadi. Bu aralashma asta-sekin kislota va ishqorlarga chidamli oq qattiq massaga aylanadi.

Metallning asosiy qo'llanilishi kaltsiy - ko'plab o'tish metallarini, uranni, noyob tuproq elementlarini (REE) ishlab chiqarishda qaytaruvchi vosita.

Kaltsiy karbid CaC 2 - asetilen ishlab chiqarish uchun, CaO - oqartiruvchi ishlab chiqarishda, Ca (OH) 2, CaC0 3, CaS0 4 H 2 0 - qurilishda. Ca(OH) 2 ( ohak suti, o'chirilgan ohak) arzon eruvchan asos sifatida ishlatiladi. Tabiiy kaltsiy birikmalari ohak uchun birlashtiruvchi moddalar ishlab chiqarishda, beton, qurilish qismlari va inshootlarini ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Bog'lovchilar sementlar, gips materiallari, Laym va boshqalar Gips materiallari, eng avvalo, kuygan gips, yoki alebastr, - tarkibi 2CaS0 4 H 2 gidrati. Asosiy qo'llanilishi stronsiy Va bariy - elektrovakuum qurilmalaridagi oluvchilar. Eritmasi Ba(OH) 2 ( barit suv, kaustik barit) - CO 2 ga sifatli reaktsiya uchun laboratoriya reaktivi. Bariy titanat (BaTi0 3) dielektriklar, piezo- va ferroelektriklarning asosiy komponentidir.

elementlarning toksikligi. Beriliyning barcha birikmalari zaharli! Beriliy va uning birikmalarining changi ayniqsa xavflidir. Stronsiy va bariy asab va mushak zaharlari bo'lib, umumiy toksiklikka ham ega. Bariy birikmalari miyaning yallig'lanish kasalliklarini keltirib chiqaradi. Bariy tuzlarining toksikligi ularning eruvchanligiga juda bog'liq. Amalda erimaydigan bariy sulfat (sof) zaharli emas, balki eruvchan tuzlar: xlorid, nitrat, bariy asetat va boshqalar juda zaharli (0,2-0,5 g bariy xlorid zaharlanishni keltirib chiqaradi, o'ldiradigan dozasi - 0,8-0,9 G). Stronsiy tuzlarining toksik ta'siri bariy tuzlariga o'xshaydi. Kaltsiy va boshqa gidroksidi tuproqli metallarning chang ko'rinishidagi oksidlari shilliq qavatlarni bezovta qiladi va teri bilan aloqa qilganda kuchli kuyishlar paydo bo'ladi. Stronsiy oksidi kaltsiy oksidiga o'xshash ta'sir qiladi, lekin ancha kuchli. Ishqoriy tuproq metall tuzlari teri kasalliklarini keltirib chiqaradi.