A II. csoportba tartozó alkáliföldfémek, magnézium és berillium. Magnézium és kalcium Berillium alkálifém

Elterjedés a természetben és a termelés. A magnézium és a kalcium gyakori elem a Földön (a magnézium a nyolcadik, a kalcium a hatodik), a többi elem ritkább. A stroncium és a rádium radioaktív elemek.

A földkéregben berilliumásványi anyagok formájában találhatók meg: berill Legyen 3 Al 2 (Si0 3) 6, fenacit Legyen 2 Si0 4 . Szennyeződés színű átlátszó berill fajták (zöld smaragd, kék akvamarinok stb.) - drágakövek. 54 berillium ásvány ismeretes, amelyek közül a legfontosabb a berill (és fajtái - smaragd, akvamarin, heliodor, veréb, roasterite, bazzit).

Magnézium szilikát kőzetek része (köztük az uralkodó olivin Mg 2 Si0 4), karbonát ( dolomit CaMg(C03)2, magnezit MgC0 3) és klorid ásványok ( karnallit KClMgCl2-6H20). Nagy mennyiségű magnézium található a tengervízben (akár 0,38% MgCl 2) és egyes tavak vizében (akár 30% MgCl 2).

Kalcium szilikátok és alumínium-szilikátok formájában találhatók kőzetekben (gránitok, gneiszek stb.), karbonát formájában mészpát CaC0 3, kalcit és dolomit keverékei (üveggolyó), szulfát (anhidrit CaS0 4 és gipsz CaS0 4 -2H 2 0), valamint fluorid (fluorit CaF 2) és foszfát (apatit Ca 5 (P0 4) 3) stb.

Esszenciális ásványi anyagok stronciumÉs bárium: karbonátok (strontianit SrC0 3, hervadt BaCO 3) és szulfátok (celesztin SrS0 4, barit BaS0 4). Rádium uránércekben találhatók.

Az iparban berillium, magnézium, kalcium, stroncium és bárium kap:

• 1) olvadt MeCl 2 -kloridok elektrolízise, ​​amelyhez NaCl-t vagy más kloridokat adnak az olvadáspont csökkentése érdekében;
• 2) fém- és széntermikus módszerekkel 1000-1300°C hőmérsékleten.

A különösen tiszta berilliumot zóna olvasztással nyerik. A tiszta magnézium (99,999% Mg) előállításához a műszaki magnéziumot ismételten vákuumban szublimálják. A nagy tisztaságú báriumot aluminoterm módszerrel nyerik BaO-ból.

Fizikai és kémiai tulajdonságok. Egyszerű anyagok formájában ezek fényes ezüstfehér fémek, a berillium kemény (üveget tud vágni), de törékeny, a többi puha és képlékeny. A berillium különlegessége, hogy a levegőben vékony oxidfilmmel van bevonva, ami még magas hőmérsékleten is megvédi a fémet az oxigén hatásától. 800°C felett a berillium oxidálódik, 1200°C hőmérsékleten pedig a berillium fém ég, fehér BeO porrá alakul.

Egy elem rendszámának növekedésével nő a sűrűsége, az olvadáspontja és a forráspontja. E csoport elemeinek elektronegativitása eltérő. A Be esetében meglehetősen magas (ze = 1,57), ami meghatározza vegyületeinek amfoter jellegét.

A szabad formában lévő fémek kevésbé reakcióképesek az alkálifémekhez képest, de meglehetősen aktívak (zárt tartályokban kerozin alatt is tárolják, a kalciumot pedig általában szorosan lezárt fémdobozokban tárolják).

Kölcsönhatás egyszerű anyagokkal. A fémek kémiai aktivitása az alcsoportban felülről lefelé növekszik az atomszám növekedésével.

Levegőben MeO-oxidokká oxidálódnak, a stroncium és bárium pedig levegőn ~500°C-ra hevítve Me02-peroxidokat képez, amelyek magasabb hőmérsékleten oxiddá és oxigénné bomlanak. Az egyszerű anyagokkal való kölcsönhatás a diagramon látható:

Minden fém aktívan kölcsönhatásba lép a nemfémekkel: oxigénnel oxidokat képeznek MeO (Me = Be - Ra), halogénekkel - halogenidekkel, például MeCl 2 kloridokkal, hidrogénnel - MeH 2 hidridekkel, kénnel - MeS szulfidokkal, nitrogénnel - Me 3 nitridek N 2, szénnel - karbidok (acetilenidok) MeC 2 stb.

A fémekkel eutektikus keverékeket, szilárd oldatokat és intermetallikus vegyületeket képeznek. Berillium néhány d-elemes formával berillides - változó összetételű MeBe 12 (Me = Ti, Nb, Ta, Mo), MeBe tl (Me = Nb, Ta) vegyületek, melyeket 1200-1600°C-ra hevítve magas olvadáspont és oxidációval szembeni ellenállás jellemez.

Vízzel való kapcsolat, savak és lúgok. A levegőben lévő berilliumot oxidfilm borítja, ami csökkenti a kémiai aktivitását, és megakadályozza a vízzel való kölcsönhatását. Amfoter tulajdonságokat mutat, savakkal és lúgokkal reagálva hidrogént szabadít fel. Ebben az esetben kationos és anionos típusú sók képződnek:

A koncentrált hideg HN0 3 és H 2 S0 4 berillium passziválva van.

A magnézium a berilliumhoz hasonlóan vízálló. Hideg vízzel nagyon lassan reagál, mivel a keletkező Mg(OH) 2 rosszul oldódik; hevítéskor a reakció felgyorsul a Mg(OII) 2 oldódása miatt. Savakban nagyon erősen oldódik. Ez alól kivétel a HF és a H 3 P0 4, amelyek vele rosszul oldódó vegyületeket képeznek. A magnézium a berilliummal ellentétben nem lép kölcsönhatásba lúgokkal.

A kalcium alcsoport fémei (alkáliföldfém) vízzel és híg sósavval és kénsavval reagálva hidrogént szabadítanak fel, és a megfelelő hidroxidok és sók keletkeznek:

A magnéziumhoz hasonlóan nem lépnek kölcsönhatásba a lúgokkal. A HA alcsoport elemeinek vegyületeinek tulajdonságai. Oxigénvegyületek. A berillium-oxid és -hidroxid amfoter jellegű, a többi bázikus. A vízben jól oldódó bázisok az Sr(OH) 2 és a Ba(OH) 2, ezek a lúgok közé tartoznak.

A BeO-oxid tűzálló (δ olvadáspont = 2530 °C), megnövekedett hővezető képességgel rendelkezik, és 400 °C-on végzett előkalcinálás után kémiai tehetetlensége van. Amfoter természetű, és reagál mind savas, mind bázikus oxidokkal, valamint savakkal és lúgokkal hevítéskor, berilliumsókat, illetve berillátokat képezve:

A megfelelő Be(OH) 2 berillium-hidroxid hasonló módon viselkedik - anélkül, hogy vízben oldódna, savakban és lúgokban egyaránt oldódik:

Kicsapásához nem lúgot használnak, hanem gyenge bázist - ammónium-hidroxidot:

A berilliumsók hidrolízise rosszul oldódó bázikus sók kicsapódásával történik, például:

Csak az alkálifém berillátok oldódnak.

MgO-oxid (égetett magnézia) - tűzálló (? pl = 2800 °C) inert anyag. A technológiában a karbonát hőbontásával nyerik:

A finomkristályos MgO ezzel szemben kémiailag aktív, és a fő oxid. Kölcsönhatásba lép a vízzel, elnyeli a CO 2 -t, és könnyen oldódik savakban.

Oxidok alkáliföldfémek kap a laboratóriumban a megfelelő karbonátok vagy nitrátok hőbomlása:

az iparban - természetes karbonátok termikus bomlása. Az oxidok erőteljes reakcióba lépnek a vízzel, erős bázisokat képezve, amelyek erőssége a lúgok után következik be. A Be(OH) 2 -> Ca(OH) 2 -> Sr(OH) 2 -> Ba(OH) 2 sorozatban a hidroxidok bázikus jellege, oldhatóságuk és hőstabilitásuk nő. Ezek mindegyike erőteljesen reagál savakkal, és megfelelő sókat képez:

A berilliumsókkal ellentétben az alkáliföldfémek és a magnézium vízoldható sói nem mennek át kationos hidrolízisen.

A PA alcsoport elemeinek sóinak vízoldhatósága eltérő. Jól oldódnak a kloridok, bromidok, jodidok, szulfidok (Ca - Ba), nitrátok, nitritek (Mg - Ba). Gyengén oldódó és gyakorlatilag oldhatatlan - fluoridok (Mg - Ba), szulfátok (Ca - Ba), ortofoszfátok, karbonátok, szilikátok.

Hidrogénnel és nemfémekkel rendelkező vegyületek. A MeH 2 hidridek, Me 3 N 2 nitridek, MeC 2 karbidok (acetilenidok) instabilak, vízzel lebomlanak, és a megfelelő hidroxidokat és nemfémek hidrogén- vagy hidrogénvegyületeit képezik:

Alkalmazás. Berillium könnyen alkot ötvözeteket sok fémmel, így nagyobb keménységet, szilárdságot, hőállóságot és korrózióállóságot biztosít. A berilliumbronzok (1-3% berilliumot tartalmazó rézötvözetek) egyedülálló tulajdonságokkal rendelkeznek. A tiszta berilliummal ellentétben jól használhatók a mechanikai feldolgozásra, például csak 0,1 mm vastagságú szalagok készítésére alkalmasak. Ezeknek a bronzoknak a szakítószilárdsága nagyobb, mint sok ötvözött acélé. Ahogy öregszenek, erejük növekszik. Nem mágnesesek, és magas elektromos és hővezető képességgel rendelkeznek. Ennek az ingatlanegyüttesnek köszönhetően széles körben használják a repülés- és űrtechnológiában. Az atomreaktorokban a berilliumot moderátorként és neutronreflektorként használják. Rádium-készítményekkel keverve neutronforrásként szolgál az alfa-részecskék Be-re gyakorolt ​​hatására:

A BeO-t vegyileg ellenálló és tűzálló anyagként használják tégelyek és speciális kerámiák gyártásához.

Magnézium főként „ultrakönnyű” ötvözetek előállítására, metallotermiában - Ti, Zr, V, U stb. előállítására. A legfontosabb magnéziumötvözet a elektron(3-10% A1 2 0 3, 2-3% Zn, a többi Mg), amelyet szilárdsága és kis sűrűsége (1,8 g/cm 3) miatt rakéta- és repülőgépgyártásban használnak. A magnéziumpor oxidálószerekkel alkotott keverékeit gyújtó- és gyújtórakétákhoz, lövedékekhez, valamint fényképészeti és világító berendezésekhez használják. Az égetett magnézium-magnézium-oxidot a magnézium gyártásánál, gumigyártásban töltőanyagként, kőolajtermékek tisztítására, tűzálló anyagok, építőanyagok gyártásában stb.

A MgCl 2-kloridot a magnézium-cement előállítása során magnézium előállítására használják, amelyet úgy állítanak elő, hogy előkalcinált MgO-t 30%-os vizes MgCl 2-oldattal összekevernek. Ez a keverék fokozatosan fehér szilárd masszává válik, amely ellenáll a savaknak és lúgoknak.

A fém fő felhasználási területe kalcium - redukálószer számos átmeneti fém, urán és ritkaföldfém (REE) előállításában.

Kalcium-karbid CaC 2 - acetilén, CaO - fehérítő, Ca(OH) 2, CaC0 3, CaS0 4 H 2 0 - építőiparban. Ca(OH)2 ( mésztej, oltott mész) olcsó oldható bázisként használják. A természetes kalciumvegyületeket széles körben használják habarcsok kötőanyagainak gyártásában, betonok, épületrészek és szerkezetek gyártásához. A kötőanyagok közé tartozik cementek, gipsz anyagok, mész stb A gipszanyagok elsősorban égett vakolat, vagy alabástrom, - összetételű hidrát 2CaS0 4 H 2 0. Fő alkalmazási terület stronciumÉs bárium - gázelnyelők elektromos vákuumkészülékekben. oldat Ba(OH) 2 ( barit víz, maró barit) - laboratóriumi reagens a CO 2 -re adott minőségi reakcióhoz. A bárium-titanát (BaTi0 3) a dielektrikumok, piezo- és ferroelektromos anyagok fő alkotóeleme.

Az elemek toxicitása. Minden berilliumvegyület mérgező! A berilliumból és vegyületeiből származó por különösen veszélyes. A stroncium és a bárium, mivel ideg- és izommérgek, szintén általános mérgező hatásúak. A báriumvegyületek gyulladásos agyi betegségeket okoznak. A báriumsók toxicitása nagymértékben függ oldhatóságuktól. A gyakorlatilag oldhatatlan bárium-szulfát (tiszta) nem mérgező, de az oldható sók: klorid, nitrát, bárium-acetát stb. erősen mérgezőek (0,2-0,5 g bárium-klorid mérgezést okoz, halálos dózis - 0,8-0,9 G). A stronciumsók toxikus hatása hasonló a báriumsók hatásához. A kalcium és más alkáliföldfémek oxidjai por formájában irritálják a nyálkahártyákat, és bőrrel érintkezve súlyos égési sérüléseket okoznak. A stroncium-oxid a kalcium-oxidhoz hasonlóan hat, de sokkal erősebb. Az alkáliföldfémsók bőrbetegségeket okoznak.

Az alkáliföldfémek fogalma magában foglalja a periódusos rendszer II. csoportjába tartozó elemek egy részét: berillium, magnézium, kalcium, stroncium, bárium, rádium. Az utolsó négy fém az alkáliföldfém osztályozás legkifejezettebb jeleivel, ezért egyes forrásokban a berillium és a magnézium nem szerepel a listán, négy elemre korlátozva magukat.

A fém arról a tényről kapta a nevét, hogy amikor oxidjaik kölcsönhatásba lépnek a vízzel, lúgos környezet képződik. Az alkáliföldfémek fizikai tulajdonságai: minden elem szürke fémes színű, normál körülmények között szilárd szerkezetű, az atomszám növekedésével sűrűségük nő, olvadáspontja nagyon magas. Az alkálifémekkel ellentétben az ebbe a csoportba tartozó elemek nem vághatók késsel (a stroncium kivételével). Az alkáliföldfémek kémiai tulajdonságai: két vegyértékű elektronjuk van, aktivitásuk az atomszám növekedésével növekszik, és redukálószerként működnek a reakciókban.

Az alkáliföldfémek jellemzői magas aktivitásukra utalnak. Ez különösen vonatkozik a nagy sorozatszámú elemekre. Például a berillium normál körülmények között nem lép kölcsönhatásba oxigénnel és halogénekkel. A reakciómechanizmus beindításához 600 Celsius-fok feletti hőmérsékletre kell melegíteni. A magnézium normál körülmények között oxidfilmet tartalmaz a felületén, és nem lép reakcióba oxigénnel. A kalcium oxidálódik, de meglehetősen lassan. De a stroncium, a bárium és a rádium szinte azonnal oxidálódik, így oxigénmentes környezetben, kerozinréteg alatt tárolódnak.

Minden oxid növeli alapvető tulajdonságait a fém atomszámának növekedésével. A berillium-hidroxid egy amfoter vegyület, amely nem reagál vízzel, de jól oldódik savakban. A magnézium-hidroxid gyenge lúg, vízben oldhatatlan, de erős savakkal reakcióképes. A kalcium-hidroxid erős, vízben gyengén oldódó bázis, amely savakkal reagál. A bárium- és stroncium-hidroxidok erős bázisok, amelyek vízben jól oldódnak. A rádium-hidroxid pedig az egyik legerősebb lúg, amely jól reagál vízzel és szinte mindenféle savval.

Megszerzési módszerek

Az alkáliföldfém-hidroxidokat úgy állítják elő, hogy a tiszta elemet víznek teszik ki. A reakció szobakörülmények között megy végbe (kivéve a berilliumot, amelyhez hőmérséklet-emelkedés szükséges) hidrogénfejlődéssel. Hevítéskor minden alkáliföldfém reagál halogénekkel. A keletkező vegyületeket a műtrágyáktól kezdve az ultraprecíziós mikroprocesszor-alkatrészekig sokféle termék előállításához használják fel. Az alkáliföldfém-vegyületek ugyanolyan nagy aktivitást mutatnak, mint a tiszta elemek, ezért számos kémiai reakcióban használják őket.

Ez leggyakrabban cserereakciók során fordul elő, amikor egy kevésbé aktív fémet kell kiszorítani egy anyagból. Erős redukálószerként vesznek részt a redox reakciókban. A kalcium és magnézium kétértékű kationjai adják a víz úgynevezett keménységét. Ezt a jelenséget úgy lehet leküzdeni, hogy az ionokat fizikai művelettel kicsapják, vagy speciális lágyító anyagokat adnak a vízhez. Az alkáliföldfémsók az elemek savban való oldásával vagy cserereakciók eredményeként keletkeznek. A kapott vegyületek erős kovalens kötéssel rendelkeznek, ezért alacsony az elektromos vezetőképességük.

A természetben az alkáliföldfémek nem találhatók meg tiszta formában, mivel gyorsan kölcsönhatásba lépnek a környezettel, kémiai vegyületeket képezve. A földkéreg vastagságában található ásványok és kőzetek részei. A leggyakoribb a kalcium, ezt követi a magnézium, és meglehetősen gyakori a bárium és a stroncium. A berillium ritka fém, a rádium pedig nagyon ritka fém. A rádium felfedezése óta eltelt idő alatt mindössze másfél kilogramm tiszta fémet bányásztak az egész világon. A legtöbb radioaktív elemhez hasonlóan a rádiumnak is van izotópja, amelyből négy van.

Az alkáliföldfémeket összetett anyagok lebontásával és tiszta anyagok izolálásával állítják elő. A berilliumot úgy bányászják, hogy magas hőmérsékleten fluoridból redukálják. A bárium oxidjából redukálódik. A kalciumot, magnéziumot és stronciumot kloridolvadékuk elektrolízisével nyerik. A legnehezebb szintetizálni a tiszta rádiumot. Uránérc hatásával bányászják. A tudósok szerint átlagosan 3 gramm tiszta rádium van egy tonna ércben, bár vannak olyan gazdag lelőhelyek is, amelyek tonnánként 25 grammot is tartalmaznak. A fém izolálására kicsapási, frakcionált kristályosítási és ioncserés módszereket alkalmaznak.

Alkáliföldfémek alkalmazásai

Az alkáliföldfémek alkalmazási köre igen széles, és számos iparágat lefed. A berilliumot a legtöbb esetben ötvöző adalékként használják különféle ötvözetekben. Növeli az anyagok keménységét és szilárdságát, valamint jól védi a felületet a korróziótól. A radioaktív sugárzás gyenge abszorpciója miatt a berilliumot röntgengépek gyártásában és az atomenergiában is használják.

A magnéziumot a titángyártás egyik redukálószereként használják. Ötvözeteit nagy szilárdság és könnyűség jellemzi, ezért repülőgépek, autók, rakéták gyártásában használják őket. A magnézium-oxid fényes, vakító lánggal ég, ami visszatükröződik a katonai alkalmazásokban, ahol gyújtó- és nyomjelző lövedékek, fáklyák és villogó gránátok készítésére használják. A szervezet normális működésének szabályozásában az egyik legfontosabb elem, ezért egyes gyógyszerekben is megtalálható.

A kalciumot tiszta formájában gyakorlatilag nem használják. Más fémek vegyületeikből való kinyeréséhez, valamint a csontszövetet erősítő gyógyszerek előállításához szükséges. A stronciumot más fémek redukálására és a szupravezető anyagok előállításának fő összetevőjeként használják. A báriumot számos olyan ötvözethez adják, amelyeket agresszív környezetben való használatra terveztek, mivel kiváló védő tulajdonságokkal rendelkezik. A rádiumot a gyógyászatban a bőr rövid távú besugárzására használják rosszindulatú daganatok kezelésében.

Ezen elemek atomjai a külső energiaszinten két elektront tartalmaznak, amelyeket kémiai kölcsönhatások során adnak fel, ezért a legerősebb redukálószerek. Az összes vegyület oxidációs állapota +2. Ahogy a sorszám felülről lefelé növekszik egy alcsoportban, az elemek redukáló tulajdonságai nőnek, ami az atomjaik sugarának növekedésével jár.

Rádium- radioaktív elem, természeti tartalma alacsony.

Berillium, magnézium és alkáliföldfémek- egyszerű anyagok. Világos ezüstös-fehér fém, a stroncium arany árnyalatú. Sokkal keményebb, mint az alkálifémek, míg a bárium lágyabb, mint az ólom.

Normál hőmérsékletű levegőben a berillium és a magnézium felületét védő oxidfilm borítja. Az alkáliföldfémek aktívabban lépnek kölcsönhatásba a légköri oxigénnel, ezért kerozinréteg alatt vagy zárt edényekben tárolódnak, mint az alkálifémek.

Levegőn hevítve az összes szóban forgó fém erőteljesen ég, oxidokat képezve. A reakcióegyenletek felírásához az M fémek általános jelölését is használjuk:

A magnézium égési reakcióját vakító villanás kíséri, korábban sötét helyiségek fényképezésekor használták. Jelenleg elektromos vakut használnak.

A berillium, a magnézium és az összes alkáliföldfém reagál nemfémekkel - klórral, kénnel, nitrogénnel stb. - való melegítés során, kloridokat, szulfidokat, nitrideket képezve:

A II. csoport fő alcsoportjának összes féme közül csak a berillium gyakorlatilag nem lép kölcsönhatásba a vízzel (a felületén lévő védőfólia megakadályozza), a magnézium lassan reagál vele, a fennmaradó fémek normál körülmények között hevesen reagálnak a vízzel:

Az alumíniumhoz hasonlóan a magnézium és a kalcium is képes redukálni a ritka fémeket - nióbiumot, tantált, molibdént, volfrámot, titánt stb. - oxidjaikból.

A fémek előállítására szolgáló ilyen módszereket, az aluminotermiával analóg módon, magnézium- és kalciotermiának nevezik.

A magnéziumot és a kalciumot ritka fémek és könnyűötvözetek előállítására használják. Például a magnézium a duralumínium része, a kalcium pedig a csapágyak és kábelköpenyek gyártásához szükséges ólomötvözetek egyik összetevője.

Berillium, magnézium és alkáliföldfémek vegyületei. A természetben az alkáliföldfémek, az alkálifémekhez hasonlóan, magas kémiai aktivitásuk miatt csak vegyületek formájában találhatók meg.

Az MO-oxidok szilárd, fehér tűzálló anyagok, amelyek ellenállnak a magas hőmérsékletnek.

Alaptulajdonságokat mutatnak, kivéve a berillium-oxidot, amely amfoter jellegű.

A magnézium-oxid vízzel való reakcióban inaktív, az összes többi oxid nagyon hevesen reagál vele:

MO + H20 = M(OH)2

Az oxidokat karbonátok pörkölésével nyerik: MC03 = MO + C02

A mérnöki gyakorlatban a kalcium-oxidot, a CaO-t égetett mésznek, a MgO-t pedig égetett magnéziának nevezik. Mindkét oxidot építőanyag-gyártásban használják.

Az alkáliföldfém-hidroxidok lúgok közé tartoznak. Vízben való oldhatóságuk Ca(OH)2-ről Ba(OH)2-re nő. Ezeket a hidroxidokat úgy állítják elő, hogy a megfelelő oxidot vízzel reagáltatják.

A IIA csoport csak fémeket tartalmaz – Be (berillium), Mg (magnézium), Ca (kalcium), Sr (stroncium), Ba (bárium) és Ra (rádium). E csoport első képviselőjének, a berilliumnak a kémiai tulajdonságai a legerősebben különböznek e csoport többi elemének kémiai tulajdonságaitól. Kémiai tulajdonságai sok tekintetben még jobban hasonlítanak az alumíniumhoz, mint más IIA csoportos fémekhez (ún. „átlós hasonlóság”). A magnézium kémiai tulajdonságaiban is jelentősen eltér a Ca-tól, Sr-től, Ba-tól és Ra-tól, de még mindig sokkal hasonlóbb kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a berilliumé. A kalcium, a stroncium, a bárium és a rádium kémiai tulajdonságaiban mutatkozó jelentős hasonlóság miatt egy családba egyesítik az ún. alkáliföldfém fémek.

Az IIA csoport minden eleme ide tartozik s-elemek, pl. tartalmazzák az összes vegyértékelektronjukat s-alszint Így ennek a csoportnak az összes kémiai eleme külső elektronikus rétegének elektronikus konfigurációja ilyen formában van ns 2 , Ahol n– annak az időszaknak a száma, amelyben az elem található.

Az IIA csoportba tartozó fémek elektronszerkezetének sajátosságai miatt ezeknek az elemeknek a nullán kívül csak egyetlen +2-es oxidációs foka lehet. Az IIA csoport elemei által alkotott egyszerű anyagok, ha bármilyen kémiai reakcióban részt vesznek, csak oxidációra képesek, pl. elektronokat adományozni:

Én 0 – 2e — → Én +2

A kalcium, a stroncium, a bárium és a rádium rendkívül magas kémiai reakcióképességgel rendelkezik. Az általuk képződött egyszerű anyagok nagyon erős redukálószerek. A magnézium erős redukálószer is. A fémek redukciós aktivitása megfelel a D.I. periodikus törvény általános törvényeinek. Mengyelejev és lefelé növekszik az alcsoportban.

Kölcsönhatás egyszerű anyagokkal

oxigénnel

Melegítés nélkül a berillium és a magnézium nem lép reakcióba sem a légköri oxigénnel, sem a tiszta oxigénnel, mivel vékony védőfóliával vannak bevonva, amely BeO és MgO oxidokból áll. Tárolásuk nem igényel különleges védekezési módszereket a levegőtől és a nedvességtől, ellentétben az alkáliföldfémekkel, amelyeket a velük szemben közömbös folyékony réteg, leggyakrabban kerozin alatt tárolnak.

Legyen, Mg, Ca, Sr oxigénben égetve MeO összetételű oxidokat képez, és Ba - bárium-oxid (BaO) és bárium-peroxid (BaO 2) keveréke:

2Mg + O2 = 2MgO

2Ca + O2 = 2CaO

2Ba + O 2 = 2BaO

Ba + O 2 = BaO 2

Meg kell jegyezni, hogy amikor az alkáliföldfémek és a magnézium ég a levegőben, ezeknek a fémeknek a levegő nitrogénjével történő mellékreakciója is fellép, amelynek eredményeként a fémek oxigénnel alkotott vegyületei mellett Me 3 N általános képletű nitridek is előfordulnak. 2 is kialakul.

halogénekkel

A berillium csak magas hőmérsékleten lép reakcióba halogénekkel, a többi IIA csoport féme pedig már szobahőmérsékleten:

Mg + I 2 = MgI 2 – Magnézium-jodid

Ca + Br 2 = CaBr 2 – kalcium-bromid

Ba + Cl 2 = BaCl 2 – bárium-klorid

a IV–VI. csoportba tartozó nemfémekkel

Az IIA csoportba tartozó összes fém reagál hevítéskor a IV-VI. csoportba tartozó összes nemfémmel, de a fém csoportban elfoglalt helyzetétől, valamint a nemfémek aktivitásától függően különböző fokú melegítésre van szükség. Mivel a berillium kémiailag a legközömbösebb az IIA csoportba tartozó fémek közül, a nemfémekkel való reakciók során jelentős felhasználásra van szükség. O magasabb hőmérséklet.

Meg kell jegyezni, hogy a fémek szénnel való reakciója különböző jellegű karbidokat képezhet. Vannak olyan karbidok, amelyek a metanidokhoz tartoznak, és hagyományosan a metán származékainak tekintik, amelyekben az összes hidrogénatomot fém helyettesíti. Ezek a metánhoz hasonlóan -4 oxidációs állapotú szenet tartalmaznak, és amikor hidrolizálnak, vagy kölcsönhatásba lépnek nem oxidáló savakkal, az egyik termék a metán. Létezik egy másik típusú karbid is – az acetilenidok, amelyek a C 2 2- iont tartalmazzák, amely valójában az acetilénmolekula töredéke. A karbidok, például az acetilenidok hidrolízisükkor vagy nem oxidáló savakkal való kölcsönhatás során a reakciótermékek egyikeként acetilént képeznek. Egy adott fém szénnel való reakciója során kapott karbid - metanid vagy acetilenid - típusa a fémkation méretétől függ. A kis sugarú fémionok általában metanidot, a nagyobb ionok pedig acetilenideket képeznek. A második csoportba tartozó fémek esetében a metanidot a berillium és a szén kölcsönhatásával nyerik:

A IIA csoport többi féme szénnel acetilenideket képez:

Szilíciummal az IIA csoport fémei szilicideket - Me 2 Si típusú vegyületeket, nitrogénnel - nitrideket (Me 3 N 2), foszforral - foszfidokat (Me 3 P 2) képeznek:

hidrogénnel

Minden alkáliföldfém reagál a hidrogénnel hevítés közben. Ahhoz, hogy a magnézium reakcióba léphessen a hidrogénnel, önmagában a melegítés, mint az alkáliföldfémeknél, nem elegendő a magas hőmérséklet mellett, megnövelt hidrogénnyomásra is. A berillium semmilyen körülmények között nem lép reakcióba hidrogénnel.

Kölcsönhatás összetett anyagokkal

vízzel

Minden alkáliföldfém aktívan reagál vízzel, lúgokat (oldható fém-hidroxidot) és hidrogént képezve. A magnézium csak forralva lép reakcióba vízzel, mivel hevítéskor a védő oxidfilm MgO feloldódik a vízben. A berillium esetében a védő oxidfilm nagyon ellenálló: a víz sem forraláskor, sem vörösen forró hőmérsékleten nem reagál vele:

nem oxidáló savakkal

A II. csoport fő alcsoportjába tartozó összes fém reakcióba lép nem oxidáló savakkal, mivel ezek a hidrogéntől balra található aktivitássorokban vannak. Ebben az esetben a megfelelő sav és hidrogén sója képződik. Példák a reakciókra:

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

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

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

oxidáló savakkal

− hígított salétromsav

A IIA csoportba tartozó összes fém reakcióba lép híg salétromsavval. Ebben az esetben a redukciós termékek a hidrogén helyett (mint a nem oxidáló savak esetében) nitrogén-oxidok, elsősorban nitrogén-oxid (I) (N 2 O), erősen híg salétromsav esetén ammónium. nitrát (NH 4 NO 3):

4Ca + 10HNO3 ( razb .) = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

4Mg + 10HNO3 (nagyon homályos)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

− tömény salétromsav

A tömény salétromsav közönséges (vagy alacsony) hőmérsékleten passziválja a berilliumot, azaz. nem reagál vele. Forrás közben a reakció lehetséges, és túlnyomórészt a következő egyenlet szerint megy végbe:

A magnézium és az alkáliföldfémek tömény salétromsavval reagálva különféle nitrogénredukciós termékek széles skáláját képezik.

− tömény kénsav

A berilliumot tömény kénsavval passziválják, azaz. normál körülmények között nem reagál vele, de a reakció forráskor megy végbe, és berillium-szulfát, kén-dioxid és víz képződéséhez vezet:

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

A báriumot tömény kénsav is passziválja az oldhatatlan bárium-szulfát képződése miatt, de hevítéskor a bárium-szulfát tömény kénsavban feloldódik, mivel bárium-hidrogén-szulfáttá alakul.

A többi IIA főcsoport fémei tömény kénsavval reagálnak bármilyen körülmények között, beleértve a hideget is. A fém aktivitásától, a reakcióhőmérséklettől és a savkoncentrációtól függően a kén SO 2, H 2 S és S-vé redukálható:

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

3Mg + 4H2SO4 ( konc. .) = 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Ca + 5H2SO4 ( konc. .) = 4 CaSO 4 + H 2 S + 4 H 2 O

lúgokkal

A magnézium és az alkáliföldfémek nem lépnek kölcsönhatásba lúgokkal, a berillium pedig könnyen reagál mind lúgoldatokkal, mind vízmentes lúgokkal a fúzió során. Ebben az esetben, amikor a reakciót vizes oldatban hajtjuk végre, a reakcióban víz is részt vesz, és a termékek alkáli- vagy alkáliföldfémek tetrahidroxoberillátumai és hidrogéngáz:

Legyen + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - Kálium-tetrahidroxoberillát

Amikor az olvadás során szilárd lúggal reagálnak, alkáli- vagy alkáliföldfémek és hidrogén berillátjai képződnek

Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - kálium-berillát

oxidokkal

Az alkáliföldfémek, valamint a magnézium hevítés közben redukálhatják a kevésbé aktív fémeket és egyes nemfémeket az oxidjaikból, például:

A fémeket oxidjaikból magnéziummal redukálják, magnéziumnak nevezik.