Kovine skupine II, zemeljskoalkalijske kovine magnezij in berilij. Magnezij in kalcij Alkalijska kovina berilij

Razširjenost v naravi in ​​proizvodnja. Magnezij in kalcij sta pogosta elementa na Zemlji (magnezij je osmi, kalcij šesti), ostali elementi pa so redkejši. Stroncij in radij sta radioaktivna elementa.

V zemeljski skorji berilij najdemo v obliki mineralov: beril Be 3 Al 2 (Si0 3) 6 , fenacit Be 2 Si0 4 . Prozorne različice berila z nečistočo (zelena smaragdi, modra akvamarini itd.) - dragi kamni. Znanih je 54 berilijevih mineralov, med katerimi je najpomembnejši beril (in njegove različice - smaragd, akvamarin, heliodor, sparrowite, roasterit, bazit).

magnezij je del silikatnih kamnin (med njimi prevladuje olivin Mg 2 Si0 4), karbonat ( dolomit CaMg(C0 3) 2, magnezit MgC0 3) in kloridni minerali ( karnalit KClMgCl2-6H20). Velika količina magnezija se nahaja v morski vodi (do 0,38 % MgCl 2) in v vodi nekaterih jezer (do 30 % MgCl 2).

kalcij v obliki silikatov in aluminosilikatov v kamninah (graniti, gnajsi itd.), karbonat v obliki kalcit CaC0 3, mešanice kalcita in dolomita (marmor), sulfat (anhidrit CaS04 in mavec CaS0 4 -2H 2 0) kot tudi fluorid (fluorit CaF 2) in fosfat (apatit Ca 5 (P0 4) 3) itd.

Esencialni minerali stroncij in barij: karbonati (stroncianit SrC0 3, erit BaCO 3) in sulfati (celestin SrS0 4 , barit BaS0 4). Radij najdemo v uranovih rudah.

V industriji berilij, magnezij, kalcij, stroncij in barij dobiti:

• 1) elektroliza staljenih kloridov MeCl 2, ki jim dodajo NaCl ali druge kloride za znižanje tališča;
• 2) s kovinsko in ogljično termično metodo pri temperaturah 1000-1300 °C.

Posebej čist berilij dobimo s conskim taljenjem. Za pridobitev čistega magnezija (99,999 % Mg) tehnični magnezij večkrat sublimiramo v vakuumu. Barij visoke čistosti se pridobiva z aluminotermično metodo iz BaO.

Fizikalne in kemijske lastnosti. V obliki enostavnih snovi so to sijoče srebrno bele kovine, berilij je trd (lahko reže steklo), a krhek, ostale so mehke in duktilne. Posebnost berilija je, da je na zraku prevlečen s tanko oksidno plastjo, ki ščiti kovino pred delovanjem kisika tudi pri visokih temperaturah. Nad 800 °C berilij oksidira, pri temperaturi 1200 °C pa kovinski berilij zgori in se spremeni v bel prah BeO.

Ko se atomsko število elementa poveča, se povečajo gostota, tališče in vrelišče. Elektronegativnost elementov te skupine je drugačna. Za Be je precej visoka (ze = 1,57), kar določa amfoternost njegovih spojin.

Vse kovine v prosti obliki so manj reaktivne v primerjavi z alkalijskimi kovinami, vendar so precej aktivne (shranjujejo jih tudi pod kerozinom v zaprtih posodah, kalcij pa običajno v tesno zaprtih kovinskih pločevinkah).

Interakcija s preprostimi snovmi. Kemijska aktivnost kovin narašča v podskupini od zgoraj navzdol z naraščajočim atomskim številom.

Na zraku oksidirajo v okside MeO, stroncij in barij pa pri segrevanju na zraku na ~500°C tvorita perokside Me0 2, ki pri višjih temperaturah razpadejo na oksid in kisik. Interakcija s preprostimi snovmi je predstavljena v diagramu:

Vse kovine aktivno sodelujejo z nekovinami: s kisikom tvorijo okside MeO (Me = Be - Ra), s halogeni - halogenidi, na primer MeCl 2 kloridi, z vodikom - MeH 2 hidridi, z žveplom - MeS sulfidi, z dušikom - Me 3 nitridi N 2, z ogljikom - karbidi (acetilenidi) MeC 2 itd.

S kovinami tvorijo evtektične mešanice, trdne raztopine in intermetalne spojine. Berilij z nekaterimi oblikami d-elementov berilidi - spojine spremenljive sestave MeBe 12 (Me = Ti, Nb, Ta, Mo), MeBe tl (Me = Nb, Ta), za katere so značilna visoka tališča in odpornost proti oksidaciji pri segrevanju na 1200-1600 °C.

Odnos do vode, kisline in alkalije. Berilij v zraku je prekrit z oksidnim filmom, ki povzroča njegovo zmanjšano kemično aktivnost in preprečuje njegovo interakcijo z vodo. Ima amfoterne lastnosti in reagira s kislinami in alkalijami, da sprosti vodik. V tem primeru nastanejo soli kationskega in anionskega tipa:

Koncentrirana hladna HN0 3 in H 2 S0 4 berilij se pasivira.

Magnezij je tako kot berilij odporen na vodo. S hladno vodo reagira zelo počasi, saj je nastali Mg(OH) 2 slabo topen; pri segrevanju se reakcija pospeši zaradi raztapljanja Mg(OII) 2. Zelo močno se topi v kislinah. Izjema sta HF in H 3 P0 4, ki tvorita z njim slabo topne spojine. Magnezij, za razliko od berilija, ne deluje z alkalijami.

Kovine kalcijeve podskupine (zemeljsko alkalijske) reagirajo z vodo in razredčeno klorovodikovo in žveplovo kislino, da sprostijo vodik in tvorijo ustrezne hidrokside in soli:

Podobno kot magnezij ne delujejo z alkalijami. Lastnosti spojin elementov podskupine HA. Kisikove spojine. Berilijev oksid in hidroksid sta po naravi amfoterna, ostali pa bazični. Bazi, ki sta zelo topni v vodi, sta Sr(OH) 2 in Ba(OH) 2, ki ju uvrščamo med alkalije.

Oksid BeO je ognjevzdržen (δ tališče = 2530°C), ima povečano toplotno prevodnost in po predkalcinaciji pri 400°C kemično inertnost. Po naravi je amfoteren in pri zlitju reagira s kislimi in bazičnimi oksidi ter pri segrevanju s kislinami in alkalijami, pri čemer tvori berilijeve soli oziroma berilate:

Ustrezni berilijev hidroksid Be(OH) 2 se obnaša podobno - brez raztapljanja v vodi je topen v kislinah in alkalijah:

Za njegovo obarjanje se ne uporablja alkalija, ampak šibka baza - amonijev hidroksid:

Hidroliza berilijevih soli se pojavi s tvorbo obarjanja slabo topnih bazičnih soli, na primer:

Topni so le berilati alkalijskih kovin.

MgO oksid (žgana magnezijeva) - ognjevarna (? pl = 2800°C) inertna snov. V tehnologiji se pridobiva s termično razgradnjo karbonata:

Drobnokristalni MgO je, nasprotno, kemično aktiven in je glavni oksid. Interagira z vodo, absorbira CO 2 in se zlahka topi v kislinah.

Oksidi zemeljsko alkalijske kovine dobiti v laboratoriju termična razgradnja ustreznih karbonatov ali nitratov:

v industriji - termična razgradnja naravnih karbonatov. Oksidi močno reagirajo z vodo in tvorijo močne baze, ki so po jakosti le alkalije. V nizu Be(OH) 2 -> Ca(OH) 2 -> Sr(OH) 2 -> Ba(OH) 2 se poveča bazičnost hidroksidov, njihova topnost in toplotna stabilnost. Vsi močno reagirajo s kislinami in tvorijo ustrezne soli:

Za razliko od berilijevih soli vodotopne soli zemeljskoalkalijskih kovin in magnezija niso podvržene kationski hidrolizi.

Topnost v vodi soli elementov podskupine PA je različna. Dobro topni so kloridi, bromidi, jodidi, sulfidi (Ca - Ba), nitrati, nitriti (Mg - Ba). Rahlo topni in praktično netopni - fluoridi (Mg - Ba), sulfati (Ca - Ba), ortofosfati, karbonati, silikati.

Spojine z vodikom in nekovinami. MeH 2 hidridi, Me 3 N 2 nitridi, MeC 2 karbidi (acetilenidi) so nestabilni, razpadejo z vodo v ustrezne hidrokside in vodik ali vodikove spojine nekovin:

Aplikacija. Berilij zlahka tvori zlitine s številnimi kovinami, kar jim daje večjo trdoto, moč, toplotno odpornost in odpornost proti koroziji. Berilijeve brone (bakrove zlitine z 1-3% berilija) imajo edinstvene lastnosti. Za razliko od čistega berilija so primerni za mehansko obdelavo, iz njih je na primer mogoče izdelati trakove debeline le 0,1 mm. Natezna trdnost teh bronov je večja kot pri mnogih legiranih jeklih. S staranjem se njihova moč povečuje. So nemagnetni in imajo visoko električno in toplotno prevodnost. Zahvaljujoč temu kompleksu lastnosti se pogosto uporabljajo v letalstvu in vesoljski tehnologiji. V jedrskih reaktorjih se berilij uporablja kot moderator in reflektor nevtronov. V mešanici z radijevimi pripravki služi kot vir nevtronov, ki nastanejo z delovanjem alfa delcev na Be:

BeO se uporablja kot kemično odporen in ognjevzdržen material za izdelavo lončkov in specialne keramike.

magnezij uporablja se predvsem za proizvodnjo "ultra lahkih" zlitin, v metalotermiji - za proizvodnjo Ti, Zr, V, U itd. Najpomembnejša magnezijeva zlitina je elektron(3-10 % A1 2 0 3, 2-3 % Zn, ostalo Mg), ki se zaradi trdnosti in nizke gostote (1,8 g/cm 3) uporablja v raketni in letalstvu. Mešanice magnezijevega prahu z oksidanti se uporabljajo za prižig in vžig raket, izstrelkov ter v fotografski in svetlobni opremi. Žgani magnezijev oksid MgO se uporablja pri proizvodnji magnezija, kot polnilo pri proizvodnji gume, za čiščenje naftnih derivatov, pri proizvodnji ognjevzdržnih materialov, gradbenih materialov itd.

MgCl 2 klorid se uporablja za pridobivanje magnezija v proizvodnji magnezijevega cementa, ki ga pridobivajo z mešanjem predhodno žganega MgO s 30% vodno raztopino MgCl 2. Ta mešanica se postopoma spremeni v belo trdno maso, odporno na kisline in alkalije.

Glavna uporaba kovine kalcij - redukcijsko sredstvo pri proizvodnji številnih prehodnih kovin, urana in elementov redkih zemelj (REE).

Kalcijev karbid CaC 2 - za proizvodnjo acetilena, CaO - za proizvodnjo belila, Ca(OH) 2, CaC0 3, CaS0 4 H 2 0 - v gradbeništvu. Ca(OH) 2 ( apneno mleko, gašeno apno) uporablja se kot poceni topna osnova. Naravne kalcijeve spojine se pogosto uporabljajo v proizvodnji veziv za malte, za proizvodnjo betona, gradbenih delov in konstrukcij. Veziva vključujejo cementi, mavčni materiali, apno itd. Mavčni materiali so predvsem ožgan omet, oz alabaster, - hidrat sestave 2CaS0 4 H 2 0. Glavna uporaba stroncij in barij - plinski absorberji v električnih vakuumskih napravah. Raztopina Ba(OH) 2 ( baritna voda, kavstični barit) - laboratorijski reagent za kvalitativno reakcijo na CO 2. Barijev titanat (BaTi0 3) je glavna sestavina dielektrikov, piezo- in feroelektrikov.

Toksičnost elementov. Vse berilijeve spojine so strupene! Posebno nevaren je prah iz berilija in njegovih spojin. Stroncij in barij, ki sta strupa za živce in mišice, imata tudi splošno toksičnost. Barijeve spojine povzročajo vnetne bolezni možganov. Toksičnost barijevih soli je močno odvisna od njihove topnosti. Praktično netopen barijev sulfat (čist) ni strupen, toda topne soli: klorid, nitrat, barijev acetat itd. So zelo strupene (0,2-0,5 g barijevega klorida povzroči zastrupitev, smrtni odmerek - 0,8-0,9 G). Toksični učinek stroncijevih soli je podoben učinku barijevih soli. Oksidi kalcija in drugih zemeljskoalkalijskih kovin v obliki prahu dražijo sluznico in ob stiku s kožo povzročajo hude opekline. Stroncijev oksid deluje podobno kot kalcijev oksid, vendar veliko močneje. Soli zemeljskoalkalijskih kovin povzročajo kožne bolezni.

Koncept zemeljskoalkalijskih kovin vključuje del elementov II. skupine periodnega sistema: berilij, magnezij, kalcij, stroncij, barij, radij. Zadnje štiri kovine imajo najbolj izrazite znake razvrstitve alkalnih zemelj, zato v nekaterih virih berilij in magnezij nista vključena na seznam in sta omejena na štiri elemente.

Kovina je dobila ime zaradi dejstva, da pri interakciji njihovih oksidov z vodo nastane alkalno okolje. Fizikalne lastnosti zemeljskoalkalijskih kovin: vsi elementi imajo sivo kovinsko barvo, v normalnih pogojih imajo trdno strukturo, z naraščanjem atomskega števila se jim povečuje gostota in imajo zelo visoko tališče. Za razliko od alkalijskih kovin elementov te skupine ni mogoče rezati z nožem (z izjemo stroncija). Kemijske lastnosti zemeljskoalkalijskih kovin: imajo dva valenčna elektrona, aktivnost narašča z naraščanjem atomskega števila, v reakcijah delujejo redukcijsko.

Lastnosti zemeljskoalkalijskih kovin kažejo na njihovo visoko aktivnost. To še posebej velja za elemente z veliko serijsko številko. Na primer, berilij v normalnih pogojih ne deluje s kisikom in halogeni. Za sprožitev reakcijskega mehanizma ga je treba segreti na temperaturo nad 600 stopinj Celzija. Magnezij ima v normalnih pogojih na površini oksidni film in tudi ne reagira s kisikom. Kalcij oksidira, vendar precej počasi. Toda stroncij, barij in radij oksidirajo skoraj v trenutku, zato so shranjeni v okolju brez kisika pod plastjo kerozina.

Vsi oksidi povečujejo svoje osnovne lastnosti z naraščanjem atomskega števila kovine. Berilijev hidroksid je amfoterna spojina, ki ne reagira z vodo, vendar je dobro topen v kislinah. Magnezijev hidroksid je šibka alkalija, netopna v vodi, vendar reaktivna z močnimi kislinami. Kalcijev hidroksid je močna, rahlo vodotopna baza, ki reagira s kislinami. Barijev in stroncijev hidroksid sta močni bazi, ki sta dobro topni v vodi. In radijev hidroksid je ena najmočnejših alkalij, ki dobro reagira z vodo in skoraj vsemi vrstami kislin.

Metode pridobivanja

Hidrokside zemeljskoalkalijskih kovin pripravimo tako, da čisti element izpostavimo vodi. Reakcija poteka pri sobnih pogojih (razen pri beriliju, ki zahteva povišanje temperature) z razvojem vodika. Pri segrevanju vse zemeljsko alkalijske kovine reagirajo s halogeni. Dobljene spojine se uporabljajo v proizvodnji široke palete izdelkov od kemičnih gnojil do ultra natančnih mikroprocesorskih delov. Spojine zemeljskoalkalijskih kovin izkazujejo enako visoko aktivnost kot čisti elementi, zato se uporabljajo v številnih kemičnih reakcijah.

Najpogosteje se to zgodi med reakcijami izmenjave, ko je treba iz snovi izpodriniti manj aktivno kovino. Sodelujejo v redoks reakcijah kot močno redukcijsko sredstvo. Dvovalentni kationi kalcija in magnezija dajejo vodi tako imenovano trdoto. Ta pojav premagamo z obarjanjem ionov s fizičnim delovanjem ali dodajanjem posebnih mehčal v vodo. Soli zemeljskoalkalijskih kovin nastanejo z raztapljanjem elementov v kislini ali kot posledica reakcij izmenjave. Nastale spojine imajo močno kovalentno vez in imajo zato nizko električno prevodnost.

V naravi zemeljskoalkalijskih kovin ni mogoče najti v čisti obliki, saj hitro komunicirajo z okoljem in tvorijo kemične spojine. So del mineralov in kamnin, ki se nahajajo v debelini zemeljske skorje. Najpogostejši je kalcij, sledi mu magnezij, precej pogosta pa sta barij in stroncij. Berilij je redka kovina, radij pa zelo redka kovina. V vsem času, ki je pretekel od odkritja radija, so po vsem svetu izkopali le kilogram in pol čiste kovine. Kot večina radioaktivnih elementov ima radij izotope, ki so štirje.

Zemljoalkalijske kovine pridobivamo z razgradnjo kompleksnih snovi in ​​iz njih izolacijo čistih snovi. Berilij se pridobiva z redukcijo iz fluorida pod visoko temperaturo. Barij se reducira iz njegovega oksida. Kalcij, magnezij in stroncij se pridobivajo z elektrolizo njihove kloridne taline. Najtežje je sintetizirati čisti radij. Kopajo ga z izpostavljenostjo uranovi rudi. Po mnenju znanstvenikov je v povprečju 3 grame čistega radija na tono rude, čeprav obstajajo tudi bogata nahajališča, ki ga vsebujejo kar 25 gramov na tono. Za izolacijo kovine se uporabljajo metode obarjanja, frakcijske kristalizacije in ionske izmenjave.

Uporaba zemeljskoalkalijskih kovin

Področje uporabe zemeljskoalkalijskih kovin je zelo široko in zajema številne industrije. Berilij se v večini primerov uporablja kot legirni dodatek v različnih zlitinah. Poveča trdoto in trdnost materialov ter dobro zaščiti površino pred korozijo. Prav tako se berilij zaradi šibke absorpcije radioaktivnega sevanja uporablja pri izdelavi rentgenskih aparatov in v jedrski energiji.

Magnezij se uporablja kot eden od reducentov pri proizvodnji titana. Za njegove zlitine je značilna visoka trdnost in lahkotnost, zato se uporabljajo v proizvodnji letal, avtomobilov in raket. Magnezijev oksid gori s svetlim, slepečim plamenom, kar se odraža v vojaških aplikacijah, kjer se uporablja za izdelavo zažigalnih in sledilnih nabojev, raket in bliskavih granat. Je eden najpomembnejših elementov za uravnavanje normalnega delovanja telesa, zato ga uvrščamo v nekatera zdravila.

Kalcij v čisti obliki se praktično ne uporablja. Potreben je za pridobivanje drugih kovin iz njihovih spojin, pa tudi pri proizvodnji zdravil za krepitev kostnega tkiva. Stroncij se uporablja za redukcijo drugih kovin in kot glavna komponenta za proizvodnjo superprevodnih materialov. Barij je dodan številnim zlitinam, ki so zasnovane za delo v agresivnih okoljih, saj ima odlične zaščitne lastnosti. Radij se v medicini uporablja za kratkotrajno obsevanje kože pri zdravljenju malignih tumorjev.

Atomi teh elementov vsebujejo dva elektrona na zunanjem energijskem nivoju, ki ju med kemijskimi interakcijami oddajo, zato so najmočnejši reducenti. V vseh spojinah imajo oksidacijsko stopnjo +2. Z naraščanjem rednega števila od zgoraj navzdol v podskupini se redukcijske lastnosti elementov povečujejo, kar je povezano s povečanjem polmerov njihovih atomov.

Radij- radioaktiven element, njegova vsebnost v naravi je nizka.

Berilij, magnezij in zemeljskoalkalijske kovine- enostavne snovi. Lahka srebrno bela kovina, stroncij ima zlat odtenek. Je veliko trši od alkalijskih kovin, medtem ko je barij mehkejši od svinca.

Na zraku pri običajnih temperaturah je površina berilija in magnezija prekrita z zaščitnim oksidnim filmom. Zemljoalkalijske kovine bolj aktivno sodelujejo z atmosferskim kisikom, zato jih hranimo pod plastjo kerozina ali v zaprtih posodah, tako kot alkalijske kovine.

Pri segrevanju na zraku vse zadevne kovine močno gorijo in tvorijo okside. Za zapis reakcijskih enačb uporabljamo tudi splošno oznako za kovine M:

Reakcijo zgorevanja magnezija spremlja slepeča bliskavica, prej so jo uporabljali pri fotografiranju predmetov v temnih prostorih. Trenutno se uporablja električna bliskavica.

Berilij, magnezij in vse zemeljskoalkalijske kovine reagirajo pri segrevanju z nekovinami - klorom, žveplom, dušikom itd., Pri čemer tvorijo kloride, sulfide, nitride:

Od vseh kovin glavne podskupine skupine II samo berilij praktično ne deluje z vodo (preprečuje ga zaščitna folija na površini), magnezij z njim reagira počasi, preostale kovine burno reagirajo z vodo v normalnih pogojih:

Tako kot aluminij lahko tudi magnezij in kalcij reducirata redke kovine - niobij, tantal, molibden, volfram, titan itd. - iz njihovih oksidov.

Takšne metode pridobivanja kovin po analogiji z aluminotermijo imenujemo magnezij in kalciotermija.

Magnezij in kalcij se uporabljata za proizvodnjo redkih kovin in lahkih zlitin. Na primer, magnezij je del duraluminija, kalcij pa je ena od sestavin svinčevih zlitin, potrebnih za izdelavo ležajev in kabelskih plaščev.

Spojine berilija, magnezija in zemeljskoalkalijskih kovin. V naravi se zemeljskoalkalijske kovine, tako kot alkalijske kovine, zaradi visoke kemične aktivnosti nahajajo le v obliki spojin.

MO oksidi so trdne bele ognjevarne snovi, ki so odporne na visoke temperature.

Imajo osnovne lastnosti, razen berilijevega oksida, ki je po naravi amfoteren.

Magnezijev oksid je v reakciji z vodo neaktiven, vsi drugi oksidi z njim reagirajo zelo burno:

MO + H20 = M(OH)2

Okside dobimo s praženjem karbonatov: MC03 = MO + C02

V tehniki se kalcijev oksid CaO imenuje živo apno, MgO pa ​​žgani magnezijev oksid. Oba oksida se uporabljata pri proizvodnji gradbenih materialov.

Hidroksidi zemeljskoalkalijskih kovin so razvrščeni kot alkalije. Njihova topnost v vodi se poveča od Ca(OH)2 do Ba(OH)2. Ti hidroksidi se pripravijo z reakcijo ustreznega oksida z vodo.

Skupina IIA vsebuje samo kovine – Be (berilij), Mg (magnezij), Ca (kalcij), Sr (stroncij), Ba (barij) in Ra (radij). Kemijske lastnosti prvega predstavnika te skupine, berilija, se najbolj razlikujejo od kemijskih lastnosti drugih elementov te skupine. Njegove kemijske lastnosti so v mnogih pogledih celo bolj podobne aluminiju kot drugim kovinam skupine IIA (tako imenovana "diagonalna podobnost"). Magnezij se po svojih kemijskih lastnostih prav tako močno razlikuje od Ca, Sr, Ba in Ra, vendar ima z njimi še vedno veliko bolj podobne kemijske lastnosti kot z berilijem. Zaradi velike podobnosti v kemijskih lastnostih kalcija, stroncija, barija in radija so združeni v eno družino, imenovano alkalijska zemlja kovine.

Vsi elementi skupine IIA spadajo v s-elementi, tj. vsebujejo vse svoje valenčne elektrone s-podravni Tako ima elektronska konfiguracija zunanje elektronske plasti vseh kemijskih elementov te skupine obliko ns 2 , Kje n– številka obdobja, v katerem se element nahaja.

Zaradi posebnosti elektronske strukture kovin skupine IIA imajo lahko ti elementi poleg ničle samo eno samo oksidacijsko stanje +2. Preproste snovi, ki jih tvorijo elementi skupine IIA, so pri sodelovanju v kakršnih koli kemičnih reakcijah sposobne le oksidacije, tj. darovati elektrone:

Jaz 0 – 2e — → Jaz +2

Kalcij, stroncij, barij in radij imajo izjemno visoko kemijsko reaktivnost. Preproste snovi, ki jih tvorijo, so zelo močni reducenti. Magnezij je tudi močno redukcijsko sredstvo. Redukcijska aktivnost kovin je podrejena splošnim zakonom periodičnega zakona D.I. Mendelejeva in narašča po podskupini navzdol.

Interakcija s preprostimi snovmi

s kisikom

Brez segrevanja berilij in magnezij ne reagirata niti z atmosferskim kisikom niti s čistim kisikom, ker sta prekrita s tankimi zaščitnimi filmi, sestavljenimi iz oksidov BeO oziroma MgO. Njihovo skladiščenje ne zahteva posebnih načinov zaščite pred zrakom in vlago, za razliko od zemeljskoalkalijskih kovin, ki jih hranimo pod plastjo tekočine, inertne nanje, najpogosteje kerozina.

Be, Mg, Ca, Sr pri zgorevanju v kisiku tvorijo okside sestave MeO in Ba - mešanico barijevega oksida (BaO) in barijevega peroksida (BaO 2):

2Mg + O2 = 2MgO

2Ca + O2 = 2CaO

2Ba + O 2 = 2BaO

Ba + O 2 = BaO 2

Treba je opozoriti, da pri gorenju zemeljskoalkalijskih kovin in magnezija na zraku pride tudi do stranske reakcije teh kovin z zračnim dušikom, zaradi česar poleg spojin kovin s kisikom nastanejo nitridi s splošno formulo Me 3 N Nastaneta tudi 2.

s halogeni

Berilij reagira s halogeni le pri visokih temperaturah, preostale kovine skupine IIA pa že pri sobni temperaturi:

Mg + I 2 = MgI 2 – Magnezijev jodid

Ca + Br 2 = CaBr 2 – kalcijev bromid

Ba + Cl 2 = BaCl 2 – barijev klorid

z nekovinami skupin IV–VI

Vse kovine skupine IIA reagirajo pri segrevanju z vsemi nekovinami skupin IV–VI, vendar so glede na položaj kovine v skupini in aktivnost nekovin potrebne različne stopnje segrevanja. Ker je berilij najbolj kemično inerten med vsemi kovinami skupine IIA, je pri izvajanju njegovih reakcij z nekovinami potrebna znatna uporaba. O višja temperatura.

Treba je opozoriti, da lahko reakcija kovin z ogljikom tvori karbide različnih narav. Obstajajo karbidi, ki spadajo med metanide in se običajno štejejo za derivate metana, v katerih so vsi vodikovi atomi nadomeščeni s kovino. Tako kot metan vsebujejo ogljik v oksidacijskem stanju -4 in ko so hidrolizirani ali medsebojno delujejo z neoksidirajočimi kislinami, je eden od produktov metan. Obstaja tudi druga vrsta karbidov - acetilenidi, ki vsebujejo ion C 2 2-, ki je pravzaprav delček molekule acetilena. Karbidi, kot so acetilenidi, ob hidrolizi ali interakciji z neoksidirajočimi kislinami tvorijo acetilen kot enega izmed reakcijskih produktov. Vrsta karbida - metanida ali acetilenida - dobljenega, ko določena kovina reagira z ogljikom, je odvisna od velikosti kovinskega kationa. Kovinski ioni z majhnim radijem običajno tvorijo metanide, večji ioni pa acetilenide. V primeru kovin druge skupine se metanid pridobi z interakcijo berilija z ogljikom:

Preostale kovine skupine II A tvorijo acetilenide z ogljikom:

S silicijem kovine skupine IIA tvorijo silicide - spojine tipa Me 2 Si, z dušikom - nitride (Me 3 N 2), s fosforjem - fosfide (Me 3 P 2):

z vodikom

Vse zemeljskoalkalijske kovine pri segrevanju reagirajo z vodikom. Da bi magnezij reagiral z vodikom, samo segrevanje, tako kot pri zemeljskoalkalijskih kovinah, ni dovolj, poleg visoke temperature je potreben tudi povečan tlak vodika. Berilij pod nobenim pogojem ne reagira z vodikom.

Interakcija s kompleksnimi snovmi

z vodo

Vse zemeljskoalkalijske kovine aktivno reagirajo z vodo in tvorijo alkalije (topne kovinske hidrokside) in vodik. Magnezij reagira z vodo le pri vrenju, saj se pri segrevanju zaščitni oksidni film MgO raztopi v vodi. Pri beriliju je zaščitni oksidni film zelo odporen: voda z njim ne reagira niti pri vrenju niti pri vročih temperaturah:

z neoksidirajočimi kislinami

Vse kovine glavne podskupine skupine II reagirajo z neoksidirajočimi kislinami, saj so v nizu aktivnosti levo od vodika. V tem primeru nastaneta sol ustrezne kisline in vodik. Primeri reakcij:

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

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

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

z oksidacijskimi kislinami

− razredčena dušikova kislina

Vse kovine skupine IIA reagirajo z razredčeno dušikovo kislino. V tem primeru so redukcijski produkti namesto vodika (kot pri neoksidirajočih kislinah) dušikovi oksidi, predvsem dušikov oksid (I) (N 2 O), pri močno razredčeni dušikovi kislini pa amonijev nitrat (NH 4 NO 3):

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

4Mg + 10HNO3 (zelo zamegljeno)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

− koncentrirana dušikova kislina

Koncentrirana dušikova kislina pri navadni (ali nizki) temperaturi pasivira berilij, tj. ne reagira z njim. Pri vrenju je reakcija možna in poteka pretežno v skladu z enačbo:

Magnezij in zemeljskoalkalijske kovine reagirajo s koncentrirano dušikovo kislino, da tvorijo široko paleto različnih produktov redukcije dušika.

− koncentrirana žveplova kislina

Berilij pasiviramo s koncentrirano žveplovo kislino, tj. z njim v normalnih pogojih ne reagira, vendar pride do reakcije pri vrenju in vodi do tvorbe berilijevega sulfata, žveplovega dioksida in vode:

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

Barij pasivira tudi koncentrirana žveplova kislina zaradi tvorbe netopnega barijevega sulfata, vendar z njo reagira pri segrevanju; barijev sulfat se raztopi pri segrevanju v koncentrirani žveplovi kislini zaradi pretvorbe v barijev hidrogensulfat.

Preostale kovine glavne skupine IIA reagirajo s koncentrirano žveplovo kislino pod kakršnimi koli pogoji, tudi na mrazu. Redukcija žvepla lahko pride do SO 2, H 2 S in S, odvisno od aktivnosti kovine, reakcijske temperature in koncentracije kisline:

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

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

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

z alkalijami

Magnezij in zemeljskoalkalijske kovine ne delujejo z alkalijami, berilij pa zlahka reagira tako z alkalnimi raztopinami kot z brezvodnimi alkalijami med fuzijo. Poleg tega, ko poteka reakcija v vodni raztopini, pri reakciji sodeluje tudi voda, produkti pa so tetrahidroksoberilati alkalijskih ali zemeljskoalkalijskih kovin in vodikov plin:

Be + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - Kalijev tetrahidroksoberilat

Pri reakciji s trdno alkalijo med taljenjem nastanejo berilati alkalijskih ali zemeljskoalkalijskih kovin in vodik

Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - kalijev berilat

z oksidi

Zemljoalkalijske kovine, pa tudi magnezij, lahko pri segrevanju reducirajo manj aktivne kovine in nekatere nekovine iz njihovih oksidov, na primer:

Metoda redukcije kovin iz njihovih oksidov z magnezijem se imenuje magnezij.