Щёлочноземельные металлы — различия между версиями

Текущая версия на 18:48, 2 июля 2015

Образцы щёлочноземельных металлов

Металлический радий

Щёлочноземельные металлы — химические элементы, образующие 2-ую группу периодической таблицы элементов Д. И. Менделеева. К ним относятся бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Sr) и радий (Ra). Элемент под номером 120 (унбинилий, Ubn) в случае его синтеза также, вероятно, будет относиться к данной группе химических элементов. Бериллий и магний не всегда относят к щелочноземельным металлам, поскольку по химическим свойствам больше напоминают алюминий, а не эти металлы.

В природе чаще всего встречаются кальций и магний: в основном в виде карбонатов, гидрокарбонатов и сульфатов, а также в составе различных минералов.

Содержание кальция в земной коре — 3,38 % от её массы. Магний — 2,35 % от массы земной коры. Радий — редкий радиоактивный металл, его содержание в земной коре — 10⁻¹⁰% от её массы.

Происхождение названия связано с тем, что оксиды щёлочноземельных металлов (по терминологии алхимиков — «земли») растворяются в воде с образованием растворимых оснований — щелочей. На внешней электронной оболочке атомов щёлочноземельных металлов находится 2 s-электрона, ей предшествует оболочка из 2 s- и 6 р-электронов.

Физические свойства

Щёлочноземельные металлы имеют серебристо-белый или серый цвет, гораздо более твёрдые, чем щелочные металлы. Ножом они практически не режутся (исключение — стронций). Плотность их растёт с увеличением порядкового номера. Плотность радия — 5,5 г/см³, то есть сравнима с железом.

Химические свойства

Щёлочноземельные металлы всегда двухвалентны и проявляют в соединениях степень окисления +2. Обладают высокой химической активностью и в природе в свободном состоянии не встречаются. Активность их возрастает при увеличении порядкового номера. Таким образом, радий является наиболее активным из них.

Кальций, стронций, барий и радий быстро окисляются на влажном воздухе (в сухом медленнее), покрываясь смесью оксидов, гидроксидов, карбонатов и нитридов, поэтому их, подобно щелочным металлам, хранят под слоем керосина. При нагревании на воздухе эти металлы энергично горят, образуя оксиды:

2Ca + O₂ → 2CaO

Бериллий и магний при комнатной температуре покрываются защитной оксидной плёнкой. Но в мелкодисперсном виде эти металлы пирофорны.

Кальций, стронций, барий и радий бурно реагируют с водой при комнатной температуре. При этом образуются щёлочи, сила которых возрастает от гидроксида кальция к гидроксиду радия.

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂↑

Магний заметно взаимодействует с водой только при нагревании. Компактный бериллий с водой и водяным паром не реагирует.

Биологическая роль

Магний входит в состав хлорофилла растений, который необходим для синтеза АТФ. Кальций — важный макроэлемент, входит в состав костей и зубов.

Стронций может замещать кальций в скелете, а при избыточном поступлении в организм, вызывать стронциевый рахит.

Биологическое значение бериллия и бария на сегодняшний день недостаточно понятно. Все соединения бериллия и бария токсичны. Радий обладает сильной радиотоксичностью.

Меры предосторожности

Кальций, стронций и барий нельзя брать руками из-за их способности реагировать с влагой, находящейся на коже. Образующаяся при этом щёлочь может вызвать химические ожоги.

См. также

• Щелочные металлы

Источники

• Химическая энциклопедия. Бериллий, Магний, Кальций, Стронций, Барий, Радий.
• Большая Советская Энциклопедия. Щёлочноземельные металлы.