Ընտանիքին հողի ալկալային տարրերներառում են կալցիում, ստրոնցիում, բարիում և ռադիում: Դ. Ի. Մենդելեևն այս ընտանիքում ներառեց մագնեզիումը: Հողալկալիական տարրերն անվանվել են այն պատճառով, որ դրանց հիդրօքսիդները, ինչպես ալկալիական մետաղների հիդրօքսիդները, լուծելի են ջրում, այսինքն՝ դրանք ալկալիներ են։ «... Դրանք կոչվում են հողեղեն, քանի որ բնության մեջ դրանք գտնվում են միացությունների վիճակում, որոնք կազմում են երկրի անլուծելի զանգվածը, և իրենք՝ RO օքսիդների տեսքով, ունեն հողային տեսք», - բացատրում է Մենդելեևը «Քիմիայի հիմունքներ»-ում: .

IIa խմբի տարրերի ընդհանուր բնութագրերը

II խմբի հիմնական ենթախմբի մետաղներն ունեն ns² արտաքին էներգիայի մակարդակի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա և հանդիսանում են s-տարրեր։

Հեշտությամբ նվիրաբերեք երկու վալենտային էլեկտրոն, և բոլոր միացություններում նրանք ունեն +2 օքսիդացման վիճակ

Ուժեղ նվազեցնող նյութեր

Մետաղների ակտիվությունը և դրանց վերականգնող հատկությունը մեծանում է շարքում՝ Be–Mg–Ca–Sr–Ba.

Հողալկալիական մետաղները ներառում են միայն կալցիում, ստրոնցիում, բարիում և ռադիում, ավելի հազվադեպ՝ մագնեզիում

Բերիլիումը շատ հատկություններով ավելի մոտ է ալյումինին:

Պարզ նյութերի ֆիզիկական հատկությունները

հողալկալային մետաղներ(համեմատ ալկալիական մետաղների հետ) ունեն ավելի բարձր t°pl: և t ° եռում, իոնացման պոտենցիալներ, խտություններ և կարծրություն:

Հողալկալիական մետաղների քիմիական հատկությունները + Be

1. Ջրի հետ ռեակցիա.

Նորմալ պայմաններում Be-ի և Mg-ի մակերեսը ծածկված է իներտ օքսիդի թաղանթով, ուստի դրանք դիմացկուն են ջրի նկատմամբ։ Ի հակադրություն, Ca, Sr և Ba-ն ջրի մեջ լուծվում են ալկալիների ձևավորմամբ.

Mg + 2H 2 O - t ° → Mg (OH) 2 + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

2. Ռեակցիան թթվածնի հետ.

Բոլոր մետաղները ձևավորում են օքսիդներ RO, բարիումի պերօքսիդ - BaO 2:

2Mg + O 2 → 2MgO

Ba + O 2 → BaO 2

3. Այլ ոչ մետաղների հետ ձևավորել երկուական միացություններ.

Be + Cl 2 → BeCl 2 (հալոգենիդներ)

Ba + S → BaS (սուլֆիդներ)

3Mg + N 2 → Mg 3 N 2 (նիտրիդներ)

Ca + H 2 → CaH 2 (հիդրիդներ)

Ca + 2C → CaC 2 (կարբիդներ)

3Ba + 2P → Ba 3 P 2 (ֆոսֆիդներ)

Բերիլիումը և մագնեզիումը համեմատաբար դանդաղ են փոխազդում ոչ մետաղների հետ։

4. Բոլոր հողալկալիական մետաղները լուծվում են թթուներում.

Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2

Mg + H 2 SO 4 (dec.) → MgSO 4 + H 2

5. Բերիլիումը լուծվում է ալկալիների ջրային լուծույթներում.

Be + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2

6. Հողալկալիական մետաղների ցնդող միացությունները բոցին տալիս են բնորոշ գույն.

կալցիումի միացություններ - աղյուս կարմիր, ստրոնցիում - կարմին կարմիր և բարիում - դեղնավուն կանաչ:

Բերիլիումը, ինչպես լիթիումը, s-տարր է: Չորրորդ էլեկտրոնը, որը հայտնվում է Be ատոմում, տեղադրված է 2s ուղեծրում։ Բերիլիումի իոնացման էներգիան ավելի մեծ է, քան լիթիումինը` ավելի մեծ միջուկային լիցքի պատճառով: Հզոր հիմքերում այն ​​կազմում է BeO 2-2 բերիլատային իոն։ Հետեւաբար, բերիլիումը մետաղ է, բայց նրա միացությունները ամֆոտեր են։ Բերիլիումը, թեև մետաղ է, շատ ավելի քիչ էլեկտրադրական է, քան լիթիումը:

Բերիլիումի ատոմի իոնացման բարձր էներգիան զգալիորեն տարբերվում է ՊՏ ենթախմբի այլ տարրերից (մագնեզիում և հողալկալիական մետաղներ)։ Նրա քիմիան հիմնականում նման է ալյումինին (անկյունագծային նմանություն)։ Այսպիսով, սա իր միացություններում ամֆոտերային որակների առկայությամբ տարր է, որոնց մեջ դեռ գերակշռում են հիմնականները։

Mg-ի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան՝ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 նատրիումի համեմատ ունի մեկ նշանակալի հատկություն՝ տասներկուերորդ էլեկտրոնը տեղադրված է 2s ուղեծրում, որտեղ արդեն կա 1e - ։

Մագնեզիումի և կալցիումի իոնները ցանկացած բջջի կենսագործունեության անփոխարինելի տարրեր են։ Նրանց հարաբերակցությունը մարմնում պետք է խստորեն սահմանվի։ Մագնեզիումի իոնները ներգրավված են ֆերմենտների գործունեության մեջ (օրինակ՝ կարբոքսիլազա), կալցիումը՝ կմախքի կառուցման և նյութափոխանակության մեջ։ Կալցիումի պարունակության ավելացումը բարելավում է սննդի կլանումը։ Կալցիումը գրգռում և կարգավորում է սրտի աշխատանքը։ Դրա ավելցուկը կտրուկ մեծացնում է սրտի գործունեությունը։ Մագնեզիումը խաղում է կալցիումի հակառակորդի դերում: Մաշկի տակ Mg 2+ իոնների ներմուծումն առաջացնում է անզգայացում առանց հուզմունքի շրջանի, մկանների, նյարդերի և սրտի կաթված: Վերքի մեջ մտնելով մետաղի տեսքով՝ այն առաջացնում է երկարատև ոչ բուժիչ թարախային պրոցեսներ։ Թոքերում մագնեզիումի օքսիդը առաջացնում է այսպես կոչված ձուլման տենդ: Մաշկի մակերեսի հաճախակի շփումն իր միացությունների հետ հանգեցնում է դերմատիտի։ Բժշկության մեջ ամենաշատ օգտագործվող կալցիումի աղերն են CaSO 4 սուլֆատը և CaCL 2 քլորիդը։ Առաջինը օգտագործվում է գիպսային ձուլման համար, իսկ երկրորդը օգտագործվում է ներերակային ներարկումների համար և որպես ներքին միջոց։ Այն օգնում է պայքարել այտուցների, բորբոքումների, ալերգիայի դեմ, վերացնում է սրտանոթային համակարգի սպազմերը, բարելավում է արյան մակարդումը։

Բոլոր բարիումի միացությունները, բացի BaSO 4-ից, թունավոր են: Առաջացնել մենգոէնցեֆալիտ ուղեղիկի վնասվածքով, սրտի հարթ մկանների վնասումով, կաթվածով, իսկ մեծ չափաբաժիններով՝ լյարդի դեգեներատիվ փոփոխություններով: Փոքր չափաբաժիններով բարիումի միացությունները խթանում են ոսկրածուծի ակտիվությունը։

Ստրոնցիումի միացությունները ստամոքսի մեջ մտնելիս առաջանում են դրա խանգարում, կաթված և փսխում. վնասվածքները նշաններով նման են բարիումի աղերից ստացված վնասվածքներին, սակայն ստրոնցիումի աղերը ավելի քիչ թունավոր են: Հատկապես մտահոգիչ է ստրոնցիում 90 Sr ռադիոակտիվ իզոտոպի մարմնում հայտնվելը: Այն չափազանց դանդաղ է արտազատվում օրգանիզմից, և դրա երկար կիսամյակը և, հետևաբար, գործողության տևողությունը կարող է առաջացնել ճառագայթային հիվանդություն:

Ռադիումը վտանգավոր է օրգանիզմի համար իր ճառագայթմամբ և հսկայական կիսաքայքայմամբ (T 1/2 = 1617 տարի): Սկզբում, քիչ թե շատ մաքուր ռադիումի աղերի հայտնաբերումից և արտադրությունից հետո, այն սկսեց բավականին լայնորեն օգտագործվել ֆտորոգրաֆիայի, ուռուցքների բուժման և որոշ լուրջ հիվանդություններ. Այժմ, այլ ավելի մատչելի և էժան նյութերի հայտնվելով, ռադիումի օգտագործումը բժշկության մեջ գործնականում դադարեցվել է: Որոշ դեպքերում այն ​​օգտագործվում է ռադոնի արտադրության համար և որպես հանքային պարարտանյութերի հավելում։

Կալցիումի ատոմում ավարտվում է 4s ուղեծրի լցոնումը։ Կալիումի հետ կազմում է չորրորդ շրջանի զույգ s-տարրեր։ Կալցիումի հիդրօքսիդը բավականին ամուր հիմք է: Կալցիումում, որն ամենաքիչ ակտիվն է բոլոր հողալկալիական մետաղներից, միացությունների մեջ կապի բնույթը իոնային է:

Ըստ իր բնութագրերի՝ ստրոնցիումը միջանկյալ դիրք է զբաղեցնում կալցիումի և բարիումի միջև։

Բարիումի հատկությունները ամենամոտն են ալկալային մետաղների հատկություններին։

Բերիլիումը և մագնեզիումը լայնորեն օգտագործվում են համաձուլվածքներում։ Բերիլիումի բրոնզերը առաձգական պղնձի համաձուլվածքներ են՝ 0,5-3% բերիլիումով; ավիացիոն համաձուլվածքները (խտությունը 1,8) պարունակում են 85-90% մագնեզիում («էլեկտրոն»)։ Բերիլիումը տարբերվում է IIA խմբի այլ մետաղներից. այն չի արձագանքում ջրածնի և ջրի հետ, բայց այն լուծվում է ալկալիներում, քանի որ ձևավորում է ամֆոտերային հիդրօքսիդ.

Be + H 2 O + 2NaOH \u003d Na 2 + H 2:

Մագնեզիումը ակտիվորեն արձագանքում է ազոտի հետ.

3 Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2:

Աղյուսակում ներկայացված է II խմբի տարրերի հիդրօքսիդների լուծելիությունը:

Ավանդական տեխնիկական խնդիր - ջրի կարծրությունկապված դրանում Mg 2+ և Ca 2+ իոնների առկայության հետ: Ջեռուցման կաթսաների և խողովակների պատերին բիկարբոնատներից և սուլֆատներից տաք ջուրմագնեզիումի և կալցիումի կարբոնատները և կալցիումի սուլֆատի նստվածքը: Դրանք հատկապես խանգարում են լաբորատոր թորիչների աշխատանքին։

Կենդանի օրգանիզմի S-տարրերը կարևոր նշանակություն ունեն կենսաբանական գործառույթ. Աղյուսակը ցույց է տալիս դրանց բովանդակությունը:

Արտաբջջային հեղուկը պարունակում է 5 անգամ ավելի շատ նատրիումի իոններ, քան բջիջների ներսում։ Իզոտոնիկ լուծույթը («ֆիզիոլոգիական հեղուկ») պարունակում է 0,9% նատրիումի քլորիդ, այն օգտագործվում է ներարկման, վերքերի և աչքերի լվացման համար և այլն: Հիպերտոնիկ լուծույթները (3-10% նատրիումի քլորիդ) օգտագործվում են որպես լոսյոններ թարախային վերքերի բուժման համար (« ձգվող » թարախ). Մարմնի կալիումի իոնների 98%-ը գտնվում է բջիջների ներսում և միայն 2%-ը՝ արտաբջջային հեղուկում։ Մարդուն օրական անհրաժեշտ է 2,5-5 գ կալիում։ 100 գ չոր ծիրանը պարունակում է մինչև 2 գ կալիում։ 100 գ տապակած կարտոֆիլի մեջ՝ մինչև 0,5 գ կալիում։ Ներբջջային ֆերմենտային ATP ռեակցիաներև ADP-ն մասնակցում են մագնեզիումի կոմպլեքսների տեսքով:

Ամեն օր մարդուն անհրաժեշտ է 300-400 մգ մագնեզիում։ Օրգանիզմ է մտնում հացով (90 մգ մագնեզիում 100 գ հացին), ձավարեղեն (100 գ վարսակի ալյուրում՝ մինչև 115 մգ մագնեզիում), ընկույզով (մինչև 230 մգ մագնեզիում 100 գ ընկույզին)։ Բացի հիդրօքսիապատիտ Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2-ի հիման վրա ոսկորների և ատամների կառուցումից, կալցիումի կատիոնները ակտիվորեն մասնակցում են արյան մակարդմանը, նյարդային ազդակների փոխանցմանը և մկանների կծկմանը: Մեծահասակները օրական պետք է օգտագործեն մոտ 1 գ կալցիում։ 100 գ կոշտ պանիրը պարունակում է 750 մգ կալցիում; 100 գ կաթում - 120 մգ կալցիում; 100 գ կաղամբում `մինչև 50 մգ:

Հողալկալիական մետաղների հատկությունները

Ֆիզիկական հատկություններ

Հողալկալիական մետաղները (համեմատ ալկալային մետաղների հետ) ունեն ավելի բարձր t╟pl: և t╟bp., իոնացման պոտենցիալներ, խտություններ և կարծրություն:

Քիմիական հատկություններ

1. Շատ ռեակտիվ:

2. Ունեն +2 դրական վալենտ:

3. Ջրի հետ արձագանքել սենյակային ջերմաստիճանում (բացառությամբ Be-ի) ջրածնի էվոլյուցիայի հետ:

4. Նրանք ունեն բարձր մերձեցում թթվածնի (վերականգնող նյութերի) նկատմամբ։

5. Ջրածնով առաջացնում են աղանման հիդրիդներ EH 2։

6. Օքսիդներն ունեն EO ընդհանուր բանաձև: Պերօքսիդների առաջացման միտումը ավելի քիչ է արտահայտված, քան ալկալային մետաղների մոտ:

Բնության մեջ լինելը

3BeO ∙ Al 2 O 3 ∙ 6SiO 2 բերիլ

մգ

MgCO 3 մագնեզիտ

CaCO 3 ∙ MgCO 3 դոլոմիտ

KCl ∙ MgSO 4 ∙ 3H 2 O kainite

KCl ∙ MgCl 2 ∙ 6H 2 O կարնալիտ

CaCO 3 կալցիտ (կրաքար, մարմար և այլն)

Ca 3 (PO 4) 2 ապատիտ, ֆոսֆորիտ

CaSO 4 ∙ 2H 2 O գիպս

CaSO 4 անհիդրիտ

CaF 2 ֆտորսպին (ֆտորիտ)

SrSO 4 celestine

SrCO 3 strontianite

BaSO 4 բարիտ

BaCO 3 չորացած

Անդորրագիր

Բերիլիումը ստացվում է ֆտորի նվազեցմամբ.

BeF 2 + Mg═ t ═ Be + MgF 2

Բարիումը ստացվում է օքսիդի վերականգնմամբ.

3BaO + 2Al═ t ═ 3Ba + Al 2 O 3

Մնացած մետաղները ստացվում են քլորիդային հալվածքների էլեկտրոլիզով.

CaCl 2 \u003d Ca + Cl 2 ╜

կաթոդ՝ Ca 2+ + 2ē = Ca 0

անոդ՝ 2Cl - - 2ē = Cl 0 2

MgO + C = Mg + CO

II խմբի հիմնական ենթախմբի մետաղները ուժեղ վերականգնող նյութեր են. միացություններում նրանք ցուցադրում են միայն +2 օքսիդացման աստիճան: Մետաղների ակտիվությունը և դրանց վերականգնողական կարողությունը մեծանում է շարքում՝ Be Mg Ca Sr Ba╝

1. Ջրի հետ ռեակցիա.

Նորմալ պայմաններում Be-ի և Mg-ի մակերեսը ծածկված է իներտ օքսիդի թաղանթով, ուստի դրանք դիմացկուն են ջրի նկատմամբ։ Ի հակադրություն, Ca, Sr և Ba-ն լուծվում են ջրի մեջ՝ առաջացնելով հիդրօքսիդներ, որոնք ամուր հիմքեր են.

Mg + 2H 2 O═ t ═ Mg (OH) 2 + H 2

Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 ╜

2. Ռեակցիան թթվածնի հետ.

Բոլոր մետաղները ձևավորում են օքսիդներ RO, բարիումի պերօքսիդ BaO 2:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO

Ba + O 2 \u003d BaO 2

3. Երկուական միացություններ առաջանում են այլ ոչ մետաղների հետ.

Be + Cl 2 = BeCl 2 (հալիդներ)

Ba + S = BaS (սուլֆիդներ)

3Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2 (նիտրիդներ)

Ca + H 2 = CaH 2 (հիդրիդներ)

Ca + 2C = CaC 2 (կարբիդներ)

3Ba + 2P = Ba 3 P 2 (ֆոսֆիդներ)

Բերիլիումը և մագնեզիումը համեմատաբար դանդաղ են փոխազդում ոչ մետաղների հետ։

4. Բոլոր մետաղները լուծվում են թթուներում.

Ca + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 ╜

Mg + H 2 SO 4 (ռազբ.) \u003d MgSO 4 + H 2 ╜

Բերիլիումը լուծվում է նաև ալկալիների ջրային լուծույթներում.

Be + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2 ╜

5. Որակական ռեակցիա հողալկալիական մետաղների կատիոններին - բոցի գունավորում հետեւյալ գույներով.

Ca 2+ - մուգ նարնջագույն

Sr 2+ - մուգ կարմիր

Ba 2+ - բաց կանաչ

Ba 2+ կատիոնը սովորաբար բացվում է ծծմբաթթվի կամ դրա աղերի հետ փոխանակման ռեակցիայի միջոցով.

Բարիումի սուլֆատը սպիտակ նստվածք է, որը չի լուծվում հանքային թթուներում:

Հողալկալիական մետաղների օքսիդներ

Անդորրագիր

1) մետաղների օքսիդացում (բացառությամբ Ba-ի, որը պերօքսիդ է առաջացնում).

2) նիտրատների կամ կարբոնատների ջերմային տարրալուծում

CaCO 3 ═ t ═ CaO + CO 2 ╜

2Mg(NO 3) 2 ═ t ═ 2MgO + 4NO 2 ╜ + O 2 ╜

Քիմիական հատկություններ

Բնորոշ հիմնական օքսիդներ. Արձագանքեք ջրի (բացառությամբ BeO-ի), թթվային օքսիդների և թթուների հետ

MgO + H 2 O \u003d Mg (OH) 2

3CaO + P 2 O 5 \u003d Ca 3 (PO 4) 2

BeO + 2HNO 3 \u003d Be (NO 3) 2 + H 2 O

BeO- ամֆոտերային օքսիդ, լուծելի է ալկալիներում.

BeO + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2

Հողալկալիական մետաղների հիդրօքսիդներ R(OH) 2

Անդորրագիր

Հողալկալիական մետաղների կամ դրանց օքսիդների ռեակցիաները ջրի հետ՝ Ba + 2H 2 O \u003d Ba (OH) 2 + H 2

CaO (արագ կրաքար) + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 (խամրած կրաքար)

Քիմիական հատկություններ

Հիդրօքսիդներ R(OH) 2 - սպիտակ բյուրեղային նյութեր, ավելի քիչ են լուծվում ջրում, քան ալկալիական մետաղների հիդրօքսիդները (հիդրօքսիդների լուծելիությունը նվազում է սերիայի քանակի նվազմամբ. Be (OH) 2-ը ջրում անլուծելի է, լուծվող ալկալիներում)։ R(OH) 2-ի հիմնականությունը մեծանում է ատոմային թվի աճով.

Be(OH) 2 - ամֆոտերային հիդրօքսիդ

Mg(OH) 2 - թույլ հիմք

այլ հիդրօքսիդներ - ամուր հիմքեր(ալկալի):

1) Թթվային օքսիդների հետ ռեակցիաները.

Ca(OH) 2 + SO 2 = CaSO 3 ¯ + H 2 O

Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 ¯ + H 2 O

2) Թթուների հետ ռեակցիաները.

Mg(OH) 2 + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Mg + 2H 2 O

Ba(OH) 2 + 2HNO 3 = Ba(NO 3) 2 + 2H 2 O

3) Փոխանակման ռեակցիաները աղերի հետ.

Ba(OH) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 ¯+ 2KOH

4) բերիլիումի հիդրօքսիդի ռեակցիան ալկալիների հետ.

Be(OH) 2 + 2NaOH = Na 2

Ջրի կարծրություն

Ca 2+ և Mg 2+ իոններ պարունակող բնական ջուրը կոչվում է կոշտ։ Կոշտ ջուրը, երբ եփում է, թեփուկ է կազմում, այն փափուկ չի եռում սննդամթերք; լվացող միջոցները փրփուր չեն արտադրում:

Կարբոնատային (ժամանակավոր) կարծրությունը պայմանավորված է ջրում կալցիումի և մագնեզիումի բիկարբոնատների առկայությամբ, ոչ կարբոնատային (մշտական) կարծրություն՝ քլորիդներ և սուլֆատներ։

Ջրի ընդհանուր կարծրությունը համարվում է կարբոնատային և ոչ կարբոնատների գումար։

Ջրի կարծրության հեռացումն իրականացվում է լուծույթից Ca 2+ և Mg 2+ իոնների տեղումներով.

1) եռում.

Ca(HCO 3) 2 ═ t ═ CaCO 3 ¯ + CO 2 + H 2 O

Mg(HCO 3) 2 ═ t═ MgCO 3 ¯ + CO 2 + H 2 O

2) կրաքարի կաթ ավելացնելով.

Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 ¯ + 2H 2 O

3) ավելացնելով սոդա.

Ca(HCO 3) 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ¯+ 2NaHCO 3

CaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ¯ + Na 2 SO 4

MgCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d MgCO 3 ¯ + 2 NaCl

Բոլոր չորս մեթոդները օգտագործվում են ժամանակավոր կոշտությունը հեռացնելու համար, և միայն վերջին երկուսը օգտագործվում են մշտական ​​կարծրության համար:

Նիտրատների ջերմային տարրալուծում.

E (NO3) 2 \u003d t \u003d EO + 2NO2 + 1 / 2O2

Բերիլիումի քիմիայի առանձնահատկությունները.

Be(OH)2 + 2NaOH (g) = Na2

Al(OH)3 + 3NaOH (g) = Na3

Be + 2NaOH + 2H2O = Na2 + H2

Al + 3NaOH + 3H2O = Na3 + 3/2H2

Be, Al + HNO3 (Conc) = պասիվացում

Պարբերական համակարգի երկրորդ խմբի հիմնական ենթախումբն ընդգրկում է տարրերը՝ բերիլիում, մագնեզիում, կալցիում, ստրոնցիում, բարիում և ռադիում։ Ըստ այս ենթախմբի հիմնական ներկայացուցիչների՝ կալցիումի, ստրոնցիումի և բարիումի, որոնք հայտնի են հողալկալիական մետաղների ընդհանուր անվան տակ, երկրորդ խմբի ամբողջ հիմնական ենթախումբը կոչվում է նաև ենթախումբ. հողալկալային մետաղներ.

Այս մետաղները (երբեմն դրանց ավելացվում է նաև մագնեզիում) ստացել են «ալկալային երկիր» անվանումը, քանի որ դրանց օքսիդներն իրենց քիմիական հատկություններով միջանկյալ են, մի կողմից՝ ալկալիների, այսինքն՝ ալկալային մետաղների օքսիդների կամ հիդրօքսիդների միջև, իսկ մյուս կողմից՝ «հողեր», այսինքն՝ այնպիսի տարրերի օքսիդներ, որոնց բնորոշ ներկայացուցիչը ալյումինն է՝ հիմնականը բաղադրիչկավ Այս միջանկյալ դիրքի շնորհիվ կալցիումի, ստրոնցիումի և բարիումի օքսիդները ստացել են «ալկալային հողեր» անվանումը։

Այս ենթախմբի առաջին տարրը՝ բերիլիումը (եթե նրա վալենտությունը հաշվի չի առնվում), իր հատկություններով շատ ավելի մոտ է ալյումինին, քան վերին խմբի ավելի բարձր անալոգներին, որին պատկանում է։ Այս խմբի երկրորդ տարրը՝ մագնեզիումը, նույնպես որոշ առումներով զգալիորեն տարբերվում է հողալկալային մետաղներից՝ տերմինի նեղ իմաստով։ Որոշ ռեակցիաներ մոտեցնում են այն երկրորդ խմբի երկրորդական ենթախմբի տարրերին, հատկապես ցինկին; Այսպիսով, մագնեզիումի և ցինկի սուլֆատները, ի տարբերություն հողալկալիական մետաղների սուլֆատների, հեշտությամբ լուծվող են, միմյանց նկատմամբ իզոմորֆ և կազմում են բաղադրությամբ նման կրկնակի աղեր։ Նախկինում նշվում էր կանոնը, ըստ որի առաջին տարրը բացահայտում է հատկություններ, որոնք անցում են կատարում հաջորդ հիմնական ենթախմբին, երկրորդը` նույն խմբի երկրորդական ենթախմբին. և սովորաբար միայն երրորդ տարրն ունի խմբին բնորոշ հատկություններ. այս կանոնը հատկապես ակնհայտ է հողալկալիական մետաղների խմբում։

Երկրորդ խմբի տարրերից ամենածանրը՝ ռադիումը, իր քիմիական հատկություններով, իհարկե, համապատասխանում է հողալկալիական մետաղների բնորոշ ներկայացուցիչներին։ Այնուամենայնիվ, սովորաբար ընդունված չէ այն ներառել հողալկալիական մետաղների խմբում։ ավելի նեղ իմաստով. Բնության մեջ դրա տարածման առանձնահատկությունների, ինչպես նաև առավել բնորոշ հատկության՝ ռադիոակտիվության պատճառով ավելի նպատակահարմար է նրան առանձնահատուկ տեղ հատկացնել։ Այս ենթախմբի տարրերի ընդհանուր հատկությունների քննարկման ժամանակ ռադիումը հաշվի չի առնվի, քանի որ համապատասխան ֆիզիկաքիմիական հատկությունները դեռ բավականաչափ ուսումնասիրված չեն:

Բացառությամբ ռադիումի, հողալկալիական ենթախմբի բոլոր տարրերը թեթև մետաղներ են։ Կոչվում են թեթև մետաղներ, որոնց տեսակարար կշիռը չի գերազանցում 5-ը, կարծրությամբ II խմբի հիմնական ենթախմբի մետաղները զգալիորեն գերազանցում են ալկալային մետաղներին։ Դրանցից ամենափափուկը՝ բարիումը (որի հատկությունները ամենամոտն են ալկալիական մետաղներին) ունի մոտավորապես կապարի կարծրություն։ Այս խմբի մետաղների հալման կետերը շատ ավելի բարձր են, քան ալկալային մետաղներինը։

II խմբի հիմնական ենթախմբի բոլոր տարրերի համար ընդհանուր է նրանց հատկությունը՝ ցույց տալ դրական վալենտություն 2 իրենց միացություններում, և միայն բոլորովին բացառիկ դեպքերում են դրանք դրական միավալենտ: Նրանց բնորոշ 2+ վալենտությունը, ինչպես նաև տարրերի սերիական համարները, անկասկած, ստիպում են մեզ վերագրել այդ մետաղները երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբին։ Բացի այդ, նրանք բոլորն էլ ցույց են տալիս խիստ էլեկտրադրական բնույթ, որը որոշվում է էլեկտրաքիմիական լարման շարքի ձախ կողմում նրանց դիրքով, ինչպես նաև էլեկտրաբացասական տարրերի նկատմամբ նրանց ուժեղ կապակցությամբ։

Երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարրերի նորմալ պոտենցիալների արժեքին համապատասխան թվարկված բոլոր մետաղները քայքայվում են ջուրը. Այնուամենայնիվ, բերիլիումի և մագնեզիումի ազդեցությունը ջրի վրա շատ դանդաղ է ընթանում այս ռեակցիայի արդյունքում առաջացող հիդրօքսիդների ցածր լուծելիության պատճառով, օրինակ՝ մագնեզիումի համար.

Mg + 2HOH \u003d Mg (OH) 2 + H 2

Մետաղական մակերեսի վրա ձևավորվելով՝ Be և Mg հիդրօքսիդները խանգարում են ռեակցիայի հետագա ընթացքին։ Հետևաբար, մագնեզիումի նույնիսկ փոքր սխալները պետք է մի քանի օր պահել սովորական ջերմաստիճանում ջրի հետ շփման մեջ, մինչև դրանք ամբողջությամբ վերածվեն մագնեզիումի հիդրօքսիդի: Մնացած հողալկալիական մետաղները շատ ավելի բուռն են արձագանքում ջրի հետ, ինչը բացատրվում է նրանց հիդրօքսիդների ավելի լավ լուծելիությամբ։ Բարիումի հիդրօքսիդը ամենահեշտը լուծվում է. նորմալ պոտենցիալ Ba-ն ունի ամենացածր արժեքը՝ համեմատած խմբի այլ տարրերի հետ, հետևաբար, այն շատ ակտիվորեն արձագանքում է ջրի, ինչպես նաև ալկոհոլի հետ։ Հողալկալիական մետաղների դիմադրությունը օդի նկատմամբ նվազում է մագնեզիումից բարիում ուղղությամբ: Լարումների շարքում իրենց դիրքին համապատասխան՝ այս մետաղները տեղահանում են բոլոր ծանր մետաղները իրենց աղերի լուծույթներից։

Նորմալ M II O օքսիդները միշտ ստացվում են որպես հողալկալիական մետաղների այրման արտադրանք, հողալկալիական մետաղների պերօքսիդները շատ ավելի քիչ կայուն են, քան ալկալիական մետաղների շարքից:

Հողալկալիական մետաղների օքսիդները միանում են ջրի հետ՝ առաջացնելով հիդրօքսիդներ։ Ավելին, այս ռեակցիայի էներգիան շատ նկատելիորեն մեծանում է BeO-ից BaO ուղղությամբ։ Հիդրօքսիդների լուծելիությունը նույնպես մեծապես մեծանում է բերիլիումի հիդրօքսիդից և բարիումի հիդրօքսիդից. բայց նույնիսկ վերջինիս լուծելիությունը նորմալ ջերմաստիճանում շատ ցածր է։ Նույն կարգով մեծանում է նաև այս միացությունների հիմնական բնույթը՝ ամֆոտերային բերիլիումի հիդրօքսիդից մինչև խիստ հիմնային կաուստիկ բարիում։

Հետաքրքիր է նշել ազոտի նկատմամբ երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարրերի ուժեղ մերձեցումը։ Ազոտով միացություններ ստեղծելու հակվածությունը մեծանում է այս տարրերում ատոմային քաշի աճով (չնայած այն հանգամանքին, որ նիտրիդների առաջացման ջերմությունները նվազում են այս ուղղությամբ); Հողալկալիական մետաղների մեջ նիտրիդներ առաջացնելու միտումն այնքան մեծ է, որ վերջիններս դանդաղորեն զուգակցվում են ազոտի հետ նույնիսկ սովորական նիտրիդում:

հողալկալային մետաղներինչպես ալկալիական մետաղները, նրանք միանում են ջրածնի հետ՝ ձևավորելով հիդրիդներ, օրինակ.

Ca + H 2 \u003d CaH 2:

Էթնհիդրիդները նույնպես ունեն աղի նմանություն, ուստի պետք է ենթադրել, որ դրանցում, ինչպես ալկալիական մետաղների հիդրիդներում, ջրածինը էլեկտրաբացասական բաղադրիչ է։

Ավելի դժվար է MgH 2 ստանալ ուղղակիորեն տարրերից, բայց ընդհանուր առմամբ հնարավոր չէր սինթեզել BeH 2 այս կերպ։ MgH 2-ը և BeH 2-ը պինդ և ոչ ցնդող միացություններ են, ինչպես հողալկալիական մետաղների հիդրիդները, բայց ի տարբերություն վերջիններիս, նրանք չունեն աղի ընդգծված բնույթ։

Երկրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի բոլոր տարրերը կազմում են անգույն իոններ՝ 2 դրական լիցքով՝ Be 2+, Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Ra 2+։ Բերիլիումը նաև ձևավորում է անգույն անիոններ [BeO 2 ] 2+ և [Be(OH) 4] 2+։ Անգույն և այս տարրերի M II X 2 բոլոր աղերը, եթե դրանք գունավոր անիոնների ածանցյալներ չեն։

Ռադիումի աղերն իրենք նույնպես անգույն են։ Սակայն դրանցից մի քանիսը, ինչպիսիք են ռադիումի քլորիդը և բրոմիդը, աստիճանաբար գունավորվում են դրանցում պարունակվող ռադիումի ճառագայթմամբ և վերջապես ձեռք են բերում գույն՝ շագանակագույնից մինչև սև։ Վերաբյուրեղացումից հետո նրանք նորից սպիտակում են։

Շատ ալկալային մետաղների աղեր քիչ են լուծվում ջրում։ Այս աղերի լուծելիության փոփոխության մեջ հաճախ հայտնաբերվում է որոշակի օրինաչափություն. օրինակ, սուլֆատներում լուծելիությունը արագորեն նվազում է հողալկալիական մետաղի ատոմային քաշի ավելացման հետ: Մոտավորապես նույն կերպ փոխվում է նաև քրոմիտների լուծելիությունը։ Թույլ թթուներով և միջին հզորության թթուներով հողալկալիական մետաղներից առաջացած աղերի մեծ մասը դժվար է լուծարվել, ինչպիսիք են ֆոսֆատները, օքսալատները և կարբոնատները. դրանցից մի քանիսը, սակայն, հեշտությամբ լուծվում են. վերջիններս ներառում են սուլֆիդներ, ցիանիդներ, թիոցիանատներ և ացետատներ: Բա-ից Բե անցնելիս հիդրօքսիդների հիմնական բնույթի թուլացման պատճառով դրանց կարբոնատների հիդրոլիզի աստիճանը նույն հաջորդականությամբ մեծանում է։ Նրանց ջերմային կայունությունը նույնպես փոխվում է նույն ուղղությամբ. մինչ բարիումի կարբոնատը լիովին քայքայվում է նույնիսկ սպիտակ ջերմության ջերմաստիճանում, կալցիումի կարբոնատը կարող է ամբողջությամբ քայքայվել CaO-ի և CO 2-ի նույնիսկ համեմատաբար թույլ կալցինացիայի դեպքում, իսկ մագնեզիումի կարբոնատը ավելի հեշտությամբ քայքայվում է:

Կոսելի տեսության տեսանկյունից հողալկալիական խմբի տարրերի երկվալենտության պատճառն այն է, որ պարբերական համակարգում դրանք բոլորը հանվում են համապատասխան իներտ գազերից՝ 2 տարրով, հետևաբար նրանցից յուրաքանչյուրն ունի 2. էլեկտրոնները ավելի շատ են, քան նախորդ իներտ գազը: Հողային ալկալային խմբի տարրերում իներտ գազերի կոնֆիգուրացիան ստանձնելու ատոմների հակվածության պատճառով տեղի է ունենում երկու էլեկտրոնի աննշան պառակտում, բայց ոչ ավելին, քանի որ հետագա պառակտումը արդեն կհանգեցներ կոնֆիգուրացիայի ոչնչացմանը: իներտ գազեր.

Դասը կներառի «Մետաղները և դրանց հատկությունները. ալկալիական մետաղներ. հողալկալային մետաղներ. Ալյումին»: Դու կսովորես ընդհանուր հատկություններև հողալկալիական և հողալկալիական տարրերի օրինաչափությունները, առանձին ուսումնասիրել ալկալիական և հողալկալիական մետաղների և դրանց միացությունների քիմիական հատկությունները։ Օգտագործելով քիմիական հավասարումներկդիտարկվի ջրի կարծրության հայեցակարգը: Ծանոթացեք ալյումինին, նրա հատկություններին և համաձուլվածքներին: Դուք կսովորեք, թե ինչ են թթվածնի վերականգնող խառնուրդները, օզոնիդները, բարիումի պերօքսիդը և թթվածնի արտադրությունը:

Թեմա՝ Հիմնական մետաղներ և ոչ մետաղներ

Դաս. Մետաղները և դրանց հատկությունները. ալկալիական մետաղներ. հողալկալային մետաղներ. Ալյումինե

I խմբի հիմնական ենթախումբը Պարբերական համակարգԴ.Ի. Մենդելեևն են լիթիումի Li, նատրիումի Na, կալիումի K, rubidium Rb, ցեզիում Cs և ֆրանցիում Fr. Այս ենթախմբի տարրերը պատկանում են. Նրանց ընդհանուր անվանումն է ալկալիական մետաղներ։

Հողալկալիական մետաղները գտնվում են D.I պարբերական համակարգի II խմբի հիմնական ենթախմբի մեջ: Մենդելեևը. Սրանք մագնեզիում Mg, կալցիում Ca, ստրոնցիում Sr, բարիում Ba և ռադիում Ra:

Ալկալիական և հողալկալիական մետաղները, որպես բնորոշ մետաղներ, ցուցաբերում են ընդգծված վերականգնող հատկություններ։ Հիմնական ենթախմբերի տարրերի համար մետաղական հատկությունները մեծանում են շառավիղի աճով: Հատկապես ուժեղ վերականգնող հատկությունները դրսևորվում են ալկալային մետաղներում։ Այնքան ուժեղ, որ գործնականում անհնար է իրականացնել դրանց ռեակցիաները նոսր ջրային լուծույթներով, քանի որ առաջին ռեակցիան կլինի նրանց փոխազդեցությունը ջրի հետ: Իրավիճակը նման է հողալկալիական մետաղների դեպքում։ Նրանք նաև փոխազդում են ջրի հետ, բայց շատ ավելի քիչ ինտենսիվ, քան ալկալային մետաղները:

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաներալկալիական մետաղների վալենտային շերտ - ns 1 , որտեղ n-ը էլեկտրոնային շերտի թիվն է։ Դրանք կոչվում են s-տարրեր: հողալկալային մետաղների համար - ns 2 (s-տարրեր): Ալյումինն ունի վալենտային էլեկտրոններ …3 ս 2 3r 1(p-տարր): Այս տարրերը կազմում են միացություններ իոնային տեսակըկապեր. Նրանց համար միացությունների առաջացման ժամանակ օքսիդացման վիճակը համապատասխանում է խմբի թվին։

Մետաղների իոնների հայտնաբերում աղերում

Մետաղական իոնները հեշտությամբ հայտնաբերվում են բոցի գույնի փոփոխությամբ: Բրինձ. մեկ.

Լիթիումի աղեր - կարմին-կարմիր կրակի գույն: Նատրիումի աղեր - դեղին: Կալիումի աղեր - մանուշակագույն կոբալտային ապակու միջով: Ռուբիդիում - կարմիր, ցեզիում - մանուշակագույն-կապույտ:

Բրինձ. մեկ

Հողալկալիական մետաղների աղեր՝ կալցիում - աղյուս կարմիր, ստրոնցիում - կարմին կարմիր և բարիում - դեղնավուն կանաչ: Ալյումինի աղերը չեն փոխում բոցի գույնը։ Հրավառություն ստեղծելու համար օգտագործվում են ալկալային և հողալկալիական մետաղների աղեր։ Իսկ գույնով հեշտությամբ կարող եք որոշել, թե որ մետաղի աղերն են օգտագործվել։

Մետաղական հատկություններ

ալկալիական մետաղներարծաթափայլ սպիտակ նյութեր են՝ բնորոշ մետաղական փայլով։ Օքսիդացման հետևանքով նրանք արագ մթագնում են օդում։ Սրանք փափուկ մետաղներ են, Na, K, Rb, C-ները փափկությամբ նման են մոմին։ Դրանք հեշտությամբ կտրվում են դանակով։ Նրանք թեթև են։ Լիթիումը ամենաթեթև մետաղն է՝ 0,5 գ/սմ3 խտությամբ։

Քիմիական հատկություններալկալիական մետաղներ

1. Փոխազդեցություն ոչ մետաղների հետ

Շնորհիվ բարձր նվազեցնող հատկություններալկալիական մետաղները դաժանորեն փոխազդում են հալոգենների հետ՝ առաջացնելով համապատասխան հալոգենիդ։ Երբ տաքանում են, նրանք փոխազդում են ծծմբի, ֆոսֆորի և ջրածնի հետ՝ առաջացնելով սուլֆիդներ, հիդրիդներ և ֆոսֆիդներ։

2Na + Cl 2 → 2NaCl

Լիթիումը միակ մետաղն է, որը փոխազդում է ազոտի հետ արդեն սենյակային ջերմաստիճանում:

6Li + N 2 = 2Li 3 N, ստացված լիթիումի նիտրիդն անցնում է անդառնալի հիդրոլիզ:

Li 3 N + 3H 2 O → 3LiOH + NH 3

2. Փոխազդեցություն թթվածնի հետ

Լիթիումի օքսիդը անմիջապես առաջանում է լիթիումի հետ։

4Li + O 2 \u003d 2Li 2 O, և երբ թթվածինը փոխազդում է նատրիումի հետ, ձևավորվում է նատրիումի պերօքսիդ:

2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2: Երբ մյուս բոլոր մետաղները այրվում են, առաջանում են սուպերօքսիդներ:

K + O 2 \u003d KO 2

3. Փոխազդեցություն ջրի հետ

Ջրի հետ արձագանքելով՝ կարելի է հստակ տեսնել, թե ինչպես է խմբում այս մետաղների ակտիվությունը վերից վար փոխվում։ Լիթիումը և նատրիումը հանգիստ փոխազդում են ջրի հետ, կալիումը` բռնկման, իսկ ցեզիումը` արդեն պայթյունի հետ:

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

4.

8K + 10HNO 3 (համակցված) → 8KNO 3 + N 2 O +5 H 2 O

8Na + 5H 2 SO 4 (կոնկրետ) → 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Ալկալիական մետաղների ստացում

Մետաղների բարձր ակտիվության շնորհիվ դրանք կարելի է ստանալ աղերի, առավել հաճախ՝ քլորիդների էլեկտրոլիզով։

Ալկալիական մետաղների միացությունները լայնորեն կիրառվում են տարբեր ոլորտներում։ Տես Աղյուսակ: մեկ.

ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ԱԼԿԱԼԻ ՄԵՏԱՂՆԵՐԻ ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ
	Կաուստիկ սոդա (կաուստիկ սոդա)
	Աղ
	Չիլիական սելիտրա
Na 2 SO 4 ∙10H 2 O	Գլաուբերի աղ
Na 2 CO 3 ∙10H 2 O	Բյուրեղային սոդա
	կաուստիկ պոտաշ
	Կալիումի քլորիդ (սիլվին)
	Հնդկական սելիտրա

Նրանց անվանումը պայմանավորված է նրանով, որ այդ մետաղների հիդրօքսիդները ալկալիներ են, իսկ օքսիդները նախկինում կոչվում էին «երկիրներ»։ Օրինակ, բարիումի օքսիդը BaO-ն բարիում հող է: Բերիլիումը և մագնեզիումը հաճախ չեն դասակարգվում որպես հողալկալային մետաղներ: Ռադիումը նույնպես չենք դիտարկի, քանի որ այն ռադիոակտիվ է։

Հողալկալիական մետաղների քիմիական հատկությունները.

1. Փոխազդեցություն հետոչ մետաղներ

Ca + Cl 2 → 2CaCl 2

Ca + H 2 CaH 2

3Сa + 2P Сa 3 P 2-

2. Փոխազդեցություն թթվածնի հետ

2Сa + O 2 → 2CaO

3. Փոխազդեցություն ջրի հետ

Sr + 2H 2 O → Sr(OH) 2 + H 2, բայց փոխազդեցությունն ավելի հանգիստ է, քան ալկալային մետաղների հետ:

4. Փոխազդեցություն թթուների հետ - ուժեղ օքսիդացնող նյութեր

4Sr + 5HNO 3 (համակցված) → 4Sr(NO 3) 2 + N 2 O +4H 2 O

4Ca + 10H 2 SO 4 (կոնկրետ) → 4CaSO 4 + H 2 S + 5H 2 O

Հողալկալիական մետաղների ստացում

Մետաղական կալցիումը և ստրոնցիումը ստացվում են հալած աղերի, առավել հաճախ քլորիդների էլեկտրոլիզով։

CaCl 2 Ca + Cl 2

Բարձր մաքրության բարիում կարելի է ստանալ ալյումինջերմային գործընթացով բարիումի օքսիդից

3BaO + 2Al 3Ba + Al 2 O 3

ԵՐԿՐԱԼԿԱԼԱՅԻՆ ՄԵՏԱՂՆԵՐԻ ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ

Հողալկալիական մետաղների ամենահայտնի միացություններն են՝ CaO - արագ կրաքարի. Ca(OH)2 - խարխուլ կրաքարի,կամ կրաքարի ջուր: Անցնելիս ածխաթթու գազՊղտորությունը տեղի է ունենում կրաքարի ջրի միջոցով, քանի որ ձևավորվում է չլուծվող կալցիումի կարբոնատ CaCO 3: Բայց մենք պետք է հիշենք, որ ածխածնի երկօքսիդի հետագա փոխանցման դեպքում ձևավորվում է արդեն լուծվող բիկարբոնատ, և նստվածքը անհետանում է:

Բրինձ. 2

СaO + H 2 O → Ca (OH) 2

Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓+ H 2 O

CaCO 3 ↓+ H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3) 2

Գիպս -սա CaSO 4 ∙ 2H 2 O, ալաբաստեր - CaSO 4 ∙ 0.5H 2 O: Գիպսը և ալաբաստրն օգտագործվում են շինարարության, բժշկության և դեկորատիվ արտադրանքների արտադրության մեջ: Բրինձ. 2.

Կալցիումի կարբոնատ CaCO 3-ը ձևավորում է բազմաթիվ տարբեր հանքանյութեր: Բրինձ. 3.

Բրինձ. 3

կալցիումի ֆոսֆատ Ca 3 (PO 4) 2 - ֆոսֆորիտ, ֆոսֆորի ալյուրը օգտագործվում է որպես հանքային պարարտանյութ:

մաքուր անջուր կալցիումի քլորիդ CaCl 2-ը հիգրոսկոպիկ նյութ է, հետևաբար այն լայնորեն օգտագործվում է լաբորատորիաներում որպես չորացնող նյութ։

կալցիումի կարբիդ- CaC 2: Այն կարելի է ձեռք բերել այսպես.

CaO + 2C → CaC 2 + CO. Դրա կիրառություններից մեկը ացետիլենի արտադրությունն է։

CaC 2 + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + C 2 H 2

Բարիումի սուլֆատ BaSO 4 - բարիտ: Բրինձ. 4. Որոշ ուսումնասիրություններում օգտագործվում է որպես սպիտակի հղում:

Բրինձ. չորս

Ջրի կարծրություն

Բնական ջուրը պարունակում է կալցիումի և մագնեզիումի աղեր։ Եթե ​​դրանք պարունակվում են նկատելի կոնցենտրացիաներում, ապա օճառը չի փրփրում նման ջրի մեջ՝ չլուծվող ստեարատների առաջացման պատճառով։ Երբ այն եռում է, թեփուկներ են գոյանում։

Ժամանակավոր կոշտությունկալցիումի և մագնեզիումի բիկարբոնատների Ca(HCO 3) 2 և Mg (HCO 3) 2 առկայության պատճառով: Ջրի այս կարծրությունը կարելի է վերացնել եռալով։

Ca (HCO 3) 2 CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O

Ջրի մշտական ​​կարծրությունկատիոնների առկայության պատճառով Ca 2+ ., Mg 2+ և անիոններ H 2 PO 4 -, Cl - , NO 3 - և այլն: Ջրի մշտական ​​կարծրությունը վերանում է միայն իոնափոխանակման ռեակցիաների շնորհիվ, ինչի արդյունքում մագնեզիումը և կալցիումի իոնները կտեղափոխվեն նստվածք:

Տնային աշխատանք

1. Թիվ 3, 4, 5-ա (էջ 173) Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա. 11-րդ դասարան. Հիմնական մակարդակը. 2-րդ հրատ., ster. - M.: Bustard, 2007. - 220 p.

2. Ինչպիսի՞ն է շրջակա միջավայրի արձագանքը ջրի լուծույթկալիումի սուլֆիդ? Ձեր պատասխանը հաստատեք հիդրոլիզի ռեակցիայի հավասարմամբ:

3. Որոշե՛ք նատրիումի զանգվածային բաժինը ծովի ջուր, որը պարունակում է 1,5% նատրիումի քլորիդ։

Մետաղների խմբից առավել ակտիվ են ալկալիական և հողալկալիական մետաղները։ Սրանք փափուկ թեթև մետաղներ են, որոնք արձագանքում են պարզ և բարդ նյութերի հետ։

ընդհանուր նկարագրությունը

Ակտիվ մետաղները զբաղեցնում են առաջին և երկրորդ խմբերը պարբերական աղյուսակՄենդելեևը. Ամբողջական ցուցակըալկալիական և հողալկալիական մետաղներ.

• լիթիում (Li);
• նատրիում (Na);
• կալիում (K);
• ռուբիդիում (Rb);
• ցեզիում (Cs);
• ֆրանցիում (Fr);
• բերիլիում (Be);
• մագնեզիում (Mg);
• կալցիում (Ca);
• ստրոնցիում (Sr);
• բարիում (Ba);
• ռադիում (Ra):

Բրինձ. 1. Ալկալիական և հողալկալիական մետաղները պարբերական համակարգում:

Ալկալիական մետաղների էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա - ns 1 , հողալկալիական մետաղներ - ns 2 :

Համապատասխանաբար, ալկալային մետաղների հաստատուն վալենտությունը I է, հողալկալայինը՝ II։ Արտաքին էներգիայի մակարդակում վալենտային էլեկտրոնների փոքր քանակի պատճառով ակտիվ մետաղներցուցադրում է հզոր վերականգնող հատկություն՝ ռեակցիաներում արտաքին էլեկտրոններ նվիրելով: Որքան շատ էներգիայի մակարդակներ, այնքան պակաս կապը արտաքին էլեկտրոնների և ատոմային միջուկի միջև: Հետևաբար, մետաղական հատկությունները խմբերով մեծանում են վերևից ներքև:

Ակտիվության շնորհիվ I և II խմբերի մետաղները բնության մեջ հանդիպում են միայն բաղադրության մեջ ժայռեր. Մաքուր մետաղները մեկուսացվում են էլեկտրոլիզի, կալցինացման, փոխարինման ռեակցիաներով։

Ֆիզիկական հատկություններ

Ալկալիական մետաղներն ունեն արծաթափայլ սպիտակ գույն՝ մետաղական փայլով։ Ցեզիումը արծաթափայլ դեղին մետաղ է։ Սրանք ամենաակտիվ և փափուկ մետաղներն են: Դանակով կտրում են նատրիումը, կալիումը, ռուբիդիումը, ցեզիումը։ Փափկությունը նման է մոմի:

Բրինձ. 2. Նատրիումի կտրում դանակով։

Հողալկալիական մետաղները մոխրագույն են: Ալկալիական մետաղների համեմատ դրանք ավելի կոշտ, ավելի խիտ նյութեր են։ Դանակով կարելի է կտրել միայն ստրոնցիումը։ Ամենախիտ մետաղը ռադիումն է (5,5 գ/սմ3):

Ամենաթեթև մետաղներն են լիթիումը, նատրիումը և կալիումը։ Նրանք լողում են ջրի մակերեսին։

Քիմիական հատկություններ

Ալկալիական և հողալկալիական մետաղները փոխազդում են պարզ նյութերի և բարդ միացությունների հետ՝ առաջացնելով աղեր, օքսիդներ, ալկալիներ։ Ակտիվ մետաղների հիմնական հատկությունները նկարագրված են աղյուսակում:

Փոխազդեցություն	ալկալիական մետաղներ	հողալկալային մետաղներ
Թթվածնով	Ինքնաբոցավառվում է օդում: Նրանք ձևավորում են սուպերօքսիդներ (RO 2), բացառությամբ լիթիումի և նատրիումի։ Լիթիումը առաջացնում է օքսիդ, երբ տաքացվում է 200°C-ից բարձր: Նատրիումը առաջացնում է պերօքսիդի և օքսիդի խառնուրդ: 4Li + O 2 → 2Li 2 O; 2Na + O 2 → Na 2 O 2; Rb + O 2 → RbO 2	Պաշտպանիչ օքսիդի թաղանթները արագ ձևավորվում են օդում: Երբ տաքացվում է մինչև 500 ° C, նրանք ինքնաբուխ բռնկվում են: 2Mg + O 2 → 2MgO; 2Ca + O 2 → 2CaO
ոչ մետաղներով	Արձագանքել ծծմբի, ջրածնի, ֆոսֆորի հետ տաքացնելիս. 2K + S → K 2 S; 2Na + H 2 → 2NaH; 2Cs + 5P → Cs 2 P 5. Միայն լիթիումը փոխազդում է ազոտի հետ, լիթիումը և նատրիումը արձագանքում են ածխածնի հետ. 6Li + N 2 → 2Li 3 N; 2Na + 2C → Li 2 C 2	Տաքացնելիս արձագանքել. Ca + Br 2 → CaBr 2; Be + Cl 2 → BeCl 2; Mg + S → MgS; 3Ca + 2P → Ca 3 P 2; Sr + H2 → SrH2
Հալոգեններով	Բռնի կերպով արձագանքում են հալոգենիդների ձևավորմանը. 2Na + Cl 2 → 2NaCl
	Ձևավորվում են ալկալիներ։ Որքան ցածր է մետաղը գտնվում խմբում, այնքան ավելի ակտիվ է ընթանում ռեակցիան: Լիթիումը հանգիստ փոխազդում է, նատրիումը այրվում է դեղին բոցով, կալիումը բռնկումով, ցեզիումը և ռուբիդիումը պայթում են։ 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 -; 2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2	Ավելի քիչ ակտիվ, քան ալկալային մետաղները, արձագանքում են սենյակային ջերմաստիճանում. Mg + 2H 2 O → Mg (OH) 2 + H 2; Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2
Թթուներով	Թույլ և նոսր թթուներով նրանք արձագանքում են պայթյունավտանգ։ Օրգանական թթուներով աղեր են կազմում։ 8K + 10HNO 3 (conc) → 8KNO 3 + N 2 O + 5H 2 O; 8Na + 5H 2 SO 4 (կոնկրետ) → 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4H 2 O; 10Na + 12HNO 3 (տարբերություն) → N 2 + 10NaNO 3 + 6H 2 O; 2Na + 2CH 3 COOH → 2CH 3 COONa + H 2	Աղերի ձևավորում. 4Sr + 5HNO 3 (conc) → 4Sr(NO 3) 2 + N 2 O + 4H 2 O; 4Ca + 10H 2 SO 4 (կոնկրետ) → 4CaSO 4 + H 2 S + 5H 2 O
Ալկալիներով		Բոլոր մետաղներից միայն բերիլիումն է արձագանքում. Be + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2
Օքսիդներով		Բոլոր մետաղները փոխազդում են, բացառությամբ բերիլիումի: Փոխարինեք պակաս ակտիվ մետաղները. 2Mg + ZrO 2 → Zr + 2MgO

Բրինձ. 3. Կալիումի արձագանքը ջրի հետ.

Ալկալային և հողալկալիական մետաղները կարելի է հայտնաբերել որակական ռեակցիայի միջոցով: Այրման ժամանակ մետաղները ներկվում են որոշակի գույնով։ Օրինակ, նատրիումը այրվում է դեղին բոցով, կալիումը` մանուշակագույնով, բարիումը` բաց կանաչով, իսկ կալցիումը` մուգ նարնջագույնով:

Ի՞նչ ենք մենք սովորել:

Ալկալային և ալկալային հողը ամենաակտիվ մետաղներն են: Այն փափուկ է պարզ նյութերմոխրագույն կամ արծաթագույն գույնը փոքր խտությամբ: Լիթիումը, նատրիումը, կալիումը լողում են ջրի մակերեսին։ Հողալկալիական մետաղներն ավելի կարծր և խիտ են, քան ալկալիական մետաղները: Օդում արագ օքսիդանում են։ Ալկալիական մետաղները առաջացնում են սուպերօքսիդներ և պերօքսիդներ, օքսիդը կազմում է միայն լիթիում: Բռնի կերպով արձագանքեք սենյակային ջերմաստիճանում գտնվող ջրի հետ: Տաքացնելիս արձագանքել ոչ մետաղների հետ: Հողալկալիական մետաղները փոխազդում են օքսիդների հետ՝ տեղահանելով պակաս ակտիվ մետաղները։ Միայն բերիլիումն է արձագանքում ալկալիների հետ։

Թեմայի վիկտորինան

Հաշվետվության գնահատում

Միջին գնահատականը: 4.6. Ստացված ընդհանուր գնահատականները՝ 294։