Clasă: 9

Tip de lecție:învăţarea de materiale noi.

Tip de lecție: lecție combinată

Obiectivele lecției:

Tutoriale: formarea cunoștințelor elevilor despre elementele alcalino-pământoase ca metale tipice, conceptul de relație dintre structura atomilor și proprietăți (fizice și chimice).

În curs de dezvoltare: dezvoltarea aptitudinilor activitati de cercetare, capacitatea de a extrage informații din diverse surse, de a compara, de a generaliza, de a trage concluzii.

Educatori: cultivarea unui interes durabil pentru subiect, cultivarea unui astfel de subiect calități morale ca acuratețe, disciplină, independență, atitudine responsabilă față de sarcina atribuită.

Metode: problematică, căutare, muncă de laborator, muncă independentă elevi.

Echipament: computer, masă de siguranță, disc „Laborator virtual de chimie”, prezentare .

În timpul orelor

1. Moment organizatoric.

2. Cuvânt introductiv al profesorului.

Studiem secțiunea, metalele și știi ce au metalele mare importanță in viata omul modern. În lecțiile anterioare, ne-am familiarizat cu elementele grupului I al subgrupului principal - metale alcaline. Astăzi începem să studiem metalele din grupa II a subgrupului principal - metale alcalino-pământoase. Pentru a asimila materialul lecției, trebuie să ne amintim cele mai importante întrebări care au fost luate în considerare în lecțiile anterioare.

3. Actualizarea cunoștințelor.

Conversaţie.

Unde se găsesc metalele alcaline sistem periodic DI. Mendeleev?

Student:

În sistemul periodic, metalele alcaline sunt situate în grupa I a subgrupului principal, la nivelul exterior 1 electron, pe care metalele alcaline îl cedează cu ușurință, prin urmare, în toți compușii prezintă o stare de oxidare de +1. Odată cu creșterea dimensiunii atomilor de la litiu la franciu, energia de ionizare a atomilor scade și, de regulă, activitatea lor chimică crește.

Profesor:

Proprietăți fizice Metale alcaline?

Student:

Toate metalele alcaline sunt de culoare alb-argintiu cu nuanțe ușoare, ușoare, moi și fuzibile. Duritatea și punctul lor de topire scad în mod natural de la litiu la cesiu.

Profesor:

Vom verifica cunoștințele proprietăților chimice ale metalelor alcaline sub forma unei mici lucrări de testare asupra opțiunilor:

• euopțiune: Scrieți ecuațiile de reacție pentru interacțiunea sodiului cu oxigenul, clorul, hidrogenul, apa. Specificați agentul oxidant și agentul reducător.
• eu optiunea: Scrieți ecuațiile de reacție pentru interacțiunea litiului cu oxigenul, clorul, hidrogenul, apa. Specificați agentul oxidant și agentul reducător.
• I I I optiunea: Scrieți ecuațiile de reacție pentru interacțiunea potasiului cu oxigenul, clorul, hidrogenul, apa. Specificați agentul oxidant și agentul reducător.

Profesor: Tema lecției noastre metale alcalino-pământoase”

Obiectivele lecției: A da caracteristici generale metale alcalino-pământoase.

Luați în considerare structura lor electronică, comparați proprietățile fizice și chimice.

Aflați despre cei mai importanți compuși ai acestor metale.

Determinați scopul acestor compuși.

Planul nostru de lecție este scris pe tablă, vom lucra conform planului, uită-te la prezentare.

1. Poziția metalelor în sistemul periodic D.I. Mendeleev.
2. Structura atomului de metal alcalin.
3. proprietăți fizice.
4. Proprietăți chimice.
5. Utilizarea metalelor alcalino-pământoase.

Conversaţie.

Profesor:

Pe baza cunoștințelor acumulate anterior, vom răspunde la următoarele întrebări: Pentru a răspunde, vom folosi sistemul periodic elemente chimice DI. Mendeleev.

1. Enumerați metalele alcalino-pământoase

Student:

Acestea sunt magneziu, calciu, stronțiu, bariu, radiu.

Profesor:

2. De ce se numesc aceste metale alcalino-pământoase?

Student:

Originea acestui nume se datorează faptului că hidroxizii lor sunt alcalini, iar oxizii lor sunt similari ca refractare cu oxizii de aluminiu și fier, care anterior purtau denumirea comună „pământ”

Profesor:

3. Localizarea metalelor alcalino-pământoase în PSCE D.I. Mendeleev.

Student:

Grupa II este subgrupul principal. Metalele din grupa II a subgrupului principal au 2 electroni la nivelul energiei externe, situate la o distanță mai mică de nucleu decât metalele alcaline. Prin urmare, proprietățile lor reducătoare, deși mari, sunt totuși mai mici decât cele ale elementelor din grupa I. Câştig proprietăți reducătoare observate de asemenea în timpul trecerii de la Mg la Ba, care este asociată cu o creștere a razelor atomilor lor, în toți compușii ei prezintă o stare de oxidare de +2.

Profesor: Proprietățile fizice ale metalelor alcalino-pământoase?

Student:

Metalele din grupa II a subgrupului principal sunt substanțe alb-argintii care conduc bine căldura și electricitate. Densitatea lor crește de la Be la Ba, în timp ce punctul de topire, dimpotrivă, scade. Sunt mult mai dure decât metalele alcaline. Toate, cu excepția beriliului, au capacitatea de a colora flacăra în culori diferite.

Problemă: Cum se găsesc metalele alcalino-pământoase în natură?

De ce metalele alcalino-pământoase există mai ales în natură sub formă de compuși?

Răspuns: În natură, metalele alcalino-pământoase sunt sub formă de compuși, deoarece au activitate chimică ridicată, care, la rândul său, depinde de caracteristici structura electronica atomi (prezența a doi electroni nepereche la nivelul energetic exterior)

Fizkultminutka - odihnă pentru ochi.

Profesor:

Cunoscând proprietățile fizice generale, activitatea metalelor, presupunem proprietățile chimice ale metalelor alcalino-pământoase. Cu ce ​​substanțe interacționează metalele alcaline?

Student:

Metalele alcalino-pământoase interacționează atât cu substanțe simple, cât și cu cele complexe. Ele interacționează activ cu aproape toate nemetalele (cu halogeni, hidrogen, formând hidruri). Din substanțe complexe cu apa - formand baze solubile in apa - alcaline si cu acizi.

Profesor:

Și acum, în experimente, vom verifica corectitudinea ipotezelor noastre despre proprietățile chimice ale metalelor alcalino-pământoase.

4. Lucrări de laborator la laboratorul virtual.

Ţintă: efectuează reacții care confirmă proprietățile chimice ale metalelor alcalino-pământoase.

Repetăm ​​regulile de siguranță pentru lucrul cu metale alcalino-pământoase.

• lucrează într-o hotă
• pe o tavă
• cu mâinile uscate
• luați în cantități mici

Lucrăm cu textul pe care îl citim în laboratorul virtual.

Experiența nr. 1. Interacțiunea calciului cu apa.

Experienta numarul 2. Arderea magneziului, calciului, strontiului, bariului

Notează într-un caiet ecuațiile de reacție și observație.

5. Rezumarea lecției, notarea.

5. Reflecție.

Ce îți amintești despre lecție, ce ți-a plăcut?

6. Tema pentru acasă.

§ 12 exercițiul 1(b) exercițiul 4

Literatură.

1. Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chimie 9.- Moscova.: Educație, 2001
2. Gabrielyan O.S. Chimie 9.-Moscova.: Gutarda, 2008
3. Gabrielyan O.S., Ostroumov I.G. Manualul profesorului. Chimie 9.-Moscova.: Gutarda 2002
4. Gabrielyan O.S. Control și munca de verificare. Chimie 9.-Moscova.: Gutarda, 2005.
5. Colectie Laboratorul virtual. Ediție electronică educațională

Toate elementele principalelor subgrupe ale grupelor I și II ale sistemului periodic, precum și hidrogenul și heliul, aparțin elementelor s. Pe lângă hidrogen și heliu, toate aceste elemente sunt metale. Se numesc metale din grupa I din tabelul periodic alcalin, deoarece reacţionează cu apa formând alcalii. Se numesc metale din grupa II din Tabelul periodic, cu excepția beriliului și magneziului alcalino-pământos. Franciu, care completează grupa I, și radiu, care completează grupa II, - elemente radioactive.

Unele proprietăți ale metalelor s 3

Tabelul 15.1

	Raza metalică, nm	Raza ionică, nm		EO conform lui Pauling
eu grupez
11 grup

iar PI este potențialul (energia) ionizării; EO - electronegativitate.

Toate metalele s au unul sau doi electroni pe învelișul exterior și îi pot dona cu ușurință, formând ioni cu o configurație electronică stabilă de gaze nobile. Activitatea reducătoare ridicată a acestor metale se manifestă în potențiale de ionizare (PI) foarte scăzute și electronegativitate (EO) scăzută (Tabelul 15.1). Comparați potențialele de ionizare ale metalelor alcaline și ale gazelor nobile (dintre toate elementele, gazele nobile au cel mai mic EO și cel mai mare PI; vezi Tabelul 18.1).

proprietăți fizice. În condiții normale, s-metale sunt în stare solidă, formând cristale cu legatura metalica. Toate metalele din Grupa I au rețea cubică centrată pe corp(BCC, vezi § 4.4). Beriliul și magneziul sunt caracterizate ambalare închisă hexagonală(hcp), în calciu și stronțiu centrat pe față zăbrele cubice (fcc), pentru bariu cubic centrat pe corp(BCC).

Metalele din grupa I sunt moi și au o densitate scăzută în comparație cu altele. Litiu, sodiu și potasiu mai usoara decat apași plutesc pe suprafața sa, reacționând cu ea. Metalele din grupa II sunt mai dure și mai dense decât metalele alcaline. Punctele scăzute de topire și de fierbere ale metalelor s (vezi Tabelul 15.1) sunt explicate prin legătura metalică relativ slabă din rețelele cristaline; energie de legare (în eV): litiu 1,65, sodiu 1,11, potasiu 0,92, rubidiu 0,84, cesiu 0,79, beriliu 3,36, magneziu 1,53, calciu 1,85, stronțiu 1, 70, bariu 1,87.

Pentru compararea energiilor de legare (în eV): aluminiu 3,38, zinc 1,35, fier 4,31, cupru 3,51, argint 2,94, titan 4,87, molibden 6,82, wolfram 8,80.

O legătură metalică este formată din electroni de valență delocalizați care țin împreună ionii pozitivi ai atomilor metalici (vezi § 3.6). Cu cât raza metalică este mai mare, cu atât electronii mai delocalizați sunt distribuiți într-un „strat subțire” între ionii pozitivi și cu atât rezistența rețelei cristaline este mai mică. Aceasta explică punctele scăzute de topire și fierbere ale metalelor din grupele I și II. Punctele de topire și de fierbere ale elementelor din grupa II, spre deosebire de metalele alcaline, se modifică nesistematic, ceea ce se explică prin diferențele dintre structurile cristaline (vezi mai sus).

distribuție în natură. Toate s-metale se găsesc în natură numai sub formă de compuși: săruri minerale fosile și depozitele lor (KS1, NaCl, CaCO 3 și altele) și ioni în apa de mare. Calciul, sodiul, potasiul și magneziul sunt al cincilea, al șaselea, al șaptelea și, respectiv, al optulea din abundență pe Pământ. Stronțiul este frecvent în mod moderat. Conținutul altor s-metale în Scoarta terestra iar apele oceanice este neglijabilă. De exemplu, conținutul de sodiu din scoarța terestră este de 2,3% și apa de mare este de 1,1%, cesiu din scoarța terestră este de 3 10 ~ 4% și în apa de mare 3 10 -8%.

Sodiul, cesiul și beriliul au un singur izotop stabil fiecare, litiul, potasiul și rubidiul au câte doi: |Li 7,5% și |Li 92,5%; 93,26% și Comitetul Central 6,74%; f^Rb 72,17% și fpRb 27,83%. Magneziul are trei izotopi stabili (| 2 Mg 79,0%, j|Mg 10,0% și j|Mg 11,0%). Alte metale alcalino-pământoase au izotopi mai stabili; cele principale: 4 °С 96,94% și CA 2,09%; ||Sr 82,58%, 8 |Sr 9,86% și ||Sr 7,0%; 1 ||Ba 71,7%, 18 |Ba 11,23%, 18 ®Ba 7,85% și 18 |Ba 6,59%.

Subgrupul principal al celui de-al doilea grup al sistemului periodic cuprinde elementele: beriliu, magneziu, calciu, stronțiu, bariu și radiu. Potrivit reprezentanților principali ai acestui subgrup - calciu, stronțiu și bariu - cunoscuți sub denumirea generală de metale alcalino-pământoase, întregul subgrup principal al celui de-al doilea grup este numit și subgrup. metale alcalino-pământoase.

Denumirea „alcalino-pământoasă” acestor metale (uneori li se adaugă magneziu) a fost primită deoarece oxizii lor, în proprietăți chimice sunt intermediari, pe de o parte, între alcaline, adică oxizi sau hidroxizi ai metalelor alcaline și, pe de altă parte, „pământuri”, adică oxizi ai unor astfel de elemente, un reprezentant tipic al cărora este aluminiul - principalul componentă lut Datorită acestei poziții intermediare, oxizii de calciu, stronțiu și bariu au primit denumirea de „pământuri alcaline”.

Primul element al acestui subgrup, beriliul (dacă nu se ia în considerare valența sa), este mult mai aproape de proprietățile sale de aluminiu decât de analogii superiori ai grupului superior căruia îi aparține. Al doilea element al acestui grup, magneziul, este, de asemenea, în unele privințe semnificativ diferit de metalele alcalino-pământoase în sensul restrâns al termenului. Unele reacții îl apropie de elementele subgrupului secundar al celui de-al doilea grup, în special de zinc; astfel, sulfații de magneziu și zinc, spre deosebire de sulfații de metale alcalino-pământoase, sunt ușor solubili, izomorfi unul față de celălalt și formează săruri duble similare ca compoziție. Anterior, a fost indicată regula, conform căreia primul element dezvăluie proprietăți care sunt tranzitorii către următorul subgrup principal, al doilea - către un subgrup secundar al aceluiași grup; și de obicei doar al treilea element posedă proprietățile caracteristice grupului; această regulă este evidentă mai ales în grupul metalelor alcalino-pământoase.

Cel mai greu dintre elementele din a doua grupă - radiul - în ceea ce privește proprietățile sale chimice, corespunde, desigur, reprezentanților tipici ai metalelor alcalino-pământoase.Cu toate acestea, de obicei, nu este obișnuit să-l includă în grupul metalelor alcalino-pământoase în un sens mai restrâns. În legătură cu particularitățile distribuției sale în natură și, de asemenea, datorită proprietății sale cele mai caracteristice - radioactivitatea, este mai oportun să îi acordăm un loc special. In discutie proprietăți comune elementele acestui subgrup, radiul nu vor fi luate în considerare, deoarece proprietățile fizico-chimice corespunzătoare nu au fost încă studiate suficient.

Cu excepția radiului, toate elementele subgrupului alcalino-pământos sunt metale ușoare. Se numesc metale ușoare, a căror greutate specifică nu depășește 5. În ceea ce privește duritatea lor, metalele din subgrupul principal al grupului II sunt semnificativ superioare metalelor alcaline. Cel mai moale dintre acestea, bariul (ale cărui proprietăți sunt cele mai apropiate de metalele alcaline) are aproximativ duritatea plumbului. Punctele de topire ale acestui grup de metale sunt mult mai mari decât cele ale metalelor alcaline.

Comun tuturor elementelor subgrupului principal al grupului II este proprietatea lor de a prezenta o valență pozitivă 2 în compușii lor și numai în cazuri complet excepționale sunt pozitiv monovalente. Valența 2+ tipică acestora, precum și numerele de serie ale elementelor, fac de netăgăduit faptul că aceste metale aparțin subgrupului principal al celui de-al doilea grup. În plus, toate prezintă un caracter puternic electropozitiv, care este determinat de poziția lor pe partea stângă a seriei electrochimice de tensiuni, precum și de afinitatea lor puternică pentru elementele electronegative.

În conformitate cu valoarea potențialelor normale ale elementelor subgrupului principal al celui de-al doilea grup, toate metalele enumerate descompun apa; totuși, acțiunea beriliului și magneziului asupra apei se desfășoară foarte lent datorită solubilității scăzute a hidroxizilor rezultați din această reacție, de exemplu, pentru magneziu:

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

Formați pe suprafața metalului, hidroxidii de Be și Mg împiedică continuarea reacției. Prin urmare, chiar și erorile mici de magneziu trebuie menținute la temperatura obișnuită în contact cu apa timp de câteva zile înainte de a se transforma complet în hidroxid de magneziu. Metalele alcalino-pământoase rămase reacţionează cu apa mult mai puternic, ceea ce se explică prin solubilitatea mai bună a hidroxizilor lor. Hidroxidul de bariu este cel mai ușor de dizolvat; potenţialul normal Ba are cea mai mică valoare în comparaţie cu alte elemente ale grupului, prin urmare reacţionează cu apa, precum şi cu alcoolul, foarte energic. Rezistența metalelor alcalino-pământoase la aer scade în direcția de la magneziu la bariu. În conformitate cu poziția lor în seria tensiunilor, metalele numite le deplasează pe toate metale grele din soluţii ale sărurilor lor.

Oxizii normali M II O se obțin întotdeauna ca produse de ardere a metalelor alcalino-pământoase.Peroxizii metalelor alcalino-pământoase sunt mult mai puțin stabili decât cei din seria metalelor alcaline.

Oxizii metalelor alcalino-pământoase se combină cu apa pentru a forma hidroxizi. în plus, energia acestei reacții crește foarte vizibil în direcția de la BeO la BaO. Solubilitatea hidroxizilor crește, de asemenea, foarte mult din hidroxid de beriliu și hidroxid de bariu; dar chiar şi solubilitatea acestuia din urmă la temperatură normală este foarte scăzută. În aceeași ordine, crește și natura de bază a acestor compuși - de la hidroxid de beriliu amfoter la bariu caustic puternic bazic.

Este interesant de remarcat afinitatea puternică a elementelor subgrupului principal al celui de-al doilea grup pentru azot. Tendința de a forma compuși cu azot crește în aceste elemente odată cu creșterea greutății atomice (în ciuda faptului că căldura de formare a nitrurilor scad în această direcție); în metalele alcalino-pământoase propriu-zise, ​​tendința de a forma nitruri este atât de mare încât acestea din urmă se combină încet cu azotul chiar și la nitruri obișnuite.

metale alcalino-pământoase ca și metalele alcaline, se combină cu hidrogenul pentru a forma hidruri, de exemplu:

Ca + H 2 \u003d CaH 2.

Etnhidrurile au, de asemenea, un caracter asemănător sării și, prin urmare, ar trebui să presupunem că în ele, ca și în hidrurile de metale alcaline, hidrogenul este o componentă electronegativă.

Este mai dificil să se obțină MgH 2 direct din elemente, dar în general nu a fost posibil să se sintetizeze BeH 2 în acest mod. MgH 2 și BeH 2 sunt compuși solizi și nevolatili, precum hidrurile de metale alcalino-pământoase, dar spre deosebire de acestea din urmă, nu au un caracter pronunțat asemănător sării.

Toate elementele subgrupului principal al celui de-al doilea grup formează ioni incolori cu o sarcină pozitivă de 2: Be 2+, Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Ra 2+. Beriliul formează de asemenea anioni incolori [BeO2]2+ și [Be(OH)4]2+. Incolor și toate sărurile M II X 2 ale acestor elemente, dacă nu sunt derivați ai anionilor colorați.

Sărurile de radiu în sine sunt, de asemenea, incolore. Cu toate acestea, unele dintre ele, cum ar fi clorura și bromura de radiu, sunt colorate treptat de radiația radiului conținută în ele și, în final, capătă o culoare de la maro la negru. La recristalizare, acestea devin din nou albe.

Multe săruri ale metalelor alcalino-pământoase sunt puțin solubile în apă. O anumită regularitate se găsește adesea în modificarea solubilității acestor săruri: de exemplu, în sulfați, solubilitatea scade rapid odată cu creșterea greutății atomice a metalului alcalino-pământos. Solubilitatea cromitelor se modifică, de asemenea, aproximativ în același mod. Majoritatea sărurilor formate din metale alcalino-pământoase cu acizi slabi și cu acizi de rezistență medie sunt greu de dizolvat, precum fosfații, oxalații și carbonații; unele dintre ele, totuși, sunt ușor solubile; acestea din urmă includ sulfuri, cianuri, tiocianați și acetați. Datorită slăbirii caracterului de bază al hidroxizilor la trecerea de la Ba la Be, gradul de hidroliză al carbonaților acestora crește în aceeași succesiune. Stabilitatea lor termică se schimbă și ea în aceeași direcție: în timp ce carbonatul de bariu se descompune departe de a fi complet chiar și la o temperatură de căldură albă, carbonatul de calciu poate fi descompus complet în CaO și CO 2 chiar și cu o calcinare relativ slabă, iar carbonatul de magneziu se descompune și mai ușor.

Din punctul de vedere al teoriei lui Kossel, motivul divalenței elementelor grupului alcalino-pământos este faptul că în sistemul periodic toate sunt îndepărtate din gazele inerte corespunzătoare cu: 2 elemente, prin urmare fiecare dintre ele are 2. electroni mai mult decât gazul inert anterior. Datorită tendinței atomilor de a lua configurația gazelor inerte în elementele grupului alcalino-pământos, are loc o ușoară separare a doi electroni, dar nu mai mult, deoarece separarea ulterioară ar fi provocat deja distrugerea configurației gaze inerte.

Cele mai active dintre grupa metalelor sunt metalele alcaline și alcalino-pământoase. Acestea sunt metale ușoare moi care reacționează cu substanțe simple și complexe.

descriere generala

Metalele active ocupă primul și al doilea grup tabelul periodic Mendeleev. Lista plina metale alcaline și alcalino-pământoase:

• litiu (Li);
• sodiu (Na);
• potasiu (K);
• rubidiu (Rb);
• cesiu (Cs);
• franciu (Fr);
• beriliu (Be);
• magneziu (Mg);
• calciu (Ca);
• stronțiu (Sr);
• bariu (Ba);
• radiu (Ra).

Orez. 1. Metalele alcaline și alcalino-pământoase din tabelul periodic.

Configuraţia electronică a metalelor alcaline - ns 1 , metale alcalino pământoase - ns 2 .

În consecință, valența constantă a metalelor alcaline este I, alcalino-pământos - II. Datorită numărului mic de electroni de valență din nivelul energetic exterior metale active prezintă proprietăți puternice de agent reducător prin donarea de electroni exteriori în reacții. Cu cât sunt mai multe niveluri de energie, cu atât este mai mică legătura dintre electronii exteriori și nucleul atomic. Prin urmare, proprietățile metalice cresc în grupuri de sus în jos.

Datorită activității, metalele din grupele I și II se găsesc în natură doar în compoziție stânci. Metalele pure sunt izolate prin electroliză, calcinare, reacții de substituție.

Proprietăți fizice

Metalele alcaline au o culoare alb-argintie cu un luciu metalic. Cesiul este un metal galben argintiu. Acestea sunt cele mai active și mai moi metale. Sodiu, potasiu, rubidiu, cesiu sunt tăiate cu un cuțit. Moliciunea este ca ceara.

Orez. 2. Tăierea sodiului cu un cuțit.

Metalele alcalino-pământoase sunt de culoare gri. În comparație cu metalele alcaline, acestea sunt substanțe mai dure, mai dense. Doar stronțiul poate fi tăiat cu un cuțit. Cel mai dens metal este radiul (5,5 g/cm3).

Cele mai ușoare metale sunt litiul, sodiul și potasiul. Ele plutesc la suprafața apei.

Proprietăți chimice

Metalele alcaline și alcalino-pământoase reacționează cu substanțe simple și compuși complecși, formând săruri, oxizi, alcalii. Principalele proprietăți ale metalelor active sunt descrise în tabel.

Interacţiune	Metale alcaline	metale alcalino-pământoase
Cu oxigen	Autoaprindere în aer. Formează superoxizi (RO 2 ), cu excepția litiului și a sodiului. Litiul formează un oxid când este încălzit peste 200°C. Sodiul formează un amestec de peroxid și oxid. 4Li + O2 → 2Li2O; 2Na + O2 → Na2O2; Rb + O2 → RbO2	Filmele de oxid de protecție se formează rapid în aer. Când sunt încălzite la 500 ° C, se aprind spontan. 2Mg + O2 → 2MgO; 2Ca + O 2 → 2CaO
cu nemetale	Reacționează când este încălzit cu sulf, hidrogen, fosfor: 2K + S → K2S; 2Na + H2 → 2NaH; 2Cs + 5P → Cs 2 P 5 . Doar litiul reacționează cu azotul, litiul și sodiul reacționează cu carbonul: 6Li + N2 → 2Li3N; 2Na + 2C → Li 2 C 2	Reacționează când este încălzit: Ca + Br2 → CaBr2; Be + Cl 2 → BeCl 2; Mg + S → MgS; 3Ca + 2P → Ca3P2; Sr + H2 → SrH2
Cu halogeni	Reacționează violent pentru a forma halogenuri: 2Na + Cl2 → 2NaCl
	Se formează alcalii. Cu cât metalul este situat mai jos în grup, cu atât reacția se desfășoară mai activ. Litiul interacționează calm, sodiul arde cu o flacără galbenă, potasiul cu fulger, cesiul și rubidiul explodează. 2Na + 2H20 → 2NaOH + H2-; 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2	Mai puțin activ decât metalele alcaline, reacționează la temperatura camerei: Mg + 2H20 → Mg (OH)2 + H2; Ca + 2H2O → Ca (OH)2 + H2
Cu acizi	Cu acizi slabi și diluați, aceștia reacționează exploziv. Ele formează săruri cu acizii organici. 8K + 10HNO3 (conc) → 8KNO3 + N2O + 5H2O; 8Na + 5H2S04 (conc) → 4Na2S04 + H2S + 4H20; 10Na + 12HNO3 (difer) → N2 + 10NaN03 + 6H20; 2Na + 2CH 3 COOH → 2CH 3 COONa + H 2	Formează săruri: 4Sr + 5HNO3 (conc) → 4Sr(N03)2 + N20 + 4H20; 4Ca + 10H 2 SO 4 (conc) → 4CaSO 4 + H 2 S + 5H 2 O
Cu alcalii		Dintre toate metalele, numai beriliul reacţionează: Be + 2NaOH + 2H2O → Na2 + H2
Cu oxizi		Toate metalele reacţionează cu excepţia beriliului. Înlocuiți metalele mai puțin active: 2Mg + ZrO2 → Zr + 2MgO

Orez. 3. Reacția potasiului cu apa.

Metalele alcaline și alcalino-pământoase pot fi detectate folosind o reacție calitativă. La ardere, metalele sunt vopsite într-o anumită culoare. De exemplu, sodiul arde cu o flacără galbenă, potasiul cu violet, bariul cu verde deschis și calciul cu portocaliu închis.

Ce am învățat?

Metalele alcaline și alcalino-pământoase sunt cele mai active. E moale substanțe simple culoare gri sau argintie cu o densitate mică. Litiu, sodiu, potasiu plutesc la suprafața apei. Metalele alcalino-pământoase sunt mai dure și mai dense decât metalele alcaline. Se oxidează rapid în aer. Metalele alcaline formează superoxizi și peroxizi, oxidul formează doar litiu. Reactioneaza violent cu apa la temperatura camerei. Reacționează cu nemetale atunci când este încălzit. Metalele alcalino-pământoase reacţionează cu oxizii, înlocuind metalele mai puţin active. Doar beriliul reacționează cu alcalii.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 4.6. Evaluări totale primite: 294.

Familiei elemente alcalino-pământoase includ calciu, stronțiu, bariu și radiu. D. I. Mendeleev a inclus magneziul în această familie. Elementele alcalino-pământoase sunt denumite pentru că hidroxizii lor, precum hidroxizii metalelor alcaline, sunt solubili în apă, adică sunt alcaline. „... Ele sunt numite pământești pentru că în natură se găsesc în stare de compuși care formează o masă insolubilă a pământului și ei înșiși, sub formă de oxizi RO, au un aspect pământesc”, a explicat Mendeleev în Fundamentals of Chemistry. .

Caracteristicile generale ale elementelor grupei IIa

Metalele din subgrupul principal din grupa II au o configurație electronică a nivelului de energie externă ns² și sunt elemente s.

Donează cu ușurință doi electroni de valență, iar în toți compușii au o stare de oxidare de +2

Agenți reducători puternici

Activitatea metalelor și capacitatea lor de reducere crește în seria: Be–Mg–Ca–Sr–Ba

Metalele alcalino-pământoase includ doar calciu, stronțiu, bariu și radiu, mai rar magneziu

Beriliul este mai aproape de aluminiu în majoritatea proprietăților.

Proprietățile fizice ale substanțelor simple

Metalele alcalino-pământoase (comparativ cu metalele alcaline) au t°pl mai mare. și t ° fierbere., potențiale de ionizare, densități și duritate.

Proprietățile chimice ale metalelor alcalino-pământoase + Be

1. Reacția cu apa.

În condiții normale, suprafața Be și Mg este acoperită cu o peliculă de oxid inert, astfel încât acestea sunt rezistente la apă. În schimb, Ca, Sr și Ba se dizolvă în apă cu formarea de alcalii:

Mg + 2H2O - t° → Mg (OH)2 + H2

Ca + 2H2O → Ca (OH)2 + H2

2. Reacția cu oxigenul.

Toate metalele formează oxizi RO, peroxid de bariu - BaO 2:

2Mg + O2 → 2MgO

Ba + O 2 → BaO 2

3. Formează compuși binari cu alte nemetale:

Be + Cl 2 → BeCl 2 (halogenuri)

Ba + S → BaS (sulfuri)

3Mg + N 2 → Mg 3 N 2 (nitruri)

Ca + H 2 → CaH 2 (hidruri)

Ca + 2C → CaC 2 (carburi)

3Ba + 2P → Ba 3 P 2 (fosfuri)

Beriliul și magneziul reacționează relativ lent cu nemetale.

4. Toate metalele alcalino-pământoase se dizolvă în acizi:

Ca + 2HCI → CaCI2 + H2

Mg + H2S04 (dec.) → MgS04 + H2

5. Beriliul se dizolvă în solutii apoase alcalii:

Be + 2NaOH + 2H2O → Na2 + H2

6. Compușii volatili ai metalelor alcalino-pământoase dau flăcării o culoare caracteristică:

compuși de calciu - roșu cărămidă, stronțiu - roșu carmin și bariu - verde gălbui.

Beriliul, ca și litiul, este un element S. Al patrulea electron care apare în atomul Be este plasat în orbitalul 2s. Energia de ionizare a beriliului este mai mare decât cea a litiului datorită încărcăturii nucleare mai mari. În baze puternice, formează ionul de berilat BeO 2-2. Prin urmare, beriliul este un metal, dar compușii săi sunt amfoteri. Beriliul, deși este un metal, este mult mai puțin electropozitiv decât litiul.

Energia mare de ionizare a atomului de beriliu diferă semnificativ de alte elemente din subgrupa PA (magneziu și metale alcalino-pământoase). Chimia sa este în mare măsură similară cu cea a aluminiului (asemănarea diagonală). Astfel, acesta este un element cu prezența calităților amfotere în compușii săi, printre care predomină și acum cele de bază.

Configurația electronică a Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 are o caracteristică semnificativă în comparație cu sodiul: al doisprezecelea electron este plasat în orbital 2s, unde există deja 1e - .

Ionii de magneziu și calciu sunt elemente indispensabile activității vitale a oricărei celule. Raportul lor în organism trebuie să fie strict definit. Ionii de magneziu sunt implicați în activitatea enzimelor (de exemplu, carboxilază), calciu - în construcția scheletului și a metabolismului. Creșterea conținutului de calciu îmbunătățește absorbția alimentelor. Calciul excită și reglează activitatea inimii. Excesul său crește brusc activitatea inimii. Magneziul joacă o parte din rolul unui antagonist al calciului. Introducerea ionilor de Mg 2+ sub piele determină anestezie fără o perioadă de excitare, paralizie a mușchilor, nervilor și inimii. Intrând în rană sub formă de metal, provoacă procese purulente nevindecătoare pe termen lung. Oxidul de magneziu din plămâni provoacă așa-numita febră a turnătoriei. Contactul frecvent al suprafeței pielii cu compușii săi duce la dermatită. Cele mai utilizate săruri de calciu în medicină sunt sulfatul de CaSO4 și clorura de CaCL2. Primul este folosit pentru gips, iar al doilea este folosit pentru perfuzii intravenoase și ca remediu intern. Ajută la combaterea umflăturilor, inflamațiilor, alergiilor, ameliorează spasmele sistemului cardiovascular și îmbunătățește coagularea sângelui.

Toți compușii de bariu, cu excepția BaSO4, sunt otrăvitori. Cauza mengoencefalită cu afectarea cerebelului, afectarea mușchilor netezi ai inimii, paralizie și, în doze mari, modificări degenerative ale ficatului. În doze mici, compușii de bariu stimulează activitatea măduvei osoase.

Când compușii de stronțiu sunt introduși în stomac, apar tulburări, paralizie și vărsături; leziunile sunt similare ca semne cu leziunile din sărurile de bariu, dar sărurile de stronțiu sunt mai puțin toxice. O preocupare deosebită este apariția în organism a izotopului radioactiv de stronțiu 90 Sr. Este extrem de lent excretat din organism, iar timpul său lung de înjumătățire și, prin urmare, durata de acțiune pot provoca boala de radiații.

Radiul este periculos pentru organism cu radiațiile sale și cu un timp de înjumătățire uriaș (T 1/2 = 1617 ani). Inițial, după descoperirea și producerea sărurilor de radiu într-o formă mai mult sau mai puțin pură, a început să fie folosit destul de pe scară largă pentru fluoroscopie, tratamentul tumorilor și a unor boli grave. Acum, odată cu apariția altor materiale mai accesibile și mai ieftine, utilizarea radiului în medicină practic a încetat. În unele cazuri, este folosit pentru a produce radon și ca aditiv la îngrășămintele minerale.

Umplerea orbitalului 4s este completată în atomul de calciu. Împreună cu potasiul, formează o pereche de elemente s din perioada a patra. Hidroxidul de calciu este destul de bază puternică. În calciu - cel mai puțin activ dintre toate metalele alcalino-pământoase - natura legăturii din compuși este ionică.

După caracteristicile sale, stronțiul ocupă o poziție intermediară între calciu și bariu.

Proprietățile bariului sunt cele mai apropiate de cele ale metalelor alcaline.

Beriliul și magneziul sunt utilizate pe scară largă în aliaje. Bronzurile de beriliu sunt aliaje elastice de cupru cu 0,5-3% beriliu; Aliajele de aviație (densitate 1,8) conțin 85-90% magneziu ("electron"). Beriliul diferă de alte metale din grupa IIA - nu reacționează cu hidrogenul și apa, dar se dizolvă în alcalii, deoarece formează hidroxid amfoter:

Fi + H 2 O + 2NaOH \u003d Na 2 + H 2.

Magneziul reacţionează activ cu azotul:

3 Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2.

Tabelul arată solubilitatea hidroxizilor elementelor din grupa II.

Problemă tehnică tradițională - duritatea apei asociată cu prezența ionilor de Mg 2+ și Ca 2+ în acesta. Din bicarbonați și sulfați de pe pereții cazanelor de încălzire și a conductelor cu apa fierbinte carbonați de magneziu și calciu și precipitat de sulfat de calciu. Ele interferează în special cu munca distilatorilor de laborator.

Elementele S dintr-un organism viu au un rol important functie biologica. Tabelul arată conținutul acestora.

Lichidul extracelular conține de 5 ori mai mulți ioni de sodiu decât în ​​interiorul celulelor. O soluție izotonică („fluid fiziologic”) conține 0,9% clorură de sodiu, este utilizată pentru injecții, spălarea rănilor și a ochilor etc. Soluțiile hipertonice (3-10% clorură de sodiu) sunt utilizate ca loțiuni în tratamentul rănilor purulente („ întindere » puroi). 98% din ionii de potasiu din organism se află în interiorul celulelor și doar 2% în lichidul extracelular. O persoană are nevoie de 2,5-5 g de potasiu pe zi. 100 g de caise uscate conțin până la 2 g potasiu. În 100 g de cartofi prăjiți - până la 0,5 g de potasiu. În enzimatic intracelular Reacții ATPși ADP participă sub formă de complexe de magneziu.

În fiecare zi o persoană are nevoie de 300-400 mg de magneziu. Intră în organism cu pâine (90 mg magneziu la 100 g pâine), cereale (în 100 g fulgi de ovăz până la 115 mg magneziu), nuci (până la 230 mg magneziu la 100 g nuci). Pe lângă construirea oaselor și a dinților pe bază de hidroxilapatită Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2, cationii de calciu sunt implicați activ în coagularea sângelui, transmiterea impulsurilor nervoase și contracția musculară. Adulții trebuie să consume aproximativ 1 g de calciu pe zi. 100 g de brânzeturi tari conțin 750 mg de calciu; în 100 g lapte - 120 mg calciu; în 100 g de varză - până la 50 mg.