АЛКАЛОЗЕМНИ МЕТАЛИ: СВОЙСТВА, РЕАКЦИИ, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На алкалоземни метали са тези, които образуват група 2 на периодичната таблица, и са посочени в лилав колоната в изображението по-долу. От горе до долу те са берилий, магнезий, калций, стронций, барий и радий. Отличен мнемоничен метод за запомняне на имената им е чрез произношението на г-н Бекамбара.

Разбивайки буквите на г-н Бекамбара, вие смятате, че "Sr" е стронций. "Be" е химическият символ за берилий, "Ca" е символът за калций, "Mg" е този за магнезий, а "Ba" и "Ra" съответстват на метала барий и радий, като последният е елемент от природата. радиоактивни.

Терминът "алкални" се отнася до факта, че те са метали, способни да образуват много основни оксиди; и от друга страна, "земна" се отнася до земя, име, дадено поради ниската му разтворимост във вода. Тези метали в чисто състояние представят подобни сребристи оцветявания, покрити със сивкави или черни оксидни слоеве.

Химията на алкалоземните метали е много богата: от тяхното структурно участие в много неорганични съединения до така наречените органометални съединения; Това са тези, които взаимодействат чрез ковалентни или координационни връзки с органични молекули.

Химични свойства

Физически те са по-твърди, плътни и устойчиви на температури от алкални метали (тези от група 1). Тази разлика се намира в техните атоми или в същите, в техните електронни структури.

Тъй като те принадлежат към една и съща група в периодичната таблица, всички техни съединения проявяват химически свойства, които ги идентифицират като такива.

Защо? Тъй като тяхната валентна електронна конфигурация е ns ², което означава, че те имат два електрона за взаимодействие с други химически видове.

Йонийски характер

Поради своята метална природа те са склонни да губят електрони, за да образуват двувалентни катиони: Be ²⁺, Mg ²⁺, Ca ²⁺, Sr ²⁺, Ba ²⁺ и Ra ²⁺.

По същия начин, че размерът на нейните неутрални атоми варира, докато се спуска през групата, нейните катиони също се увеличават, слизайки от Be ²⁺ до Ra ²⁺.

В резултат на електростатичните си взаимодействия тези метали образуват соли с най-много електроотрицателни елементи. Тази висока склонност към образуване на катиони е друго химическо качество на алкалоземните метали: те са много електропозитивни.

Големите атоми реагират по-лесно от малките; с други думи, Ra е най-реактивният метал и Be най-малко реактивен. Това е продукт на по-малко атрактивната сила, упражнена от ядрото върху все по-отдалечени електрони, сега с по-голяма вероятност да „избягат“ към други атоми.

Не всички съединения обаче имат йонно естество. Например, берилият е много малък и има висока плътност на заряда, което поляризира електронния облак на съседния атом и образува ковалентна връзка.

Какво следствие носи това? Че берилиевите съединения са предимно ковалентни и не-йонни, за разлика от останалите, дори ако това е катионът Be ²⁺.

Метални връзки

Притежавайки два валентни електрона, те могат да образуват по-заредени „електронни морета“ в своите кристали, които интегрират и групират металните атоми по-тясно в контраст с алкалните метали.

Тези метални връзки обаче не са достатъчно силни, за да им дадат изключителни характеристики на твърдост, всъщност са меки.

Освен това те са слаби в сравнение с тези на преходните метали, отразени в по-ниските им точки на топене и кипене.

реакции

Алкалоземните метали са много реактивни, поради което те не съществуват в природата в чистите им състояния, а са свързани в различни съединения или минерали. Реакциите зад тези формации могат да бъдат обобщени общо за всички членове на тази група

Реакция с вода

Те реагират с вода (с изключение на берилия, поради своята "жилавост" в предлагането на двойката си електрони), за да произвеждат корозивни хидроксиди и водороден газ.

М (и) + 2Н ₂ O (л) => М (ОН) ₂ (вод) + Н ₂ (г)

Хидроксидите на магнезий -Mg (OH) ₂ - и на берили -Be (OH) ₂ - са слабо разтворими във вода; освен това, вторият от тях не е много основен, тъй като взаимодействията са ковалентни по своя характер.

Реакция с кислород

Те изгарят при контакт с кислород във въздуха и образуват съответните оксиди или пероксиди. Барий, вторият по големина метални атоми, форми на пероксид (BaO ₂), която е по-стабилна, тъй като йонни радиуси Ва ²⁺ и О ₂ ^2- са подобни, укрепване на кристалната структура.

Реакцията е следната:

2M (s) + O ₂ (g) => 2MO (s)

Следователно оксидите са: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO и RaO.

Реакция с халогени

Това съответства на това, когато те реагират в кисела среда с халогените, за да образуват неорганични халогениди. Това има общата химическа формула MX ₂, а сред тях са: CaF ₂, BeCl ₂, SrCl ₂, BaI ₂, RaI ₂, CaBr ₂ и т.н.

Приложения

берилий

Предвид инертната си реактивност, берилият е метал с висока устойчивост на корозия и добавен в малки пропорции към мед или никел, образува сплави с механични и термични свойства, интересни за различни индустрии.

Сред тях са тези, които работят с летливи разтворители, при които инструментите не трябва да създават искри поради механични удари. По същия начин неговите сплави намират приложение при производството на ракети и материали за самолети.

магнезий

За разлика от берилия, магнезият е по-благоприятен за околната среда и е съществена част от растенията. Поради тази причина той е от високо биологично значение и във фармацевтичната индустрия. Млечната магнезия например е лек за киселини и се състои от разтвор на Mg (OH) ₂.

Освен това има промишлени приложения, като например при заваряване на алуминиеви и цинкови сплави или в производството на стомани и титан.

калций

Едно от основните му приложения се дължи на CaO, който реагира с алумосиликатите и калциевите силикати, за да даде на цимент и бетон желаните им свойства за строителство. По същия начин той е основен материал в производството на стомана, стъкло и хартия.

От друга страна, CaCO ₃ участва в процеса на Solvay за получаване на Na ₂ CO ₃. От своя страна, CaF ₂ намира приложение при производството на клетки за спектрофотометрични измервания.

Други калциеви съединения се използват при производството на храни, продукти за лична хигиена или козметика.

стронций

При изгаряне стронций мига интензивна червена светлина, която се използва в пиротехниката и за направата на бенгари.

барий

Бариевите съединения абсорбират рентгенови лъчи, така че BaSO _4, който също е неразтворим и не позволява на токсичния Ba ^{2+ да се} разминава свободно в тялото - се използва за анализ и диагностика на промени в храносмилателните процеси.

радио

Радийът се използва при лечението на рак поради неговата радиоактивност. Някои от неговите соли бяха използвани за оцветяване на часовници, а това приложение по-късно беше забранено поради рисковете за тези, които ги носеха.

Препратки

1. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (7 юни 2018 г.). Алкалоземни метали: свойства на групи елементи. Произведено на 7 юни 2018 г. от: thinkco.com
2. Менцер, AP (14 май 2018 г.). Използване на алкалоземни метали. Sciencing. Произведено на 7 юни 2018 г. от: sciaching.com
3. Какви са ползите от алкалоземен метал? (29 октомври 2009 г.). eNotes. Произведено на 7 юни 2018 г. от: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Алкалоземни метали. Произведено на 7 юни 2018 г. от: scienceclarified.com
5. Wikipedia. (2018). Алкалоземен метал. Произведено на 7 юни 2018 г. от: en.wikipedia.org
6. Химия LibreTexts. (2018). Алкалоземните метали (група 2). Произведено на 7 юни 2018 г. от: chem.libretexts.org
7. Химически елементи. (2009 г., 11 август). Берилий (Be)., Произведено на 7 юни 2018 г. от: commons.wikimedia.org
8. Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. В Елементите на група 2. (Четвърто издание.). Mc Graw Hill.