क्षारीय पृथ्वी धातू ऑक्साईड्समध्ये सामान्य आण्विक सूत्र असते. क्षारीय पृथ्वी धातू

संपूर्ण नियतकालिक सारणीपैकी बहुतेक घटक धातूंच्या गटाचे प्रतिनिधित्व करतात. एम्फोटेरिक, संक्रमणकालीन, किरणोत्सर्गी - त्यापैकी बरेच आहेत. सर्व धातू खेळतात प्रचंड भूमिकाकेवळ निसर्ग आणि मानवी जैविक जीवनातच नाही तर विविध उद्योगांमध्येही. 20 व्या शतकाला "लोह" म्हटले गेले हे काही कारण नाही.

धातू: सामान्य वैशिष्ट्ये

सर्व धातू सामान्य रासायनिक आणि भौतिक गुणधर्म सामायिक करतात, ज्याद्वारे ते धातू नसलेल्या पदार्थांपासून सहजपणे वेगळे केले जातात. उदाहरणार्थ, क्रिस्टल जाळीची रचना त्यांना अनुमती देते:

• विद्युत प्रवाहाचे कंडक्टर;
• चांगले उष्णता वाहक;
• लवचिक आणि लवचिक;
• टिकाऊ आणि चमकदार.

अर्थात, त्यांच्यात मतभेद आहेत. काही धातू चंदेरी रंगाने चमकतात, तर काही अधिक मॅट पांढऱ्या रंगाने, तर काही सामान्यतः लाल आणि पिवळ्या रंगाने चमकतात. थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल चालकता मध्ये देखील फरक आहेत. तथापि, हे पॅरामीटर्स अजूनही सर्व धातूंसाठी सामान्य आहेत, तर गैर-धातूंमध्ये समानतेपेक्षा अधिक फरक आहेत.

रासायनिक स्वभावानुसार, सर्व धातू कमी करणारे घटक आहेत. प्रतिक्रिया परिस्थिती आणि विशिष्ट पदार्थांवर अवलंबून, ते ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून देखील कार्य करू शकतात, परंतु क्वचितच. असंख्य पदार्थ तयार करण्यास सक्षम. रासायनिक संयुगेधातू किंवा खनिजे, खनिजे आणि इतर खडकांचा भाग म्हणून निसर्गात धातू मोठ्या प्रमाणात आढळतात. पदवी नेहमीच सकारात्मक असते आणि ती स्थिर (ॲल्युमिनियम, सोडियम, कॅल्शियम) किंवा परिवर्तनीय (क्रोमियम, लोह, तांबे, मँगनीज) असू शकते.

त्यापैकी बरेच बांधकाम साहित्य म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात आणि विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विविध शाखांमध्ये वापरले जातात.

धातूंचे रासायनिक संयुगे

यापैकी, पदार्थांच्या अनेक मुख्य वर्गांचा उल्लेख केला पाहिजे, जे इतर घटक आणि पदार्थांसह धातूंच्या परस्परसंवादाची उत्पादने आहेत.

1. ऑक्साइड्स, हायड्राइड्स, नायट्राइड्स, सिलिसाइड्स, फॉस्फाईड्स, ओझोनाइड्स, कार्बाइड्स, सल्फाइड्स आणि इतर - नॉन-मेटल्ससह बायनरी संयुगे, बहुतेकदा क्षारांच्या वर्गाशी संबंधित असतात (ऑक्साइड वगळता).
2. हायड्रॉक्साइड्स - सामान्य सूत्र मी + x (OH) x.
3. मीठ. अम्लीय अवशेषांसह धातू संयुगे. भिन्न असू शकते:

• सरासरी
• आंबट;
• दुप्पट;
• मूलभूत;
• जटिल

4. सह धातूंचे कनेक्शन सेंद्रिय पदार्थ- धातू-सेंद्रिय संरचना.

5. एकमेकांशी धातूंचे संयुगे - मिश्र धातु, जे वेगवेगळ्या प्रकारे मिळवले जातात.

मेटल जोडण्याचे पर्याय

एकाच वेळी दोन किंवा अधिक भिन्न धातू असू शकतात अशा पदार्थांची विभागणी केली जाते:

• मिश्रधातू;
• दुहेरी लवण;
• जटिल संयुगे;
• इंटरमेटॅलिक संयुगे.

धातू एकत्र जोडण्याच्या पद्धती देखील भिन्न आहेत. उदाहरणार्थ, मिश्रधातू तयार करण्यासाठी, परिणामी उत्पादन वितळण्याची, मिसळण्याची आणि घनरूप करण्याची पद्धत वापरली जाते.

आंतरधातूक संयुगे धातूंमधील थेट रासायनिक अभिक्रियांमुळे तयार होतात, अनेकदा स्फोटक (उदाहरणार्थ, जस्त आणि निकेल). अशा प्रक्रियांना विशेष परिस्थितीची आवश्यकता असते: खूप उच्च तापमान, दाब, व्हॅक्यूम, ऑक्सिजनची कमतरता आणि इतर.

सोडा, मीठ, कॉस्टिक सोडा - हे सर्व संयुगे अल्कली धातूनिसर्गात ते शुद्ध स्वरूपात अस्तित्वात आहेत, ठेवी तयार करतात किंवा विशिष्ट पदार्थांच्या ज्वलन उत्पादनांचा भाग आहेत. कधीकधी ते त्यांना मिळतात प्रयोगशाळा पद्धत. परंतु हे पदार्थ नेहमीच महत्वाचे आणि मौल्यवान असतात, कारण ते एखाद्या व्यक्तीला वेढतात आणि त्याचे जीवन आकार देतात.

अल्कली धातूची संयुगे आणि त्यांचे उपयोग फक्त सोडियमपुरते मर्यादित नाहीत. क्षार जसे:

• पोटॅशियम क्लोराईड;
• (पोटॅशियम नायट्रेट);
• पोटॅशियम कार्बोनेट;
• सल्फेट

ही सर्व मौल्यवान खनिज खते आहेत जी शेतीमध्ये वापरली जातात.

अल्कधर्मी पृथ्वी धातू - संयुगे आणि त्यांचे उपयोग

या श्रेणीमध्ये सिस्टमच्या मुख्य उपसमूहाच्या दुसऱ्या गटाचे घटक समाविष्ट आहेत रासायनिक घटक. त्यांची स्थिर ऑक्सिडेशन स्थिती +2 आहे. हे सक्रिय कमी करणारे एजंट आहेत जे बहुतेक संयुगे आणि साध्या पदार्थांसह रासायनिक अभिक्रियांमध्ये सहजपणे प्रवेश करतात. धातूंचे सर्व वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म प्रदर्शित करा: चमक, लवचिकता, उष्णता आणि विद्युत चालकता.

यापैकी सर्वात महत्वाचे आणि सामान्य मॅग्नेशियम आणि कॅल्शियम आहेत. बेरिलियम एम्फोटेरिक आहे, बेरियम आणि रेडियम हे दुर्मिळ घटक आहेत. ते सर्व खालील प्रकारचे कनेक्शन तयार करण्यास सक्षम आहेत:

• intermetallic;
• ऑक्साइड;
• हायड्राइड्स;
• बायनरी लवण (नॉन-मेटल्ससह संयुगे);
• हायड्रॉक्साईड्स;
• क्षार (दुहेरी, जटिल, अम्लीय, मूलभूत, मध्यम).

सह सर्वात महत्वाचे कनेक्शन पाहू व्यावहारिक मुद्दादृष्टी आणि त्यांचे अनुप्रयोग क्षेत्र.

मॅग्नेशियम आणि कॅल्शियम ग्लायकोकॉलेट

क्षारीय पृथ्वी धातू संयुगे जसे की लवण सजीवांसाठी महत्वाचे आहेत. शेवटी, कॅल्शियम ग्लायकोकॉलेट हे शरीरातील या घटकाचे स्त्रोत आहेत. आणि त्याशिवाय, सांगाडा, दात, प्राण्यांमधील शिंगे, खुर, केस आणि आवरण इत्यादींची सामान्य निर्मिती अशक्य आहे.

अशा प्रकारे, अल्कधर्मी पृथ्वी धातू कॅल्शियमचे सर्वात सामान्य मीठ कार्बोनेट आहे. त्याची इतर नावे:

• संगमरवरी;
• चुनखडी;
• डोलोमाइट

हे केवळ सजीवांना कॅल्शियम आयनचा पुरवठादार म्हणून वापरले जात नाही तर बांधकाम साहित्य, रासायनिक उत्पादनासाठी कच्चा माल, सौंदर्यप्रसाधने उद्योग, काच उद्योग इत्यादींमध्ये देखील वापरले जाते.

क्षारीय पृथ्वी धातू संयुगे जसे की सल्फेट्स देखील महत्त्वपूर्ण आहेत. उदाहरणार्थ, बेरियम सल्फेट (वैद्यकीय नाव "बॅराइट पोरीज") एक्स-रे डायग्नोस्टिक्समध्ये वापरले जाते. क्रिस्टलीय हायड्रेटच्या स्वरूपात कॅल्शियम सल्फेट हे जिप्सम आहे, जे निसर्गात आढळते. हे औषध, बांधकाम आणि स्टॅम्पिंग कास्टमध्ये वापरले जाते.

अल्कधर्मी पृथ्वी धातू फॉस्फरस

हे पदार्थ मध्ययुगापासून ज्ञात आहेत. पूर्वी, त्यांना फॉस्फर म्हणतात. हे नाव आजही दिसते. त्यांच्या स्वभावानुसार, ही संयुगे मॅग्नेशियम, स्ट्रॉन्टियम, बेरियम आणि कॅल्शियमचे सल्फाइड आहेत.

विशिष्ट प्रक्रियेसह, ते फॉस्फोरेसेंट गुणधर्म प्रदर्शित करण्यास सक्षम आहेत आणि लाल ते चमकदार जांभळ्यापर्यंत चमक खूप सुंदर आहे. हे रस्ता चिन्हे, वर्कवेअर आणि इतर गोष्टींच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाते.

जटिल कनेक्शन

धातूच्या स्वरूपाचे दोन किंवा अधिक भिन्न घटक समाविष्ट करणारे पदार्थ जटिल धातू संयुगे असतात. बर्याचदा ते सुंदर आणि रंगीत रंगांसह द्रव असतात. आयनचे गुणात्मक निर्धारण करण्यासाठी विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्रात वापरले जाते.

असे पदार्थ केवळ अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी धातूच नव्हे तर इतर सर्व धातू देखील तयार करण्यास सक्षम आहेत. हायड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स, एक्वा कॉम्प्लेक्स आणि इतर आहेत.

नियतकालिक सारणीच्या दुसऱ्या गटाच्या मुख्य उपसमूहात घटक समाविष्ट आहेत: बेरीलियम, मॅग्नेशियम, कॅल्शियम, स्ट्रॉन्टियम, बेरियम आणि रेडियम. या उपसमूहाच्या मुख्य प्रतिनिधींवर आधारित - कॅल्शियम, स्ट्रॉन्टियम आणि बेरियम - एकत्रितपणे अल्कधर्मी पृथ्वी धातू म्हणून ओळखले जाते, दुसऱ्या गटाच्या संपूर्ण मुख्य उपसमूहाला उपसमूह देखील म्हणतात. अल्कधर्मी पृथ्वी धातू.

या धातूंना (कधीकधी मॅग्नेशियम देखील जोडले जाते) त्यांना "अल्कलाइन अर्थ" असे नाव मिळाले कारण त्यांच्या रासायनिक गुणधर्मांमधील ऑक्साईड एकीकडे अल्कली, म्हणजे अल्कली धातूंचे ऑक्साइड किंवा हायड्रॉक्साइड आणि दुसरीकडे, मध्यवर्ती असतात. "पृथ्वी," म्हणजेच अशा घटकांचे ऑक्साईड, ज्याचा एक विशिष्ट प्रतिनिधी ॲल्युमिनियम आहे, जो मातीचा मुख्य घटक आहे. या मध्यवर्ती स्थितीमुळे, कॅल्शियम, स्ट्रॉन्टियम आणि बेरियमच्या ऑक्साईड्सना "अल्कलाइन अर्थ" असे नाव देण्यात आले.

या उपसमूहाचा पहिला घटक, बेरीलियम (जर तुम्ही त्याची व्हॅलेन्सी लक्षात घेतली नाही तर) त्याच्या गुणधर्मांमध्ये तो ज्या शीर्ष गटाशी संबंधित आहे त्या उच्च ॲनालॉग्सपेक्षा ॲल्युमिनियमच्या खूप जवळ आहे. या गटातील दुसरा घटक, मॅग्नेशियम, शब्दाच्या अरुंद अर्थाने क्षारीय पृथ्वीच्या धातूंपेक्षा काही बाबतीत लक्षणीय भिन्न आहे. काही प्रतिक्रिया दुसऱ्या गटाच्या दुय्यम उपसमूहाच्या घटकांच्या जवळ आणतात, विशेषतः जस्त; अशा प्रकारे, मॅग्नेशियम आणि झिंक सल्फेट्स, क्षारीय पृथ्वीच्या धातूंच्या सल्फेटच्या विरूद्ध, सहजपणे विरघळणारे, एकमेकांना समरूपी असतात आणि समान रचनेचे दुहेरी लवण तयार करतात. पूर्वी, एक नियम सांगितला होता ज्यानुसार पहिला घटक पुढील मुख्य उपसमूहात संक्रमणकालीन गुणधर्म प्रदर्शित करतो, दुसरा - त्याच गटाच्या दुय्यम उपसमूहात; आणि सामान्यत: फक्त तिसऱ्या घटकामध्ये समूहाचे गुणधर्म असतात; हा नियम विशेषतः अल्कधर्मी पृथ्वी धातूंच्या गटामध्ये स्पष्टपणे प्रकट होतो.

दुस-या गटातील घटकांपैकी सर्वात वजनदार घटक - रेडियम - त्याच्या रासायनिक गुणधर्मांमध्ये, अर्थातच, क्षारीय पृथ्वीच्या धातूंच्या विशिष्ट प्रतिनिधींशी संबंधित आहे. तथापि, सामान्यत: क्षारीय पृथ्वी धातूंच्या गटात ते कमी प्रमाणात समाविष्ट करण्याची प्रथा नाही. अर्थ निसर्गातील त्याच्या वितरणाच्या वैशिष्ट्यांमुळे, तसेच त्याच्या सर्वात वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्मांमुळे - रेडिओएक्टिव्हिटी, ते नियुक्त करणे अधिक योग्य आहे. विशेष स्थान. या उपसमूहाच्या घटकांच्या सामान्य गुणधर्मांच्या चर्चेमध्ये, रेडियमचा विचार केला जाणार नाही, कारण संबंधित भौतिक-रासायनिक वैशिष्ट्येआतापर्यंत पुरेसा अभ्यास झालेला नाही.

रेडियमचा अपवाद वगळता, क्षारीय पृथ्वी उपसमूहाचे सर्व घटक हलके धातू आहेत. हलके धातू असे आहेत ज्यांचे विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण 5 पेक्षा जास्त नाही. त्यांच्या कडकपणाच्या बाबतीत, गट II च्या मुख्य उपसमूहातील धातू क्षारीय धातूंपेक्षा लक्षणीयरीत्या श्रेष्ठ आहेत. त्यापैकी सर्वात मऊ, बेरियम (ज्यांचे गुणधर्म अल्कली धातूंच्या सर्वात जवळ आहेत) शिशाची कठोरता अंदाजे आहे. या गटातील धातूंचे वितळण्याचे बिंदू अल्कली धातूंच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहेत.

गट II च्या मुख्य उपसमूहाच्या सर्व घटकांमध्ये सामान्य काय आहे ते त्यांच्या संयुगांमध्ये सकारात्मक व्हॅलेन्सी 2 प्रदर्शित करण्याची त्यांची मालमत्ता आहे आणि केवळ अत्यंत अपवादात्मक प्रकरणांमध्येच ते सकारात्मकपणे मोनोव्हॅलेंट असतात. त्यांची ठराविक व्हॅलेंसी 2+, तसेच मूलद्रव्यांची अणु संख्या निःसंशयपणे या धातूंना दुसऱ्या गटातील मुख्य उपसमूह म्हणून वर्गीकृत करण्यास भाग पाडते. याव्यतिरिक्त, ते सर्व एक जोरदार इलेक्ट्रोपॉझिटिव्ह वर्ण प्रदर्शित करतात, जे इलेक्ट्रोकेमिकल व्होल्टेज मालिकेच्या डाव्या बाजूला असलेल्या त्यांच्या स्थानाद्वारे तसेच इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह घटकांसाठी मजबूत आत्मीयतेद्वारे निर्धारित केले जाते.

दुसऱ्या गटाच्या मुख्य उपसमूहाच्या घटकांच्या सामान्य संभाव्यतेच्या मूल्यानुसार, सर्व सूचीबद्ध धातू पाण्याचे विघटन करतात; तथापि, या प्रतिक्रियेच्या परिणामी हायड्रॉक्साईड्सच्या कमी विद्राव्यतेमुळे पाण्यावर बेरिलियम आणि मॅग्नेशियमचा प्रभाव खूप हळू होतो, उदाहरणार्थ मॅग्नेशियमसाठी:

Mg + 2НН = Mg(OH) 2 + H 2

धातूच्या पृष्ठभागावर तयार झाल्यानंतर, Be आणि Mg हायड्रॉक्साईड्स अभिक्रियाच्या पुढील वाटचालीस अडथळा आणतात. म्हणूनच, मॅग्नेशियमच्या अगदी लहान त्रुटी देखील पूर्णपणे मॅग्नेशियम हायड्रॉक्साईडमध्ये रूपांतरित होण्यापूर्वी अनेक दिवस पाण्याच्या संपर्कात सामान्य तापमानात ठेवल्या पाहिजेत. उर्वरीत क्षारीय पृथ्वी धातू पाण्यावर अधिक जोमाने प्रतिक्रिया देतात, जे त्यांच्या हायड्रॉक्साईड्सच्या चांगल्या विद्राव्यतेद्वारे स्पष्ट केले जाते. बेरियम हायड्रॉक्साइड विरघळणे सर्वात सोपा आहे; गटातील इतर घटकांच्या तुलनेत Ba ची सामान्य क्षमता सर्वात कमी आहे, म्हणून ती पाण्याबरोबरच अल्कोहोलसह अतिशय जोमाने प्रतिक्रिया देते. मॅग्नेशियम ते बेरियमच्या दिशेने क्षारीय पृथ्वी धातूंचा हवेचा प्रतिकार कमी होतो. तणाव मालिकेतील त्यांच्या स्थितीनुसार, नामित धातू सर्व जड धातूंना त्यांच्या क्षारांच्या द्रावणातून विस्थापित करतात.

सामान्य ऑक्साईड्स M II O हे नेहमी क्षारीय पृथ्वी धातूंचे ज्वलन उत्पादने म्हणून प्राप्त होतात. क्षारीय पृथ्वी धातूंचे पेरोक्साइड हे अल्कली धातूंच्या मालिकेपेक्षा खूपच कमी स्थिर असतात.

क्षारीय पृथ्वीच्या धातूंचे ऑक्साईड पाण्याशी एकत्र होऊन हायड्रॉक्साईड तयार होतात, शिवाय, या प्रतिक्रियेची ऊर्जा BeO ते BaO या दिशेने खूप लक्षणीय वाढते. हायड्रॉक्साइड्सची विद्राव्यता देखील बेरिलियम हायड्रॉक्साईडपासून बेरियम हायड्रॉक्साइडपर्यंत मोठ्या प्रमाणात वाढते; परंतु सामान्य तापमानात नंतरची विद्राव्यता देखील खूप कमी असते. या संयुगांचे मूळ वर्ण त्याच क्रमाने वाढते - एम्फोटेरिक बेरिलियम हायड्रॉक्साईड ते जोरदार मूलभूत कॉस्टिक बेरियम.

नायट्रोजनसाठी दुसऱ्या गटाच्या मुख्य उपसमूहाच्या घटकांची मजबूत आत्मीयता लक्षात घेणे मनोरंजक आहे. नायट्रोजनसह संयुगे तयार करण्याची प्रवृत्ती या घटकांमध्ये वाढत्या अणू वजनासह वाढते (या दिशेला नायट्राइड्सच्या निर्मितीची उष्णता कमी होते हे तथ्य असूनही); स्वतः अल्कली पृथ्वी धातूंमध्ये, नायट्राइड्स तयार होण्याची प्रवृत्ती इतकी मोठी आहे की नंतरचे सामान्य तापमानातही हळूहळू नायट्रोजनसह एकत्र होतात.

क्षारीय पृथ्वी धातू अल्कली धातूंप्रमाणे, ते हायड्रोजनसह एकत्रित होऊन हायड्राइड तयार करतात, उदाहरणार्थ:

Ca+H2 = CaH2.

एथन हायड्राइड्समध्ये देखील मीठासारखे वर्ण असते आणि म्हणूनच असे गृहीत धरले पाहिजे की अल्कली मेटल हायड्राइड्समध्ये हायड्रोजन हा एक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह घटक आहे.

घटकांकडून थेट MgH 2 मिळवणे अधिक कठीण आहे, परंतु अशा प्रकारे BeH 2 चे संश्लेषण करणे अजिबात शक्य नव्हते. MgH 2 आणि BeH 2 ही घन आणि अस्थिर संयुगे आहेत, जसे की क्षारीय पृथ्वी धातूंच्या हायड्राइड्स, परंतु नंतरच्या विपरीत त्यांच्यात मीठासारखा वर्ण नाही.

दुस-या गटाच्या मुख्य उपसमूहातील सर्व घटक सकारात्मक शुल्क 2 सह रंगहीन आयन तयार करतात: Be 2+, Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Ra 2+. बेरीलियम देखील रंगहीन आयन [BeO 2 ] 2+ आणि [Be(OH) 4 ] 2+ बनवते. या घटकांपैकी सर्व लवण M II X 2 देखील रंगहीन असतात, जोपर्यंत ते रंगीत आयनांचे डेरिव्हेटिव्ह नसतात.

रेडियम लवण स्वतः देखील रंगहीन असतात. तथापि, त्यापैकी काही, जसे की रेडियम क्लोराईड आणि ब्रोमाइड, त्यांच्यामध्ये असलेल्या रेडियमच्या किरणोत्सर्गामुळे हळूहळू रंगीत होतात आणि शेवटी तपकिरी ते काळा रंग प्राप्त करतात. रिक्रिस्टॉल केल्यावर ते पुन्हा पांढरे होतात.

अनेक क्षारीय पृथ्वी धातूचे क्षार पाण्यात विरघळणारे नसतात. या क्षारांच्या विद्राव्यतेतील बदलामध्ये एक विशिष्ट नमुना अनेकदा प्रकट होतो: उदाहरणार्थ, सल्फेटसाठी, क्षारीय पृथ्वीच्या धातूच्या वाढत्या अणू वजनाने विद्राव्यता लवकर कमी होते. क्रोमाइट्सची विद्राव्यता अंदाजे त्याच प्रकारे बदलते. क्षारीय पृथ्वी धातूंद्वारे कमकुवत आम्लांसह आणि मध्यम शक्तीच्या आम्लांसह तयार केलेले बहुतेक क्षार विरघळणे कठीण आहे, उदाहरणार्थ फॉस्फेट्स, ऑक्सलेट आणि कार्बोनेट; त्यापैकी काही, तथापि, सहज विद्रव्य आहेत; नंतरचे सल्फाइड्स, सायनाइड्स, थायोसायनेट आणि एसीटेट्स समाविष्ट आहेत. Ba ते Be च्या संक्रमणादरम्यान हायड्रॉक्साईड्सचे मूळ वर्ण कमकुवत झाल्यामुळे, त्यांच्या कार्बोनेटच्या हायड्रोलिसिसची डिग्री त्याच क्रमाने वाढते. त्यांची थर्मल स्थिरता देखील त्याच दिशेने बदलते: जेव्हा बेरियम कार्बोनेट, अगदी पांढऱ्या-उष्ण तापमानातही, पूर्णपणे विघटित होण्यापासून दूर आहे, कॅल्शियम कार्बोनेट तुलनेने कमकुवत कॅल्सीनेशनसह देखील CaO आणि CO 2 मध्ये पूर्णपणे विघटित होऊ शकते आणि मॅग्नेशियम कार्बोनेट आणखी विघटित होते. सहज

कोसेलच्या सिद्धांताच्या दृष्टिकोनातून, क्षारीय पृथ्वी समूहाच्या घटकांच्या द्वंद्वाचे कारण हे आहे की नियतकालिक सारणीमध्ये ते सर्व संबंधित अक्रिय वायूंमधून काढून टाकले जातात: 2 घटक, म्हणून त्या प्रत्येकामध्ये 2 असतात. पूर्वीच्या निष्क्रिय वायूपेक्षा जास्त इलेक्ट्रॉन्स. क्षारीय पृथ्वी समूहाच्या घटकांमध्ये अणूंच्या जड वायूंचे कॉन्फिगरेशन स्वीकारण्याच्या प्रवृत्तीमुळे, दोन इलेक्ट्रॉनचे थोडेसे अमूर्तीकरण होते, परंतु अधिक नाही, कारण पुढील अमूर्ततेमुळे अक्रिय वायूंचे कॉन्फिगरेशन नष्ट होईल.

ग्रुप IIA मध्ये फक्त धातू आहेत - Be (बेरीलियम), Mg (मॅग्नेशियम), Ca (कॅल्शियम), Sr (स्ट्रोंटियम), बा (बेरियम) आणि रा (रेडियम). रासायनिक गुणधर्मया गटाचा पहिला प्रतिनिधी - बेरिलियम - या गटाच्या इतर घटकांच्या रासायनिक गुणधर्मांपेक्षा सर्वात जोरदारपणे भिन्न आहे. त्याचे रासायनिक गुणधर्म इतर गट IIA धातूंपेक्षा (तथाकथित "कर्ण समानता") पेक्षा ॲल्युमिनियमसारखेच आहेत. मॅग्नेशियम, त्याच्या रासायनिक गुणधर्मांमध्ये, Ca, Sr, Ba आणि Ra पेक्षा देखील स्पष्टपणे भिन्न आहे, परंतु तरीही बेरीलियमपेक्षा त्यांच्यामध्ये बरेच समान रासायनिक गुणधर्म आहेत. कॅल्शियम, स्ट्रॉन्शिअम, बेरियम आणि रेडियमच्या रासायनिक गुणधर्मांमधील लक्षणीय समानतेमुळे, ते एका कुटुंबात एकत्र केले जातात अल्कधर्मी पृथ्वी धातू.

गट IIA चे सर्व घटक संबंधित आहेत s- घटक, म्हणजे त्यांचे सर्व व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन चालू असतात s- उपस्तर अशा प्रकारे, या गटाच्या सर्व रासायनिक घटकांच्या बाह्य इलेक्ट्रॉनिक लेयरच्या इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशनचे स्वरूप आहे एनएस 2 , कुठे n- घटक ज्या कालावधीत स्थित आहे त्याची संख्या.

गट IIA धातूंच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेच्या वैशिष्ट्यांमुळे, या घटकांमध्ये, शून्याव्यतिरिक्त, +2 च्या बरोबरीची फक्त एकच ऑक्सिडेशन स्थिती असू शकते. गट IIA च्या घटकांद्वारे तयार केलेले साधे पदार्थ, कोणत्याही सहभागासह रासायनिक प्रतिक्रियाकेवळ ऑक्सिडायझिंग करण्यास सक्षम आहेत, म्हणजे इलेक्ट्रॉन दान करा:

मी 0 – 2e — → मी +2

कॅल्शियम, स्ट्रॉन्टियम, बेरियम आणि रेडियममध्ये अत्यंत उच्च रासायनिक प्रतिक्रिया असते. त्यांच्याद्वारे तयार केलेले साधे पदार्थ खूप मजबूत कमी करणारे घटक आहेत. मॅग्नेशियम देखील एक मजबूत कमी करणारे एजंट आहे. धातूंची घट क्रियाकलाप D.I च्या नियतकालिक कायद्याच्या सामान्य नियमांचे पालन करते. मेंडेलीव्ह आणि उपसमूह खाली वाढवते.

साध्या पदार्थांसह परस्परसंवाद

ऑक्सिजन सह

गरम केल्याशिवाय, बेरिलियम आणि मॅग्नेशियम वातावरणातील ऑक्सिजन किंवा शुद्ध ऑक्सिजनवर प्रतिक्रिया देत नाहीत कारण ते अनुक्रमे BeO आणि MgO ऑक्साईड असलेल्या पातळ संरक्षणात्मक चित्रपटांनी झाकलेले असतात. त्यांच्या स्टोरेजला हवा आणि आर्द्रतेपासून संरक्षणाच्या कोणत्याही विशेष पद्धतींची आवश्यकता नसते, अल्कधर्मी पृथ्वीच्या धातूंप्रमाणे, जे त्यांच्यासाठी द्रव जडाच्या थराखाली साठवले जातात, बहुतेकदा केरोसीन.

Be, Mg, Ca, Sr, ऑक्सिजनमध्ये जळल्यावर MeO, आणि Ba - बेरियम ऑक्साईड (BaO) आणि बेरियम पेरोक्साइड (BaO 2) चे ऑक्साइड तयार करतात:

2Mg + O2 = 2MgO

2Ca + O2 = 2CaO

2Ba + O 2 = 2BaO

बा + ओ २ = बाओ २

हे लक्षात घ्यावे की जेव्हा क्षारीय पृथ्वीचे धातू आणि मॅग्नेशियम हवेत जळतात तेव्हा या धातूंची हवेतील नायट्रोजनसह साइड प्रतिक्रिया देखील होते, परिणामी, ऑक्सिजनसह धातूंच्या संयुगे व्यतिरिक्त, सामान्य सूत्र Me 3 N सह नायट्राइड्स. 2 देखील तयार होतात.

हॅलोजनसह

बेरिलियम केवळ उच्च तापमानात हॅलोजनसह प्रतिक्रिया देते आणि उर्वरित गट IIA धातू - आधीच खोलीच्या तपमानावर:

Mg + I 2 = MgI 2 - मॅग्नेशियम आयोडाइड

Ca + Br 2 = CaBr 2 - कॅल्शियम ब्रोमाइड

Ba + Cl 2 = BaCl 2 - बेरियम क्लोराईड

IV-VI गटांच्या नॉन-मेटल्ससह

गट IIA मधील सर्व धातू IV-VI गटातील सर्व नॉनमेटल्ससह गरम केल्यावर प्रतिक्रिया देतात, परंतु गटातील धातूच्या स्थानावर, तसेच नॉनमेटल्सच्या क्रियाकलापांवर अवलंबून, वेगवेगळ्या प्रमाणात गरम करणे आवश्यक आहे. सर्व गट IIA धातूंमध्ये बेरिलियम सर्वात रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय असल्याने, धातू नसलेल्या धातूंसह त्याची प्रतिक्रिया पार पाडताना, लक्षणीय वापर आवश्यक आहे. ओउच्च तापमान.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की कार्बनसह धातूंच्या प्रतिक्रियेमुळे वेगवेगळ्या निसर्गाचे कार्बाइड तयार होऊ शकतात. असे कार्बाइड्स आहेत जे मिथेनाइडशी संबंधित आहेत आणि ते पारंपारिकपणे मिथेनचे डेरिव्हेटिव्ह मानले जातात, ज्यामध्ये सर्व हायड्रोजन अणू धातूद्वारे बदलले जातात. ते, मिथेनप्रमाणे, -4 ऑक्सिडेशन अवस्थेत कार्बन असतात आणि जेव्हा ते हायड्रोलायझ्ड असतात किंवा नॉन-ऑक्सिडायझिंग ऍसिडशी संवाद साधतात तेव्हा उत्पादनांपैकी एक मिथेन असतो. कार्बाइड्सचा आणखी एक प्रकार आहे - एसिटिलीनाइड्स, ज्यामध्ये C 2 2- आयन असतो, जो वास्तविकपणे एसिटिलीन रेणूचा एक तुकडा आहे. हायड्रोलिसिस किंवा नॉन-ऑक्सिडायझिंग ऍसिडशी परस्परसंवाद झाल्यावर ॲसिटिलिनाइड्स सारख्या कार्बाइड्स प्रतिक्रिया उत्पादनांपैकी एक म्हणून ॲसिटिलीन तयार करतात. कार्बाइडचा प्रकार - मिथेनाइड किंवा ॲसिटिलेनाइड - जेव्हा विशिष्ट धातू कार्बनवर प्रतिक्रिया देते तेव्हा मेटल केशनच्या आकारावर अवलंबून असते. लहान त्रिज्या असलेले धातूचे आयन सहसा मेटानाइड बनवतात आणि मोठे आयन ॲसिटिलेनाइड बनवतात. दुसऱ्या गटातील धातूंच्या बाबतीत, बेरिलियम आणि कार्बनच्या परस्परसंवादाद्वारे मिथेनाइड प्राप्त होते:

गट II A मधील उर्वरित धातू कार्बनसह एसिटिलीनाइड तयार करतात:

सिलिकॉनसह, गट IIA धातू सिलिसाइड बनवतात - मी 2 सी प्रकाराचे संयुगे, नायट्रोजनसह - नायट्राइड्स (मी 3 एन 2), फॉस्फरससह - फॉस्फाइड्स (मी 3 पी 2):

हायड्रोजन सह

सर्व क्षारीय पृथ्वीचे धातू गरम झाल्यावर हायड्रोजनशी प्रतिक्रिया देतात. मॅग्नेशियमची हायड्रोजनशी प्रतिक्रिया होण्यासाठी, केवळ क्षारीय पृथ्वीच्या धातूंच्या बाबतीत, केवळ गरम करणे पुरेसे नाही; त्याव्यतिरिक्त, आवश्यक आहे उच्च तापमान, देखील उच्च रक्तदाबहायड्रोजन बेरिलियम कोणत्याही परिस्थितीत हायड्रोजनवर प्रतिक्रिया देत नाही.

जटिल पदार्थांसह परस्परसंवाद

पाण्याने

सर्व क्षारीय पृथ्वी धातू पाण्यावर सक्रियपणे प्रतिक्रिया देऊन अल्कली (विद्रव्य धातूचे हायड्रॉक्साइड) आणि हायड्रोजन तयार करतात. मॅग्नेशियम फक्त उकळल्यावरच पाण्याशी प्रतिक्रिया देते कारण गरम केल्यावर संरक्षणात्मक ऑक्साईड फिल्म MgO पाण्यात विरघळते. बेरीलियमच्या बाबतीत, संरक्षणात्मक ऑक्साईड फिल्म खूप प्रतिरोधक आहे: पाणी उकळताना किंवा लाल-गरम तापमानात देखील त्यावर प्रतिक्रिया देत नाही:

नॉन-ऑक्सिडायझिंग ऍसिडसह

गट II च्या मुख्य उपसमूहातील सर्व धातू नॉन-ऑक्सिडायझिंग ऍसिडसह प्रतिक्रिया देतात, कारण ते हायड्रोजनच्या डावीकडे क्रियाकलाप मालिकेत असतात. या प्रकरणात, संबंधित ऍसिड आणि हायड्रोजनचे मीठ तयार होते. प्रतिक्रियांची उदाहरणे:

Be + H 2 SO 4 (पातळ) = BeSO 4 + H 2

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

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

ऑक्सिडायझिंग ऍसिडसह

- पातळ केलेले नायट्रिक ऍसिड

सह diluted नायट्रिक आम्लसर्व गट IIA धातू प्रतिक्रिया देतात. या प्रकरणात, हायड्रोजनच्या ऐवजी (ऑक्सिडायझिंग नसलेल्या ऍसिडच्या बाबतीत), नायट्रोजन ऑक्साईड, मुख्यत्वे नायट्रोजन ऑक्साईड (I) (N 2 O) ऐवजी कमी उत्पादने आणि अत्यंत पातळ नायट्रिक ऍसिडच्या बाबतीत, अमोनियम. नायट्रेट (NH 4 NO 3):

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

4Mg + 10HNO3 (अगदी अस्पष्ट)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

- केंद्रित नायट्रिक ऍसिड

सामान्य (किंवा कमी) तापमानात केंद्रित नायट्रिक ऍसिड बेरिलियमला ​​निष्क्रिय करते, म्हणजे. त्यावर प्रतिक्रिया देत नाही. उकळताना, प्रतिक्रिया शक्य आहे आणि प्रामुख्याने समीकरणानुसार पुढे जाते:

मॅग्नेशियम आणि क्षारीय पृथ्वी धातू एकाग्र नायट्रिक ऍसिडसह विक्रिया करून विस्तृत स्पेक्ट्रम तयार करतात विविध उत्पादनेनायट्रोजन पुनर्प्राप्ती.

- केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड

बेरिलियम एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिडसह निष्क्रिय आहे, म्हणजे. सामान्य परिस्थितीत त्यावर प्रतिक्रिया देत नाही, परंतु प्रतिक्रिया उकळत्या वेळी उद्भवते आणि बेरीलियम सल्फेट, सल्फर डायऑक्साइड आणि पाणी तयार होते:

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

बेरियम देखील अघुलनशील बेरियम सल्फेटच्या निर्मितीमुळे एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिडद्वारे निष्क्रिय होते, परंतु गरम केल्यावर त्यावर प्रतिक्रिया देते; बेरियम हायड्रोजन सल्फेटमध्ये रूपांतरित झाल्यामुळे एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये गरम केल्यावर बेरियम सल्फेट विरघळते.

मुख्य गट IIA मधील उर्वरित धातू थंडीसह कोणत्याही परिस्थितीत एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिडसह प्रतिक्रिया देतात. सल्फरची घट SO 2, H 2 S आणि S पर्यंत धातूची क्रिया, प्रतिक्रिया तापमान आणि आम्ल एकाग्रतेवर अवलंबून असते:

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

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

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

अल्कली सह

मॅग्नेशियम आणि क्षारीय पृथ्वी धातू अल्कलीशी संवाद साधत नाहीत आणि फ्यूजन दरम्यान बेरिलियम अल्कली द्रावणासह आणि निर्जल अल्कलीसह दोन्ही सहजपणे प्रतिक्रिया देते. शिवाय, जेव्हा प्रतिक्रिया जलीय द्रावणात केली जाते तेव्हा पाणी देखील प्रतिक्रियेत भाग घेते आणि उत्पादने अल्कली किंवा क्षारीय पृथ्वी धातू आणि हायड्रोजन वायूचे टेट्राहाइड्रोक्सोबेरिलेट्स असतात:

व्हा + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - पोटॅशियम टेट्राहायड्रॉक्सोबेरिलेट

फ्यूजन दरम्यान घन अल्कलीसह प्रतिक्रिया करताना, अल्कली किंवा क्षारीय पृथ्वी धातू आणि हायड्रोजनचे बेरीलेट्स तयार होतात.

Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - पोटॅशियम बेरीलेट

ऑक्साईडसह

अल्कधर्मी पृथ्वी धातू, तसेच मॅग्नेशियम, कमी कमी करू शकता सक्रिय धातूआणि गरम केल्यावर त्यांच्या ऑक्साईडमधून काही नॉनमेटल्स, उदाहरणार्थ:

मॅग्नेशियमसह धातू त्यांच्या ऑक्साईडमधून कमी करण्याच्या पद्धतीला मॅग्नेशियम म्हणतात.

धड्यात "धातू आणि त्यांचे गुणधर्म" या विषयाचा समावेश असेल. अल्कली धातू. क्षारीय पृथ्वी धातू. ॲल्युमिनियम". तुम्ही शिकाल सामान्य गुणधर्मआणि अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वीच्या घटकांचे नमुने, अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वीच्या धातूंचे रासायनिक गुणधर्म आणि त्यांच्या संयुगांचा स्वतंत्रपणे अभ्यास करा. रासायनिक समीकरणे वापरून, आम्ही अशा संकल्पनेचा पाण्याच्या कडकपणाचा विचार करू. ॲल्युमिनियम, त्याचे गुणधर्म आणि मिश्र धातुंशी परिचित व्हा. आपण ऑक्सिजन पुनर्जन्म मिश्रण, ओझोनाइड्स, बेरियम पेरोक्साइड आणि ऑक्सिजन उत्पादन याबद्दल शिकाल.

विषय: मूलभूत धातू आणि नॉन-मेटल्स

धडा: धातू आणि त्यांचे गुणधर्म. अल्कली धातू. क्षारीय पृथ्वी धातू. ॲल्युमिनियम

गट I चा मुख्य उपसमूह आवर्तसारणीडीआय. मेंडेलीव्हचे घटक लिथियम ली, सोडियम ना, पोटॅशियम के, रुबिडियम आरबी, सीझियम सी आणि फ्रँशियम फ्रान्शियम आहेत. या उपसमूहाचे घटक संबंधित आहेत. त्यांचे सामान्य नाव अल्कली धातू आहे.

अल्कधर्मी पृथ्वी धातू D.I. आवर्त सारणीच्या गट II च्या मुख्य उपसमूहात आहेत. मेंडेलीव्ह. हे मॅग्नेशियम एमजी, कॅल्शियम सीए, स्ट्रॉन्टियम एसआर, बेरियम बा आणि रेडियम रा आहेत.

अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी धातू, विशिष्ट धातू म्हणून, स्पष्टपणे कमी करणारे गुणधर्म प्रदर्शित करतात. मुख्य उपसमूहांच्या घटकांसाठी, वाढत्या त्रिज्यासह धातूचे गुणधर्म वाढतात. अल्कली धातू विशेषतः मजबूत कमी करणारे गुणधर्म प्रदर्शित करतात. इतके मजबूत की त्यांच्या प्रतिक्रिया सौम्य जलीय द्रावणासह पार पाडणे जवळजवळ अशक्य आहे, कारण पाण्याशी त्यांच्या परस्परसंवादाची प्रतिक्रिया प्रथम होईल. हीच परिस्थिती क्षारीय पृथ्वी धातूंची आहे. ते पाण्याशी देखील संवाद साधतात, परंतु अल्कली धातूंपेक्षा खूपच कमी तीव्रतेने.

इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशनअल्कली धातूंचे व्हॅलेन्स लेयर - एनएस 1 , जेथे n ही इलेक्ट्रॉनिक लेयरची संख्या आहे. ते एस-एलिमेंट्स म्हणून वर्गीकृत आहेत. क्षारीय पृथ्वी धातूंसाठी - एनएस 2 (एस-घटक). ॲल्युमिनियममध्ये व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन असतात …3 s 2 ३र १(p-घटक). हे घटक आयनिक बाँड प्रकारासह संयुगे तयार करतात. जेव्हा संयुगे तयार होतात तेव्हा त्यांची ऑक्सिडेशन स्थिती गट क्रमांकाशी संबंधित असते.

क्षारांमध्ये धातूचे आयन शोधणे

ज्वालाच्या रंगात बदल करून धातूचे आयन सहज ओळखता येतात. तांदूळ. १.

लिथियम ग्लायकोकॉलेट - ज्वालाचा कार्मिन-लाल रंग. सोडियम ग्लायकोकॉलेट - पिवळा. पोटॅशियम ग्लायकोकॉलेट - कोबाल्ट ग्लासमधून जांभळा. रुबिडियम लाल आहे, सीझियम वायलेट-निळा आहे.

तांदूळ. १

क्षारीय पृथ्वी धातूंचे क्षार: कॅल्शियम - वीट-लाल, स्ट्रॉन्टियम - कारमाइन-लाल आणि बेरियम - पिवळसर-हिरवा. ॲल्युमिनियमचे क्षार ज्वालाचा रंग बदलत नाहीत. फटाके तयार करण्यासाठी अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी धातूंचे क्षार वापरले जातात. आणि कोणते धातूचे क्षार वापरले गेले ते रंगावरून तुम्ही सहज ठरवू शकता.

धातूंचे गुणधर्म

अल्कली धातू- हे वैशिष्ट्यपूर्ण धातूची चमक असलेले चांदीचे-पांढरे पदार्थ आहेत. ऑक्सिडेशनमुळे ते हवेत त्वरीत मिटतात. हे मऊ धातू आहेत; Na, K, Rb, Cs चा मऊपणा मेणासारखा आहे. ते चाकूने कापण्यास सोपे आहेत. ते हलके आहेत. लिथियम हा सर्वात हलका धातू आहे ज्याची घनता 0.5 g/cm 3 आहे.

अल्कली धातूंचे रासायनिक गुणधर्म

1. धातू नसलेल्यांशी संवाद

त्यांच्या उच्च कमी करण्याच्या गुणधर्मांमुळे, अल्कली धातू हॅलोजनसह हिंसक प्रतिक्रिया देऊन संबंधित हॅलाइड तयार करतात. गरम केल्यावर, ते सल्फर, फॉस्फरस आणि हायड्रोजन यांच्याशी विक्रिया करून सल्फाइड्स, हायड्राइड्स आणि फॉस्फाइड्स तयार करतात.

2Na + Cl 2 → 2NaCl

लिथियम हा एकमेव धातू आहे जो खोलीच्या तपमानावर आधीच नायट्रोजनसह प्रतिक्रिया देतो.

6Li + N 2 = 2Li 3 N, परिणामी लिथियम नायट्राइड अपरिवर्तनीय हायड्रोलिसिसमधून जातो.

Li 3 N + 3H 2 O → 3LiOH + NH 3

2. ऑक्सिजनसह परस्परसंवाद

केवळ लिथियमसह लिथियम ऑक्साईड लगेच तयार होतो.

4Li + O 2 = 2Li 2 O, आणि जेव्हा ऑक्सिजन सोडियमवर प्रतिक्रिया देतो तेव्हा सोडियम पेरोक्साइड तयार होतो.

2Na + O 2 = Na 2 O 2. जेव्हा इतर सर्व धातू जळतात तेव्हा सुपरऑक्साइड तयार होतात.

K + O 2 = KO 2

3. पाण्याशी संवाद

पाण्याच्या प्रतिक्रियेद्वारे, आपण स्पष्टपणे पाहू शकता की या धातूंच्या क्रियाकलाप गटामध्ये वरपासून खालपर्यंत कसे बदलतात. लिथियम आणि सोडियम पाण्यावर शांतपणे प्रतिक्रिया देतात, पोटॅशियम फ्लॅशसह आणि सीझियम स्फोटाने.

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

4.

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

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

अल्कली धातू तयार करणे

धातूंच्या उच्च क्रियाकलापांमुळे, ते क्षारांच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे मिळवता येतात, बहुतेकदा क्लोराईड्स.

अल्कली धातूचे संयुगे विविध उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. टेबल पहा. १.

त्यांचे नाव या धातूंचे हायड्रॉक्साइड अल्कली आहेत या वस्तुस्थितीमुळे आहे आणि ऑक्साईड्सना पूर्वी "पृथ्वी" म्हटले जात असे. उदाहरणार्थ, बेरियम ऑक्साइड BaO ही बेरियम पृथ्वी आहे. बेरीलियम आणि मॅग्नेशियम बहुतेकदा क्षारीय पृथ्वी धातू म्हणून वर्गीकृत केले जात नाहीत. आम्ही रेडियमचाही विचार करणार नाही, कारण ते किरणोत्सर्गी आहे.

क्षारीय पृथ्वी धातूंचे रासायनिक गुणधर्म.

1. सह संवादधातू नसलेले

Сa + Cl 2 → 2СaCl 2

Ca + H 2 CaH 2

3Ca + 2P Ca 3 P 2-

2. ऑक्सिजनसह परस्परसंवाद

2Ca + O 2 → 2CaO

3. पाण्याशी संवाद

Sr + 2H 2 O → Sr(OH) 2 + H 2, परंतु परस्परसंवाद अल्कली धातूंपेक्षा शांत असतो.

4. ऍसिडसह परस्परसंवाद - मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट

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

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

क्षारीय पृथ्वी धातू तयार करणे

मेटॅलिक कॅल्शियम आणि स्ट्रॉन्टियम वितळलेल्या क्षारांच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे प्राप्त केले जातात, बहुतेकदा क्लोराईड्स.

CaCl 2 Ca + Cl 2

बेरियम ऑक्साईडपासून उच्च शुद्धता बेरियम ॲल्युमिनोथर्मली मिळवता येते

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

सामान्य क्षारीय पृथ्वी धातू संयुगे

अल्कधर्मी पृथ्वी धातूंचे सर्वात प्रसिद्ध संयुगे आहेत: CaO - झटपट Ca(OH) 2 - slaked चुना,किंवा लिंबाचे पाणी. जेव्हा कार्बन डायऑक्साइड चुनाच्या पाण्यातून जातो तेव्हा अघुलनशील कॅल्शियम कार्बोनेट CaCO 3 तयार झाल्यामुळे गढूळपणा येतो. परंतु आपण हे लक्षात ठेवले पाहिजे की कार्बन डायऑक्साइड पुढे गेल्यावर विद्रव्य बायकार्बोनेट तयार होते आणि अवक्षेपण अदृश्य होते.

तांदूळ. 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

प्लास्टर -हे CaSO 4 ∙2H 2 O आहे, अलाबास्टर CaSO 4 ∙0.5H 2 O आहे. जिप्सम आणि अलाबास्टरचा वापर बांधकामात, औषधांमध्ये आणि सजावटीच्या वस्तूंच्या निर्मितीसाठी केला जातो. तांदूळ. 2.

कॅल्शियम कार्बोनेट CaCO 3 अनेक भिन्न खनिजे बनवते. तांदूळ. 3.

तांदूळ. 3

कॅल्शियम फॉस्फेट Ca 3 (PO 4) 2 - फॉस्फोराइट, फॉस्फरस पीठ हे खनिज खत म्हणून वापरले जाते.

शुद्ध निर्जल कॅल्शियम क्लोराईड CaCl 2 हा एक हायग्रोस्कोपिक पदार्थ आहे, म्हणून तो डेसिकेंट म्हणून प्रयोगशाळांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो.

कॅल्शियम कार्बाइड- CaC2. आपण ते याप्रमाणे मिळवू शकता:

CaO + 2C →CaC 2 +CO. त्याचा एक उपयोग म्हणजे एसिटिलीन तयार करणे.

CaC 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + C 2 H 2

बेरियम सल्फेट BaSO 4 - बॅराइट. तांदूळ. 4. काही अभ्यासांमध्ये पांढरा मानक म्हणून वापरला जातो.

तांदूळ. 4

पाण्याची कडकपणा

नैसर्गिक पाण्यात कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम क्षार असतात. जर ते लक्षात येण्याजोग्या एकाग्रतेमध्ये असतील तर अघुलनशील स्टीअरेट्सच्या निर्मितीमुळे अशा पाण्यात साबण साबण करत नाही. जेव्हा ते उकळते तेव्हा स्केल तयार होतात.

तात्पुरती कडकपणाकॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम हायड्रोकार्बोनेट्स Ca(HCO 3) 2 आणि Mg(HCO 3) 2 च्या उपस्थितीमुळे. या प्रकारची पाण्याची कडकपणा उकळवून काढून टाकली जाऊ शकते.

Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O

सतत पाणी कडकपणाकॅशन्स Ca 2+, Mg 2+ आणि anions H 2 PO 4 -, Cl -, NO 3 -, इत्यादींच्या उपस्थितीमुळे उद्भवते. केवळ आयन एक्सचेंज प्रतिक्रियांमुळे पाण्याचा स्थिर कडकपणा दूर होतो, परिणामी मॅग्नेशियम आणि कॅल्शियम आयन गाळात हस्तांतरित केले जातील.

गृहपाठ

1. क्रमांक 3, 4, 5-ए (पृ. 173) गॅब्रिलियन ओ.एस. रसायनशास्त्र. ग्रेड 11. ची मूलभूत पातळी. 2री आवृत्ती, मिटवली. - एम.: बस्टर्ड, 2007. - 220 पी.

2. पर्यावरणाची काय प्रतिक्रिया असते? पाणी उपायपोटॅशियम सल्फाइड? हायड्रोलिसिस प्रतिक्रियेच्या समीकरणासह तुमच्या उत्तराची पुष्टी करा.

3. मध्ये सोडियमचे वस्तुमान अंश निश्चित करा समुद्राचे पाणी, ज्यामध्ये 1.5% सोडियम क्लोराईड असते.

नियतकालिक सारणीच्या I आणि II गटांच्या मुख्य उपसमूहातील सर्व घटक तसेच हायड्रोजन आणि हेलियम, s-घटकांचे आहेत. हायड्रोजन आणि हेलियम व्यतिरिक्त, हे सर्व घटक आहेत धातूआवर्त सारणीच्या गट I च्या धातूंना म्हणतात अल्कधर्मी,ते पाण्यावर प्रतिक्रिया देऊन अल्कली तयार करतात. आवर्त सारणीच्या गट II च्या धातूंना, बेरिलियम आणि मॅग्नेशियम वगळता, म्हणतात अल्कधर्मी पृथ्वी.फ्रान्सियम, पूर्ण करणारा गट I, आणि रेडियम, पूर्ण करणारा गट II, - किरणोत्सर्गी घटक.

एस-मेटलचे काही गुणधर्म 3

तक्ता 15.1

आणि PI ही आयनीकरण क्षमता (ऊर्जा) आहे; ईओ - इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी.

सर्व एस-मेटलच्या बाह्य शेलमध्ये एक किंवा दोन इलेक्ट्रॉन असतात आणि ते सहजपणे सोडू शकतात, उदात्त वायूंच्या स्थिर इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशनसह आयन तयार करतात. या धातूंची उच्च कमी करणारी क्रिया अत्यंत कमी आयनीकरण क्षमता (IP) आणि कमी इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी (EO) (टेबल 15.1) मध्ये प्रकट होते. अल्कली धातू आणि उदात्त वायूंच्या आयनीकरण क्षमतांची तुलना करा (सर्व घटकांपैकी, उदात्त वायूंमध्ये सर्वात कमी EO आणि सर्वोच्च PI आहे; तक्ता 18.1 पहा).

भौतिक गुणधर्म. सामान्य परिस्थितीत, s-धातू घन स्थितीत असतात, धातूच्या बंधासह स्फटिक तयार करतात. सर्व गट I धातू आहेत शरीर-केंद्रित क्यूबिक जाळी(BCC, § 4.4 पहा). बेरीलियम आणि मॅग्नेशियम द्वारे दर्शविले जाते षटकोनी बंद पॅकिंग(hcp), कॅल्शियम आणि स्ट्रॉन्टियम चेहरा-केंद्रित क्यूबिक जाळी(fcc), बेरियम मध्ये शरीर-केंद्रित घन(OTSK).

गट I धातू मऊ असतात आणि इतरांच्या तुलनेत त्यांची घनता कमी असते. लिथियम, सोडियम आणि पोटॅशियम पाण्यापेक्षा हलकाआणि त्याच्या पृष्ठभागावर तरंगते, त्यावर प्रतिक्रिया देते. गट II धातू अल्कधर्मी धातूंपेक्षा कठोर आणि घन असतात. एस-मेटल्सचे कमी वितळणे आणि उकळण्याचे बिंदू (तक्ता 15.1 पहा) क्रिस्टल जाळीतील तुलनेने कमकुवत धातूच्या बंधाने स्पष्ट केले आहेत; बंधनकारक ऊर्जा (eV मध्ये): लिथियम 1.65, सोडियम 1.11, पोटॅशियम 0.92, रुबिडियम 0.84, सीझियम 0.79, बेरिलियम 3.36, मॅग्नेशियम 1.53, कॅल्शियम 1.85, स्ट्रॉन्शिअम 1, 70.78 बार

बंधनकारक उर्जेची तुलना करण्यासाठी (eV मध्ये): ॲल्युमिनियम 3.38, जस्त 1.35, लोह 4.31, तांबे 3.51, चांदी 2.94, टायटॅनियम 4.87, मॉलिब्डेनम 6.82, टंगस्टन 8.80.

डिलोकलाइज्ड व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन्सद्वारे धातूचे अणूंचे सकारात्मक आयन एकत्र धरून धातूचा बंध तयार होतो (§3.6 पहा). धातूची त्रिज्या जितकी मोठी असेल तितके अधिक डीलोकलाइज्ड इलेक्ट्रॉन्स पॉझिटिव्ह आयनांमधील "पातळ थर" मध्ये वितरीत केले जातात आणि क्रिस्टल जाळीची ताकद कमी असते. हे स्पष्ट करते कमी तापमानगट I आणि II च्या धातूंचे वितळणे आणि उकळणे. गट II घटकांचे वितळणे आणि उकळण्याचे बिंदू, अल्कली धातूंच्या विपरीत, पद्धतशीरपणे बदलतात, जे क्रिस्टल संरचनांमधील फरकांद्वारे स्पष्ट केले जाते (वर पहा).

निसर्गात व्यापकता. सर्व s-धातू निसर्गात केवळ संयुगेच्या स्वरूपात आढळतात: जीवाश्म खनिज क्षार आणि त्यांचे साठे (KS1, NaCl, CaCO 3 आणि इतर) आणि समुद्राच्या पाण्यात आयन. कॅल्शियम, सोडियम, पोटॅशियम आणि मॅग्नेशियम पृथ्वीवर अनुक्रमे पाचव्या, सहाव्या, सातव्या आणि आठव्या क्रमांकावर आहेत. स्ट्रॉन्टियम सामान्य प्रमाणात मध्यम प्रमाणात आढळते. पृथ्वीच्या कवच आणि महासागराच्या पाण्यात इतर एस-मेटलची सामग्री नगण्य आहे. उदाहरणार्थ, पृथ्वीच्या कवचामध्ये सोडियमचे प्रमाण 2.3% आणि समुद्राच्या पाण्यात 1.1%, पृथ्वीच्या कवचातील सीझियमचे प्रमाण 3% 10 ~ 4% आणि समुद्राच्या पाण्यात 3% -8% आहे.

सोडियम, सीझियम आणि बेरीलियम प्रत्येकामध्ये फक्त एक स्थिर समस्थानिक आहे, लिथियम, पोटॅशियम आणि रुबिडियम प्रत्येकी दोन आहेत: |Li 7.5% आणि |Li 92.5%; 93.26% आणि केंद्रीय समिती 6.74%; f^Rb 72.17% आणि fpRb 27.83%. मॅग्नेशियममध्ये तीन स्थिर समस्थानिक असतात (|2 Mg 79.0%, j|Mg 10.0% आणि j|Mg 11.0%). इतर अल्कधर्मी पृथ्वीच्या धातूंमध्ये स्थिर समस्थानिकांची संख्या जास्त असते; मुख्य: 4 °SA 96.94% आणि TsSA 2.09%; ||Sr 82.58%, 8 |Sr 9.86% आणि ||Sr 7.0%; 1 ||Ba 71.7%, 18 |Ba 11.23%, 18 ®Ba 7.85% आणि 18 |Ba 6.59%.