โลหะออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธมีสูตรโมเลกุลทั่วไป โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ

จากตารางธาตุทั้งหมด ธาตุส่วนใหญ่เป็นตัวแทนของกลุ่มโลหะ amphoteric, เปลี่ยนผ่าน, กัมมันตภาพรังสี - มีมากมาย โลหะทั้งหมดเล่น บทบาทที่ยิ่งใหญ่ไม่เพียงแต่ในธรรมชาติและชีวิตทางชีวภาพของมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงในอุตสาหกรรมต่างๆ ด้วย ไม่ใช่เพื่ออะไรเลยที่ศตวรรษที่ 20 ถูกเรียกว่า "เหล็ก"

โลหะ: ลักษณะทั่วไป

โลหะทุกชนิดมีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพเหมือนกัน ซึ่งทำให้แยกแยะได้ง่ายจากสารที่ไม่ใช่โลหะ ตัวอย่างเช่น โครงสร้างของโครงตาข่ายคริสตัลช่วยให้สามารถ:

• ตัวนำกระแสไฟฟ้า
• ตัวนำความร้อนที่ดี
• อ่อนและเหนียว;
• ทนทานและเงางาม

แน่นอนว่ามีความแตกต่างกัน โลหะบางชนิดส่องแสงเป็นสีเงิน บางชิ้นมีสีขาวด้านมากกว่า และโลหะบางชนิดยังมีสีแดงและเหลืองโดยทั่วไป นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในด้านการนำความร้อนและไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์เหล่านี้ยังคงเป็นเรื่องปกติสำหรับโลหะทุกชนิด ในขณะที่อโลหะมีความแตกต่างมากกว่าความคล้ายคลึงกัน

โดยธรรมชาติทางเคมี โลหะทุกชนิดเป็นตัวรีดิวซ์ ขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยาและสารเฉพาะ พวกมันยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ได้ แต่ไม่ค่อยเกิดขึ้น สามารถสร้างสารได้หลายชนิด สารประกอบเคมีโลหะพบได้ในธรรมชาติในปริมาณมหาศาล โดยเป็นส่วนหนึ่งของแร่หรือแร่ธาตุ แร่ธาตุ และหินอื่นๆ ระดับจะเป็นค่าบวกเสมอและอาจคงที่ (อะลูมิเนียม โซเดียม แคลเซียม) หรือตัวแปร (โครเมียม เหล็ก ทองแดง แมงกานีส)

หลายชนิดใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุก่อสร้างและใช้ในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่หลากหลาย

สารประกอบเคมีของโลหะ

ในจำนวนนี้ ควรกล่าวถึงสารประเภทหลักหลายประเภท ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับองค์ประกอบและสารอื่นๆ

1. ออกไซด์, ไฮไดรด์, ​​ไนไตรด์, ซิลิไซด์, ฟอสไฟด์, โอโซไนด์, คาร์ไบด์, ซัลไฟด์และอื่น ๆ - สารประกอบไบนารี่ที่ไม่ใช่โลหะส่วนใหญ่มักอยู่ในประเภทเกลือ (ยกเว้นออกไซด์)
2. ไฮดรอกไซด์ - สูตรทั่วไป Me + x (OH) x
3. เกลือ. สารประกอบโลหะที่มีสารตกค้างที่เป็นกรด อาจแตกต่างกัน:

• เฉลี่ย;
• เปรี้ยว;
• สองเท่า;
• ขั้นพื้นฐาน;
• ซับซ้อน.

4. การเชื่อมต่อโลหะด้วย สารอินทรีย์- โครงสร้างโลหะอินทรีย์

5. สารประกอบของโลหะซึ่งกันและกัน - โลหะผสมซึ่งได้มาในรูปแบบต่างๆ

ตัวเลือกการเชื่อมโลหะ

สารที่สามารถประกอบด้วยโลหะตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปในเวลาเดียวกัน แบ่งออกเป็น:

• โลหะผสม;
• เกลือคู่
• สารประกอบเชิงซ้อน
• สารประกอบระหว่างโลหะ

วิธีการเชื่อมโลหะเข้าด้วยกันก็แตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น ในการผลิตโลหะผสม จะใช้วิธีการหลอม ผสม และแข็งตัวของผลิตภัณฑ์ที่ได้

สารประกอบระหว่างโลหะเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีโดยตรงระหว่างโลหะ ซึ่งมักเกิดการระเบิดได้ (เช่น สังกะสีและนิกเกิล) กระบวนการดังกล่าวจำเป็นต้องมีเงื่อนไขพิเศษ เช่น อุณหภูมิ ความดัน สุญญากาศ การขาดออกซิเจน และอื่นๆ ที่สูงมาก

โซดา เกลือ โซดาไฟ - สารประกอบทั้งหมดนี้ โลหะอัลคาไลในธรรมชาติ. มีอยู่ในรูปแบบบริสุทธิ์ ก่อตัวเป็นตะกอน หรือเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของสารบางชนิด บางครั้งพวกเขาก็เข้าใจพวกเขา วิธีห้องปฏิบัติการ. แต่สารเหล่านี้มีความสำคัญและมีคุณค่าเสมอ เนื่องจากสิ่งเหล่านั้นล้อมรอบบุคคลและกำหนดชีวิตของเขา

สารประกอบโลหะอัลคาไลและการใช้งานไม่ได้จำกัดอยู่เพียงโซเดียม เกลือเช่น:

• โพแทสเซียมคลอไรด์;
• (โพแทสเซียมไนเตรต);
• โพแทสเซียมคาร์บอเนต
• ซัลเฟต

ล้วนเป็นปุ๋ยแร่อันทรงคุณค่าที่ใช้ในการเกษตร

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ--สารประกอบและการประยุกต์

หมวดหมู่นี้รวมถึงองค์ประกอบของกลุ่มที่สองของกลุ่มย่อยหลักของระบบ องค์ประกอบทางเคมี. สถานะออกซิเดชันคงที่คือ +2 เหล่านี้เป็นสารรีดิวซ์ที่ออกฤทธิ์ซึ่งเกิดปฏิกิริยาเคมีกับสารประกอบและสารธรรมดาส่วนใหญ่ได้ง่าย จัดแสดงคุณสมบัติทั่วไปทั้งหมดของโลหะ: ความมันวาว ความอ่อนตัว ความร้อน และการนำไฟฟ้า

สิ่งที่สำคัญที่สุดและพบได้บ่อยคือแมกนีเซียมและแคลเซียม เบริลเลียมเป็นแอมโฟเทอริก แบเรียมและเรเดียมเป็นธาตุที่หายาก พวกเขาทั้งหมดสามารถสร้างการเชื่อมต่อประเภทต่อไปนี้:

• อินเตอร์เมทัลลิก;
• ออกไซด์;
• ไฮไดรด์;
• เกลือไบนารี่ (สารประกอบกับอโลหะ);
• ไฮดรอกไซด์;
• เกลือ (สองเท่า, ซับซ้อน, เป็นกรด, พื้นฐาน, ปานกลาง)

เรามาดูการเชื่อมต่อที่สำคัญที่สุดด้วย จุดปฏิบัติวิสัยทัศน์และขอบเขตการใช้งาน

เกลือแมกนีเซียมและแคลเซียม

สารประกอบโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่น เกลือ มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต เกลือแคลเซียมคือที่มาของธาตุนี้ในร่างกาย และหากไม่มีสิ่งนี้ การก่อตัวตามปกติของโครงกระดูก ฟัน เขาในสัตว์ กีบ ผมและขน และอื่นๆ ก็เป็นไปไม่ได้

ดังนั้นเกลือที่พบมากที่สุดของแคลเซียมโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธคือคาร์บอเนต ชื่ออื่นๆ:

• หินอ่อน;
• หินปูน;
• โดโลไมต์

ไม่เพียงแต่ใช้เป็นผู้จัดหาแคลเซียมไอออนให้กับสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังใช้เป็นวัสดุก่อสร้าง วัตถุดิบสำหรับการผลิตสารเคมี ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง อุตสาหกรรมแก้ว และอื่นๆ

สารประกอบโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่น ซัลเฟต ก็มีความสำคัญเช่นกัน ตัวอย่างเช่น แบเรียมซัลเฟต (ชื่อทางการแพทย์ "โจ๊กแบไรท์") ใช้ในการวินิจฉัยด้วยรังสีเอกซ์ แคลเซียมซัลเฟตในรูปของผลึกไฮเดรตคือยิปซั่มซึ่งพบได้ในธรรมชาติ ใช้ในการแพทย์ การก่อสร้าง และการเฝือกปั๊ม

ฟอสฟอรัสโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท

สารเหล่านี้เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ยุคกลาง ก่อนหน้านี้เรียกว่าสารเรืองแสง ชื่อนี้ยังคงปรากฏอยู่จนทุกวันนี้ โดยธรรมชาติแล้ว สารประกอบเหล่านี้ได้แก่ ซัลไฟด์ของแมกนีเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และแคลเซียม

ด้วยการประมวลผลบางอย่าง พวกมันสามารถแสดงคุณสมบัติเรืองแสงได้ และแสงเรืองแสงก็สวยงามมาก ตั้งแต่สีแดงไปจนถึงสีม่วงสดใส ใช้ในการผลิตป้ายจราจร ชุดทำงาน และอื่นๆ

การเชื่อมต่อที่ซับซ้อน

สารที่มีองค์ประกอบที่แตกต่างกันตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไปที่มีลักษณะเป็นโลหะคือสารประกอบโลหะเชิงซ้อน ส่วนใหญ่มักเป็นของเหลวที่มีสีสวยงามและมีสีสัน ใช้ในเคมีวิเคราะห์เพื่อตรวจวัดไอออนในเชิงคุณภาพ

สารดังกล่าวไม่เพียงสามารถสร้างโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทเท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างโลหะอื่น ๆ ทั้งหมดได้อีกด้วย มีไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์ อควาคอมเพล็กซ์ และอื่นๆ

กลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สองของตารางธาตุครอบคลุมองค์ประกอบ: เบริลเลียม, แมกนีเซียม, แคลเซียม, สตรอนเซียม, แบเรียมและเรเดียม ขึ้นอยู่กับตัวแทนหลักของกลุ่มย่อยนี้ - แคลเซียม สตรอนเซียม และแบเรียม - เรียกรวมกันว่าโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ กลุ่มย่อยหลักทั้งหมดของกลุ่มที่สองเรียกอีกอย่างว่ากลุ่มย่อย โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ.

โลหะเหล่านี้ (บางครั้งก็เติมแมกนีเซียมเข้าไปด้วย) ได้รับชื่อ "อัลคาไลน์เอิร์ธ" เนื่องจากออกไซด์ในคุณสมบัติทางเคมีของพวกมันอยู่ในระดับกลางในอีกด้านหนึ่งระหว่างอัลคาไล เช่น ออกไซด์หรือไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไล และในทางกลับกัน “ดิน” ซึ่งก็คือออกไซด์ของธาตุดังกล่าว ซึ่งเป็นตัวแทนโดยทั่วไปคืออะลูมิเนียมซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของดินเหนียว เนื่องจากตำแหน่งตรงกลางนี้ ออกไซด์ของแคลเซียม สตรอนเซียม และแบเรียมจึงถูกเรียกว่า "ดินอัลคาไลน์"

องค์ประกอบแรกของกลุ่มย่อยนี้คือเบริลเลียม (ถ้าคุณไม่คำนึงถึงความจุของมัน) มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับอลูมิเนียมมากกว่าอะนาล็อกที่สูงกว่าของกลุ่มบนสุดที่เป็นอยู่ องค์ประกอบที่สองของกลุ่มนี้ ซึ่งก็คือแมกนีเซียม ยังแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญบางประการจากโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธในความหมายที่แคบของคำนี้ ปฏิกิริยาบางอย่างทำให้มันเข้าใกล้องค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่มที่สองมากขึ้น โดยเฉพาะสังกะสี ดังนั้นแมกนีเซียมและซิงค์ซัลเฟตซึ่งตรงกันข้ามกับซัลเฟตของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทสามารถละลายได้ง่ายมีไอโซมอร์ฟิกซึ่งกันและกันและก่อตัวเป็นเกลือสองเท่าที่มีองค์ประกอบคล้ายกัน ก่อนหน้านี้มีการระบุกฎตามที่องค์ประกอบแรกแสดงคุณสมบัติที่เปลี่ยนผ่านไปยังกลุ่มย่อยหลักถัดไป ส่วนที่สอง - ไปยังกลุ่มย่อยรองของกลุ่มเดียวกัน และโดยปกติแล้วมีเพียงองค์ประกอบที่สามเท่านั้นที่มีคุณสมบัติเฉพาะของกลุ่ม กฎข้อนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ

องค์ประกอบที่หนักที่สุดของกลุ่มที่สอง - เรเดียม - ในคุณสมบัติทางเคมีนั้นแน่นอนว่าสอดคล้องกับตัวแทนทั่วไปของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธอย่างไรก็ตามโดยปกติแล้วไม่ใช่เรื่องปกติที่จะรวมไว้ในกลุ่มของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทในวงแคบกว่า ความรู้สึก. เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการกระจายตัวในธรรมชาติตลอดจนเนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นลักษณะเฉพาะมากที่สุด - กัมมันตภาพรังสีจึงเหมาะสมกว่าที่จะกำหนด สถานที่พิเศษ. ในการอภิปรายเกี่ยวกับคุณสมบัติทั่วไปขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยนี้ จะไม่พิจารณาเรเดียมเนื่องจากมีความสอดคล้องกัน ลักษณะทางเคมีกายภาพยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอจนถึงตอนนี้

ยกเว้นเรเดียม องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อยอัลคาไลน์เอิร์ธเป็นโลหะเบา โลหะเบาคือโลหะที่มีความถ่วงจำเพาะไม่เกิน 5 ในแง่ของความแข็ง โลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II นั้นเหนือกว่าโลหะอัลคาไลน์อย่างมีนัยสำคัญ แบเรียมที่อ่อนที่สุด (ซึ่งมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับโลหะอัลคาไลมากที่สุด) จะมีความแข็งเท่ากับตะกั่วโดยประมาณ จุดหลอมเหลวของโลหะในกลุ่มนี้สูงกว่าโลหะอัลคาไลอย่างมีนัยสำคัญ

สิ่งที่เหมือนกันกับองค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II คือคุณสมบัติของพวกมันในการแสดงเวเลนซีเชิงบวก 2 ในสารประกอบของพวกเขา และเฉพาะในกรณีที่พิเศษมากเท่านั้นที่พวกมันจะมีวาเลนต์เดี่ยวเชิงบวก วาเลนซีทั่วไปของพวกมันคือ 2+ เช่นเดียวกับเลขอะตอมขององค์ประกอบ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าโลหะเหล่านี้ถูกจัดประเภทเป็นกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สอง นอกจากนี้ พวกมันทั้งหมดแสดงลักษณะอิเล็กโตรบวกสูง ซึ่งถูกกำหนดโดยตำแหน่งทางด้านซ้ายของซีรีย์แรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า รวมถึงความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งกับองค์ประกอบอิเล็กโตรเนกาติตี

ตามค่าของศักยภาพปกติขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สองโลหะที่ระบุไว้ทั้งหมดจะสลายตัวน้ำ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของเบริลเลียมและแมกนีเซียมต่อน้ำเกิดขึ้นช้ามากเนื่องจากการละลายของไฮดรอกไซด์ต่ำซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยานี้ เช่น แมกนีเซียม:

มก. + 2НН = มก.(OH) 2 + H 2

เมื่อเกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะ ไฮดรอกไซด์ Be และ Mg จะขัดขวางการเกิดปฏิกิริยาต่อไป ดังนั้น แม้แต่ข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ ของแมกนีเซียมก็ต้องเก็บไว้ที่อุณหภูมิปกติโดยสัมผัสกับน้ำเป็นเวลาหลายวันก่อนที่จะเปลี่ยนเป็นแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์โดยสมบูรณ์ โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธที่เหลือจะทำปฏิกิริยากับน้ำได้แรงกว่ามาก ซึ่งอธิบายได้จากไฮดรอกไซด์ที่ละลายได้ดีกว่า แบเรียมไฮดรอกไซด์ละลายได้ง่ายที่สุด ศักยภาพปกติของ Ba นั้นต่ำที่สุดเมื่อเทียบกับองค์ประกอบอื่นๆ ในกลุ่ม ดังนั้นจึงทำปฏิกิริยากับน้ำและแอลกอฮอล์อย่างรุนแรงมาก ความต้านทานของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทต่ออากาศลดลงในทิศทางจากแมกนีเซียมถึงแบเรียม ตามตำแหน่งในชุดความเค้น โลหะที่มีชื่อจะเข้ามาแทนที่โลหะหนักทั้งหมดจากสารละลายเกลือของพวกมัน

ออกไซด์ปกติ M II O มักจะได้มาจากการเผาไหม้ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เปอร์ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทมีความเสถียรน้อยกว่าในชุดของโลหะอัลคาไลมาก

ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธรวมกับน้ำทำให้เกิดไฮดรอกไซด์ ยิ่งไปกว่านั้น พลังงานของปฏิกิริยานี้จะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในทิศทางจาก BeO ถึง BaO ความสามารถในการละลายของไฮดรอกไซด์ยังเพิ่มขึ้นอย่างมากจากเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ไปจนถึงแบเรียมไฮดรอกไซด์ แต่ความสามารถในการละลายของสารหลังที่อุณหภูมิปกติยังต่ำมาก ลักษณะพื้นฐานของสารประกอบเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นในลำดับเดียวกัน - จากแอมโฟเทอริกเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ไปจนถึงแบเรียมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนพื้นฐานอย่างแรง

เป็นที่น่าสนใจที่จะสังเกตความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สองสำหรับไนโตรเจน แนวโน้มที่จะก่อตัวสารประกอบที่มีไนโตรเจนเพิ่มขึ้นในองค์ประกอบเหล่านี้เมื่อน้ำหนักอะตอมเพิ่มขึ้น (แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าความร้อนในการก่อตัวของไนไตรด์ในทิศทางนี้จะลดลง) ในโลหะอัลคาไลเอิร์ธเอง แนวโน้มที่จะเกิดไนไตรด์มีมากจนอย่างช้าๆ จะรวมตัวกับไนโตรเจนแม้ในอุณหภูมิปกติก็ตาม

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไล พวกเขารวมกับไฮโดรเจนเพื่อสร้างไฮไดรด์ ตัวอย่างเช่น:

Ca + H 2 = CaH 2

เอธน์ไฮไดรด์ยังมีลักษณะคล้ายเกลือ ดังนั้นจึงควรสันนิษฐานว่าในไฮไดรด์ของโลหะอัลคาไลนั้น ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบทางไฟฟ้าเนกาติตี

การได้รับ MgH 2 โดยตรงจากองค์ประกอบนั้นยากกว่า แต่ไม่สามารถสังเคราะห์ BeH 2 ด้วยวิธีนี้ได้ MgH 2 และ BeH 2 เป็นสารประกอบที่เป็นของแข็งและไม่ระเหยง่าย เช่นเดียวกับไฮไดรด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ แต่ต่างจากอย่างหลังตรงที่ไม่มีคุณลักษณะคล้ายเกลือเด่นชัด

องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สองก่อตัวเป็นไอออนไม่มีสีโดยมีประจุบวก 2: Be 2+, Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Ra 2+ เบริลเลียมยังก่อให้เกิดประจุลบไม่มีสี [BeO 2 ] 2+ และ [Be(OH) 4 ] 2+ เกลือ M II X 2 ขององค์ประกอบเหล่านี้ทั้งหมดก็ไม่มีสีเช่นกัน เว้นแต่จะเป็นอนุพันธ์ของแอนไอออนที่มีสี

เกลือเรเดียมเองก็ไม่มีสีเช่นกัน อย่างไรก็ตาม บางส่วน เช่น เรเดียมคลอไรด์และโบรไมด์ จะค่อยๆ เปลี่ยนสีตามการแผ่รังสีของเรเดียมที่มีอยู่ และในที่สุดก็กลายเป็นสีน้ำตาลเป็นสีดำ เมื่อตกผลึกใหม่ก็จะกลายเป็นสีขาวอีกครั้ง

เกลือของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทหลายชนิดละลายในน้ำได้ไม่ดี รูปแบบบางอย่างมักถูกเปิดเผยในการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายของเกลือเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น สำหรับซัลเฟต ความสามารถในการละลายจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อน้ำหนักอะตอมของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของโครไมต์เปลี่ยนแปลงในลักษณะเดียวกันโดยประมาณ เกลือส่วนใหญ่ที่เกิดจากโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทที่มีกรดอ่อนและมีกรดที่มีความแรงปานกลางนั้นละลายได้ยาก เช่น ฟอสเฟต ออกซาเลต และคาร์บอเนต อย่างไรก็ตามบางส่วนสามารถละลายได้ง่าย อย่างหลังรวมถึงซัลไฟด์, ไซยาไนด์, ไทโอไซยาเนตและอะซิเตต เนื่องจากลักษณะพื้นฐานของไฮดรอกไซด์อ่อนลงในระหว่างการเปลี่ยนจาก Ba เป็น Be ระดับของการไฮโดรไลซิสของคาร์บอเนตจะเพิ่มขึ้นในลำดับเดียวกัน ความเสถียรทางความร้อนของพวกมันก็เปลี่ยนแปลงไปในทิศทางเดียวกันเช่นกัน: แม้ว่าแบเรียมคาร์บอเนตแม้จะอยู่ในอุณหภูมิที่ร้อนจัดก็ตาม ยังห่างไกลจากการสลายตัวโดยสิ้นเชิง แคลเซียมคาร์บอเนตก็สามารถสลายตัวเป็น CaO และ CO 2 ได้อย่างสมบูรณ์แม้จะมีการเผาที่ค่อนข้างอ่อน และแมกนีเซียมคาร์บอเนตก็สลายตัวมากยิ่งขึ้น อย่างง่ายดาย.

จากมุมมองของทฤษฎีของ Kossel สาเหตุของความไม่แน่นอนขององค์ประกอบของกลุ่มอัลคาไลน์เอิร์ธคือความจริงที่ว่าในตารางธาตุพวกมันทั้งหมดจะถูกลบออกจากก๊าซเฉื่อยที่เกี่ยวข้องด้วย: 2 องค์ประกอบดังนั้นแต่ละองค์ประกอบจึงมี 2 มีอิเล็กตรอนมากกว่าก๊าซเฉื่อยก่อนหน้านี้ เนื่องจากแนวโน้มของอะตอมที่จะปรับใช้โครงร่างของก๊าซเฉื่อยในองค์ประกอบของกลุ่มอัลคาไลน์เอิร์ธ จึงเกิดนามธรรมเล็กน้อยของอิเล็กตรอนสองตัว แต่ไม่มีอีกต่อไป เนื่องจากการนามธรรมเพิ่มเติมจะทำให้เกิดการทำลายโครงร่างของก๊าซเฉื่อย

กลุ่ม IIA ประกอบด้วยโลหะเท่านั้น ได้แก่ Be (เบริลเลียม), Mg (แมกนีเซียม), Ca (แคลเซียม), Sr (สตรอนเซียม), Ba (แบเรียม) และ Ra (เรเดียม) คุณสมบัติทางเคมีตัวแทนคนแรกของกลุ่มนี้ - เบริลเลียม - แตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบอื่น ๆ ของกลุ่มนี้ คุณสมบัติทางเคมีของมันมีความคล้ายคลึงกับอะลูมิเนียมมากกว่าโลหะกลุ่ม IIA อื่นๆ ในหลาย ๆ ด้าน (เรียกว่า "ความคล้ายคลึงกันในแนวทแยง") แมกนีเซียมมีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจาก Ca, Sr, Ba และ Ra แต่ก็ยังมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายกันมากกว่าเบริลเลียม เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของแคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียม มีความคล้ายคลึงกันอย่างมีนัยสำคัญ จึงถูกรวมเข้าเป็นตระกูลเดียวกันที่เรียกว่า ดินอัลคาไลน์ โลหะ.

องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่ม IIA เป็นของ ส- องค์ประกอบเช่น มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ครบ ส-ระดับย่อย ดังนั้นการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดของกลุ่มนี้มีรูปแบบ ns 2 , ที่ไหน n– จำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่

เนื่องจากลักษณะเฉพาะของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโลหะกลุ่ม IIA องค์ประกอบเหล่านี้นอกเหนือจากศูนย์แล้ว สามารถมีสถานะออกซิเดชันเดียวเท่านั้นเท่ากับ +2 สารเชิงเดี่ยวที่เกิดจากองค์ประกอบของกลุ่ม IIA โดยมีส่วนร่วมในข้อใดข้อหนึ่ง ปฏิกริยาเคมีสามารถออกซิไดซ์ได้เท่านั้นนั่นคือ บริจาคอิเล็กตรอน:

ฉัน 0 – 2e — → ฉัน +2

แคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียม มีปฏิกิริยาทางเคมีที่สูงมาก สารธรรมดาที่เกิดขึ้นจากพวกมันนั้นมีสารรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งมาก แมกนีเซียมยังเป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งอีกด้วย กิจกรรมการลดของโลหะเป็นไปตามกฎหมายทั่วไปของกฎหมายเป็นระยะของ D.I. Mendeleev และเพิ่มขึ้นตามกลุ่มย่อย

ปฏิกิริยากับสารธรรมดา

ด้วยออกซิเจน

หากไม่มีความร้อน เบริลเลียมและแมกนีเซียมจะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศหรือออกซิเจนบริสุทธิ์ เนื่องจากถูกปกคลุมด้วยฟิล์มป้องกันบาง ๆ ซึ่งประกอบด้วย BeO และ MgO ออกไซด์ ตามลำดับ การจัดเก็บไม่จำเป็นต้องมีวิธีการพิเศษในการป้องกันอากาศและความชื้นซึ่งแตกต่างจากโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธซึ่งถูกเก็บไว้ภายใต้ชั้นของของเหลวเฉื่อยกับพวกมันซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นน้ำมันก๊าด

Be, Mg, Ca, Sr เมื่อเผาในออกซิเจนจะเกิดออกไซด์ขององค์ประกอบ MeO และ Ba - ส่วนผสมของแบเรียมออกไซด์ (BaO) และแบเรียมเปอร์ออกไซด์ (BaO 2):

2มก. + O2 = 2MgO

2Ca + O2 = 2CaO

2บา + โอ 2 = 2บาโอ

บา + โอ 2 = เบ้า2

ควรสังเกตว่าเมื่อโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทและแมกนีเซียมเผาไหม้ในอากาศปฏิกิริยาข้างเคียงของโลหะเหล่านี้กับไนโตรเจนในอากาศก็เกิดขึ้นเช่นกันซึ่งเป็นผลมาจากการที่นอกเหนือไปจากสารประกอบของโลหะกับออกซิเจนแล้วไนไตรด์ที่มีสูตรทั่วไป Me 3 N 2 ก็ก่อตัวเช่นกัน

ด้วยฮาโลเจน

เบริลเลียมทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น และโลหะกลุ่ม IIA ที่เหลือ - อยู่ที่อุณหภูมิห้องแล้ว:

มก. + ฉัน 2 = มก.ไอ 2 – แมกนีเซียมไอโอไดด์

Ca + Br 2 = CaBr 2 – แคลเซียมโบรไมด์

บา + Cl 2 = BaCl 2 – แบเรียมคลอไรด์

กับอโลหะของกลุ่ม IV-VI

โลหะทั้งหมดของกลุ่ม IIA จะทำปฏิกิริยาเมื่อถูกให้ความร้อนกับอโลหะทั้งหมดของกลุ่ม IV-VI แต่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโลหะในกลุ่มตลอดจนกิจกรรมของอโลหะนั้น จำเป็นต้องมีระดับการให้ความร้อนที่แตกต่างกัน เนื่องจากเบริลเลียมเป็นโลหะเฉื่อยทางเคมีมากที่สุดในบรรดาโลหะกลุ่ม IIA ทั้งหมด เมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะ จึงจำเป็นต้องมีการใช้งานที่สำคัญ โออุณหภูมิที่สูงขึ้น

ควรสังเกตว่าปฏิกิริยาของโลหะกับคาร์บอนสามารถก่อให้เกิดคาร์ไบด์ที่มีลักษณะต่างกันได้ มีคาร์ไบด์ที่เป็นของเมทาไนด์และถือเป็นอนุพันธ์ของมีเทนตามอัตภาพซึ่งอะตอมไฮโดรเจนทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วยโลหะ พวกมันมีคาร์บอนอยู่ในสถานะออกซิเดชัน -4 เช่นเดียวกับมีเทน และเมื่อพวกมันถูกไฮโดรไลซ์หรือทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ หนึ่งในผลิตภัณฑ์ก็คือมีเทน นอกจากนี้ยังมีคาร์ไบด์อีกประเภทหนึ่ง - อะเซทิลีนไนด์ซึ่งมี C 2 2- ไอออนซึ่งแท้จริงแล้วเป็นเพียงชิ้นส่วนของโมเลกุลอะเซทิลีน คาร์ไบด์ เช่น อะเซทิลีน เมื่อไฮโดรไลซิสหรือทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ จะเกิดอะเซทิลีนเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา ประเภทของคาร์ไบด์ - มีทาไนด์หรืออะเซทิเลไนด์ - ที่ได้รับเมื่อโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งทำปฏิกิริยากับคาร์บอนขึ้นอยู่กับขนาดของไอออนบวกของโลหะ ไอออนของโลหะที่มีรัศมีเล็กมักก่อตัวเป็นเมตาไนด์ และไอออนที่มีขนาดใหญ่กว่าจะเกิดเป็นอะเซทิเลไนด์ ในกรณีของโลหะกลุ่มที่สองจะได้เมทาไนด์จากปฏิกิริยาของเบริลเลียมกับคาร์บอน:

โลหะที่เหลือของกลุ่ม II A ก่อตัวเป็นอะเซทิลีนไนด์กับคาร์บอน:

ด้วยซิลิคอนโลหะกลุ่ม IIA จะก่อตัวเป็นซิลิไซด์ - สารประกอบประเภท Me 2 Si โดยมีไนโตรเจน - ไนไตรด์ (Me 3 N 2) โดยมีฟอสฟอรัส - ฟอสไฟด์ (Me 3 P 2):

ด้วยไฮโดรเจน

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั้งหมดทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเมื่อถูกความร้อน เพื่อให้แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน การให้ความร้อนเพียงอย่างเดียว เช่น ในกรณีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธนั้นไม่เพียงพอ โดยจำเป็นต้องมีการเพิ่มเติม อุณหภูมิสูง, อีกด้วย ความดันโลหิตสูงไฮโดรเจน เบริลเลียมไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนในทุกสภาวะ

ปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อน

ด้วยน้ำ

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั้งหมดทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างแข็งขันจนเกิดเป็นด่าง (ไฮดรอกไซด์ของโลหะที่ละลายน้ำได้) และไฮโดรเจน แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อต้มเท่านั้น เนื่องจากเมื่อถูกความร้อน ฟิล์มป้องกันออกไซด์ MgO จะละลายในน้ำ ในกรณีของเบริลเลียม ฟิล์มป้องกันออกไซด์มีความทนทานสูง: น้ำจะไม่ทำปฏิกิริยากับเบริลเลียมทั้งเมื่อเดือดหรือที่อุณหภูมิร้อนจัด:

ด้วยกรดที่ไม่ออกซิไดซ์

โลหะทั้งหมดของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II ทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ เนื่องจากพวกมันอยู่ในลำดับกิจกรรมทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน ในกรณีนี้จะเกิดเกลือของกรดและไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างของปฏิกิริยา:

Be + H 2 SO 4 (เจือจาง) = BeSO 4 + H 2

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

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

ด้วยกรดออกซิไดซ์

− กรดไนตริกเจือจาง

ด้วยการเจือจาง กรดไนตริกโลหะหมู่ IIA ทั้งหมดทำปฏิกิริยา ในกรณีนี้ ผลิตภัณฑ์รีดิวซ์แทนที่จะเป็นไฮโดรเจน (เช่นในกรณีของกรดที่ไม่ออกซิไดซ์) คือไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจนออกไซด์ (I) (N 2 O) และในกรณีของกรดไนตริกเจือจางสูง แอมโมเนียม ไนเตรต (NH 4 NO 3):

4Ca + 10HNO3 ( ราซบ .) = 4Ca(หมายเลข 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

4มก. + 10HNO3 (เบลอมาก)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

- กรดไนตริกเข้มข้น

กรดไนตริกเข้มข้นที่อุณหภูมิปกติ (หรือต่ำ) จะทำให้เบริลเลียมผ่านไปได้ เช่น ไม่ทำปฏิกิริยากับมัน เมื่อเดือดจะเกิดปฏิกิริยาได้และดำเนินไปตามสมการเป็นหลัก:

โลหะแมกนีเซียมและอัลคาไลน์เอิร์ธทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเข้มข้นเพื่อสร้างสเปกตรัมกว้าง ผลิตภัณฑ์ต่างๆการกู้คืนไนโตรเจน

− กรดซัลฟิวริกเข้มข้น

เบริลเลียมถูกทำให้ขุ่นด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเช่น ไม่ทำปฏิกิริยากับมันภายใต้สภาวะปกติ แต่ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่จุดเดือดและนำไปสู่การก่อตัวของเบริลเลียมซัลเฟต, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และน้ำ:

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

แบเรียมยังถูกทำให้ขุ่นด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเนื่องจากการก่อตัวของแบเรียมซัลเฟตที่ไม่ละลายน้ำ แต่จะทำปฏิกิริยากับมันเมื่อถูกความร้อน แบเรียมซัลเฟตจะละลายเมื่อถูกความร้อนในกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเนื่องจากการเปลี่ยนเป็นแบเรียมไฮโดรเจนซัลเฟต

โลหะที่เหลือของกลุ่ม IIA หลักทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นภายใต้สภาวะใด ๆ รวมถึงในความเย็นด้วย การลดลงของซัลเฟอร์สามารถเกิดขึ้นได้ถึง SO 2, H 2 S และ S ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะ อุณหภูมิของปฏิกิริยา และความเข้มข้นของกรด:

มก. + H2SO4 ( คอน .) = MgSO 4 + SO 2 + H 2 O

3มก. + 4H 2 SO 4 ( คอน .) = 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O

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

ด้วยด่าง

โลหะแมกนีเซียมและอัลคาไลน์เอิร์ธไม่มีปฏิกิริยากับอัลคาไล และเบริลเลียมทำปฏิกิริยาได้ง่ายทั้งกับสารละลายอัลคาไลและอัลคาไลปราศจากน้ำในระหว่างการหลอม ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อทำปฏิกิริยาในสารละลายในน้ำ น้ำก็มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเช่นกัน และผลิตภัณฑ์ดังกล่าวได้แก่ เตตระไฮดรอกซีโซเบริเลตของโลหะอัลคาไลหรืออัลคาไลน์เอิร์ทและก๊าซไฮโดรเจน:

เป็น + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - โพแทสเซียม tetrahydroxobyllate

เมื่อทำปฏิกิริยากับอัลคาไลที่เป็นของแข็งในระหว่างการฟิวชั่นจะเกิดเบริลเลตของโลหะอัลคาไลหรืออัลคาไลน์เอิร์ทและไฮโดรเจน

เป็น + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - โพแทสเซียมเบริลเลท

ด้วยออกไซด์

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธรวมทั้งแมกนีเซียมสามารถลดได้น้อยลง โลหะที่ใช้งานอยู่และอโลหะบางชนิดจากออกไซด์เมื่อถูกความร้อน เช่น

วิธีการลดโลหะจากออกไซด์ด้วยแมกนีเซียมเรียกว่าแมกนีเซียม

บทเรียนจะครอบคลุมหัวข้อ “โลหะและคุณสมบัติของโลหะ โลหะอัลคาไล โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ อลูมิเนียม". คุณจะได้เรียนรู้ คุณสมบัติทั่วไปและรูปแบบของธาตุอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ ให้ศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธและสารประกอบของพวกมันแยกกัน เมื่อใช้สมการทางเคมี เราจะพิจารณาแนวคิดเรื่องความกระด้างของน้ำ ทำความคุ้นเคยกับอลูมิเนียม คุณสมบัติ และโลหะผสม คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับส่วนผสมที่สร้างออกซิเจนใหม่ โอโซน แบเรียมเปอร์ออกไซด์ และการผลิตออกซิเจน

หัวข้อ: โลหะมูลฐานและอโลหะ

บทเรียน: โลหะและคุณสมบัติของพวกมัน โลหะอัลคาไล โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ อลูมิเนียม

กลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I ตารางธาตุดิ. องค์ประกอบของ Mendeleev ได้แก่ ลิเธียม Li, โซเดียม Na, โพแทสเซียม K, รูบิเดียม Rb, ซีเซียม Cs และแฟรนเซียม Fr องค์ประกอบของกลุ่มย่อยนี้เป็นของ ชื่อสามัญของพวกมันคือโลหะอัลคาไล

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธอยู่ในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II ของตารางธาตุ D.I. เมนเดเลเยฟ. ได้แก่แมกนีเซียม Mg, แคลเซียม Ca, สตรอนเทียม Sr, แบเรียม Ba และเรเดียม Ra

โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธเป็นโลหะทั่วไป มีคุณสมบัติรีดิวซ์เด่นชัด สำหรับองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก คุณสมบัติของโลหะจะเพิ่มขึ้นตามรัศมีที่เพิ่มขึ้น โลหะอัลคาไลแสดงคุณสมบัติการรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษ รุนแรงมากจนแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะดำเนินการปฏิกิริยากับสารละลายน้ำเจือจางเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างปฏิกิริยากับน้ำจะเกิดขึ้นก่อน สถานการณ์จะคล้ายคลึงกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ พวกมันยังทำปฏิกิริยากับน้ำ แต่มีความเข้มข้นน้อยกว่าโลหะอัลคาไลมาก

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ชั้นวาเลนซ์ของโลหะอัลคาไล - ns 1 โดยที่ n คือจำนวนของเลเยอร์อิเล็กทรอนิกส์ จัดเป็นองค์ประกอบ s สำหรับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ - ns 2 (s-องค์ประกอบ) อลูมิเนียมมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน …3 ส 2 3р 1(องค์ประกอบ p) องค์ประกอบเหล่านี้ก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีพันธะไอออนิก เมื่อสารประกอบถูกสร้างขึ้น สถานะออกซิเดชันจะสอดคล้องกับหมายเลขหมู่

การตรวจจับไอออนของโลหะในเกลือ

ไอออนของโลหะสามารถระบุได้ง่ายโดยการเปลี่ยนสีของเปลวไฟ ข้าว. 1.

เกลือลิเธียม - เปลวไฟสีแดงเลือดนก เกลือโซเดียม - สีเหลือง เกลือโพแทสเซียม - สีม่วงผ่านแก้วโคบอลต์ รูบิเดียมเป็นสีแดง ซีเซียมเป็นสีม่วงอมฟ้า

ข้าว. 1

เกลือของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท: แคลเซียม - อิฐแดง, สตรอนเซียม - แดงเลือดนกและแบเรียม - เขียวเหลือง เกลืออลูมิเนียมไม่เปลี่ยนสีของเปลวไฟ เกลือของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธถูกนำมาใช้เพื่อสร้างดอกไม้ไฟ และคุณสามารถกำหนดได้อย่างง่ายดายด้วยสีที่ใช้เกลือของโลหะ

คุณสมบัติของโลหะ

โลหะอัลคาไล- เหล่านี้เป็นสารสีขาวเงินที่มีความมันวาวเป็นโลหะ พวกมันจางหายไปอย่างรวดเร็วในอากาศเนื่องจากการเกิดออกซิเดชัน เหล่านี้เป็นโลหะอ่อน ความนุ่มนวลของ Na, K, Rb, Cs คล้ายกับขี้ผึ้ง มีดตัดง่าย พวกมันเบา ลิเธียมเป็นโลหะที่เบาที่สุดโดยมีความหนาแน่น 0.5 g/cm3

คุณสมบัติทางเคมีของโลหะอัลคาไล

1. ปฏิกิริยากับอโลหะ

เนื่องจากมีคุณสมบัติรีดิวซ์สูง โลหะอัลคาไลจึงทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับฮาโลเจนเพื่อสร้างเฮไลด์ที่สอดคล้องกัน เมื่อถูกความร้อน พวกมันจะทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส และไฮโดรเจน เกิดเป็นซัลไฟด์ ไฮไดรด์ และฟอสไฟด์

2Na + Cl 2 → 2NaCl

ลิเธียมเป็นโลหะชนิดเดียวที่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนที่อุณหภูมิห้องอยู่แล้ว

6Li + N 2 = 2Li 3 N ลิเธียมไนไตรด์ที่ได้จะผ่านการไฮโดรไลซิสที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

Li 3 N + 3H 2 O → 3LiOH + NH 3

2. ปฏิกิริยากับออกซิเจน

เฉพาะกับลิเธียมเท่านั้นที่จะเกิดลิเธียมออกไซด์ทันที

4Li + O 2 = 2Li 2 O และเมื่อออกซิเจนทำปฏิกิริยากับโซเดียม จะเกิดโซเดียมเปอร์ออกไซด์

2นา + โอ 2 = นา 2 โอ 2 เมื่อโลหะอื่นๆ เผาไหม้ จะเกิดซูเปอร์ออกไซด์ขึ้น

K + O 2 = เกาะ 2

3. ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ

เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่ากิจกรรมของโลหะเหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในกลุ่มจากบนลงล่าง ลิเธียมและโซเดียมทำปฏิกิริยาอย่างสงบกับน้ำ โพแทสเซียมโดยฉับพลัน และซีเซียมเมื่อมีการระเบิด

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

4.

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

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

การเตรียมโลหะอัลคาไล

เนื่องจากโลหะมีกิจกรรมสูงจึงสามารถหาได้จากอิเล็กโทรไลซิสของเกลือซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นคลอไรด์

สารประกอบโลหะอัลคาไลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ดูตาราง 1.

ชื่อของพวกเขาเกิดจากการที่ไฮดรอกไซด์ของโลหะเหล่านี้เป็นด่างและออกไซด์เคยถูกเรียกว่า "โลก" ตัวอย่างเช่น แบเรียมออกไซด์ BaO คือแบเรียมเอิร์ธ เบริลเลียมและแมกนีเซียมส่วนใหญ่มักไม่จัดว่าเป็นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เราจะไม่พิจารณาเรเดียมเช่นกัน เนื่องจากเป็นกัมมันตภาพรังสี

คุณสมบัติทางเคมีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ

1. การโต้ตอบกับอโลหะ

Сa + Cl 2 → 2СaCl 2

Ca + H 2 CaH 2

3Ca + 2P แคลิฟอร์เนีย 3 P 2-

2. ปฏิกิริยากับออกซิเจน

2Ca + O 2 → 2CaO

3. ปฏิสัมพันธ์กับน้ำ

Sr + 2H 2 O → Sr(OH) 2 + H 2 แต่ปฏิกิริยาจะสงบกว่าโลหะอัลคาไล

4. การทำปฏิกิริยากับกรด - ตัวออกซิไดซ์ที่แรง

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

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

การเตรียมโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ

แคลเซียมที่เป็นโลหะและสตรอนเซียมได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลว ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นคลอไรด์

แคลเซียม 2 แคลเซียม + เกลือ 2

แบเรียมที่มีความบริสุทธิ์สูงสามารถหาได้จากอะลูมิเนียมออกไซด์จากแบเรียมออกไซด์

3BaO +2Al 3Ba + อัล 2 O 3

สารประกอบโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั่วไป

สารประกอบที่มีชื่อเสียงที่สุดของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทคือ: CaO - ปูนขาว.แคลเซียม(OH) 2 - มะนาวสุก,หรือน้ำมะนาว เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านน้ำมะนาวจะเกิดความขุ่นเนื่องจากแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 ที่ไม่ละลายน้ำเกิดขึ้น แต่เราต้องจำไว้ว่าเมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านไปอีกจะเกิดไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้และตะกอนจะหายไป

ข้าว. 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

ปูนปลาสเตอร์ -นี่คือ CaSO 4 ∙2H 2 O เศวตศิลาคือ CaSO 4 ∙0.5H 2 O ยิปซั่มและเศวตศิลาใช้ในการก่อสร้าง ในการแพทย์ และสำหรับการผลิตของตกแต่ง ข้าว. 2.

แคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 ก่อให้เกิดแร่ธาตุหลายชนิด ข้าว. 3.

ข้าว. 3

แคลเซียมฟอสเฟต Ca 3 (PO 4) 2 - ฟอสฟอไรต์, แป้งฟอสฟอรัสใช้เป็นปุ๋ยแร่ธาตุ

ปราศจากน้ำบริสุทธิ์ แคลเซียมคลอไรด์ CaCl 2 เป็นสารดูดความชื้น ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการเป็นสารดูดความชื้น

แคลเซียมคาร์ไบด์- CaC2. คุณจะได้รับสิ่งนี้:

CaO + 2C → CaC 2 +CO การใช้อย่างหนึ่งคือการผลิตอะเซทิลีน

CaC 2 + 2H 2 O →Ca(OH) 2 + C 2 H 2

แบเรียมซัลเฟต BaSO 4 - แบไรท์ ข้าว. 4. ใช้เป็นมาตรฐานสีขาวในการศึกษาบางเรื่อง

ข้าว. 4

ความกระด้างของน้ำ

น้ำธรรมชาติประกอบด้วยเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียม หากมีความเข้มข้นที่เห็นได้ชัดเจนสบู่จะไม่เกิดฟองในน้ำดังกล่าวเนื่องจากการก่อตัวของสเตียเรตที่ไม่ละลายน้ำ เมื่อเดือดจะเกิดเกล็ด

ความแข็งชั่วคราวเนื่องจากมีแคลเซียมและแมกนีเซียมไฮโดรคาร์บอเนต Ca(HCO 3) 2 และ Mg(HCO 3) 2 ความกระด้างของน้ำประเภทนี้สามารถขจัดออกได้โดยการต้ม

Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O

ความกระด้างของน้ำคงที่เกิดจากการมีแคตไอออน Ca 2+, Mg 2+ และแอนไอออน H 2 PO 4 -, Cl -, NO 3 - เป็นต้น ความกระด้างของน้ำคงที่จะถูกกำจัดเนื่องจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนเท่านั้นซึ่งเป็นผลมาจากแมกนีเซียมและ แคลเซียมไอออนจะถูกถ่ายโอนไปยังตะกอน

การบ้าน

1. หมายเลข 3, 4, 5-a (หน้า 173) Gabrielyan O.S. เคมี. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 ระดับพื้นฐานของ ฉบับที่ 2, ลบแล้ว. - อ.: อีแร้ง, 2550. - 220 น.

2. สิ่งแวดล้อมมีปฏิกิริยาอย่างไร? สารละลายน้ำโพแทสเซียมซัลไฟด์? ยืนยันคำตอบของคุณด้วยสมการของปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

3. หาเศษส่วนมวลของโซเดียมใน น้ำทะเลซึ่งมีโซเดียมคลอไรด์ 1.5%

องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I และ II ของตารางธาตุ เช่นเดียวกับไฮโดรเจนและฮีเลียม ล้วนอยู่ในองค์ประกอบ s นอกจากไฮโดรเจนและฮีเลียมแล้ว ธาตุเหล่านี้ทั้งหมดยังประกอบด้วย โลหะโลหะของกลุ่ม I ของตารางธาตุเรียกว่า อัลคาไลน์,เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจนเกิดเป็นด่าง โลหะของกลุ่ม II ของตารางธาตุ ยกเว้นเบริลเลียมและแมกนีเซียม เรียกว่า ดินอัลคาไลน์แฟรนเซียม จบกลุ่ม I และเรเดียม จบกลุ่ม II, - ธาตุกัมมันตภาพรังสี

คุณสมบัติบางประการของ s-metals 3

ตารางที่ 15.1

และ PI คือศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน (พลังงาน) EO - อิเล็กโตรเนกาติวีตี้

โลหะเอสทั้งหมดมีอิเล็กตรอนหนึ่งหรือสองตัวอยู่ในเปลือกนอกและสามารถปล่อยพวกมันได้ง่าย ก่อตัวเป็นไอออนโดยมีการกำหนดค่าอิเล็กตรอนที่เสถียรของก๊าซมีตระกูล กิจกรรมรีดิวซ์ที่สูงของโลหะเหล่านี้แสดงออกมาในศักย์ไอออไนเซชัน (IP) และอิเล็กโตรเนกาติวิตี (EO) ต่ำมาก (ตารางที่ 15.1) เปรียบเทียบศักยภาพไอออไนเซชันของโลหะอัลคาไลและก๊าซมีตระกูล (องค์ประกอบทั้งหมด ก๊าซมีตระกูลมี EO ต่ำสุดและ PI สูงสุด ดูตารางที่ 18.1)

คุณสมบัติทางกายภาพ. ภายใต้สภาวะปกติ โลหะ s จะอยู่ในสถานะของแข็ง ก่อตัวเป็นผลึกโดยมีพันธะโลหะ โลหะกลุ่ม I ทั้งหมดมี ตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกาย(สำเนาลับ ดูมาตรา 4.4) เบริลเลียมและแมกนีเซียมมีลักษณะเฉพาะโดย บรรจุปิดหกเหลี่ยม(hcp) แคลเซียม และสตรอนเซียม ตาข่ายลูกบาศก์ที่อยู่ตรงกลางหน้า(fcc) ในแบเรียม ลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางร่างกาย(อตสค).

โลหะกลุ่ม I มีความอ่อนและมีความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับโลหะชนิดอื่น ลิเธียม โซเดียม และโพแทสเซียม เบากว่าน้ำและลอยอยู่บนผิวน้ำเพื่อทำปฏิกิริยากับมัน โลหะกลุ่ม II นั้นแข็งและหนาแน่นกว่าโลหะอัลคาไลน์ จุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำของโลหะเอส (ดูตารางที่ 15.1) อธิบายได้ด้วยพันธะโลหะที่ค่อนข้างอ่อนในโครงผลึก พลังงานยึดเหนี่ยว (เป็น eV): ลิเธียม 1.65, โซเดียม 1.11, โพแทสเซียม 0.92, รูบิเดียม 0.84, ซีเซียม 0.79, เบริลเลียม 3.36, แมกนีเซียม 1.53, แคลเซียม 1.85, สตรอนเทียม 1, 70, แบเรียม 1.87

เพื่อเปรียบเทียบพลังงานยึดเหนี่ยว (เป็น eV): อลูมิเนียม 3.38, สังกะสี 1.35, เหล็ก 4.31, ทองแดง 3.51, เงิน 2.94, ไทเทเนียม 4.87, โมลิบดีนัม 6.82, ทังสเตน 8.80

พันธะโลหะเกิดขึ้นจากเวเลนซ์อิเล็กตรอนแบบแยกส่วนซึ่งจับไอออนบวกของอะตอมของโลหะไว้ด้วยกัน (ดู §3.6) ยิ่งรัศมีของโลหะมีขนาดใหญ่ อิเล็กตรอนที่ถูกแยกส่วนก็จะยิ่งกระจายตัวมากขึ้นใน "ชั้นบาง ๆ" ระหว่างไอออนบวก และความแข็งแรงของโครงตาข่ายคริสตัลก็จะยิ่งต่ำลง สิ่งนี้จะอธิบาย อุณหภูมิต่ำการหลอมและการเดือดของโลหะกลุ่ม I และ II จุดหลอมเหลวและจุดเดือดขององค์ประกอบกลุ่ม II ซึ่งแตกต่างจากโลหะอัลคาไลมีการเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นระบบ ซึ่งอธิบายได้จากความแตกต่างในโครงสร้างผลึก (ดูด้านบน)

ความชุกในธรรมชาติ โลหะเอสทั้งหมดพบได้ในธรรมชาติในรูปแบบของสารประกอบเท่านั้น ได้แก่ เกลือแร่ฟอสซิลและสิ่งที่สะสมอยู่ (KS1, NaCl, CaCO 3 และอื่นๆ) และไอออนในน้ำทะเล แคลเซียม โซเดียม โพแทสเซียม และแมกนีเซียมอยู่ในอันดับที่ห้า, หก, เจ็ดและแปดที่มีมากที่สุดในโลกตามลำดับ ธาตุโลหะชนิดหนึ่งเป็นเรื่องธรรมดาในปริมาณปานกลาง ปริมาณโลหะเอสอื่นๆ ในเปลือกโลกและน้ำทะเลไม่มีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น ปริมาณโซเดียมในเปลือกโลกคือ 2.3% และในน้ำทะเล 1.1% ซีเซียมในเปลือกโลกคือ 3 10 ~ 4% และในน้ำทะเล 3 10 -8%

โซเดียม ซีเซียม และเบริลเลียม ต่างก็มีไอโซโทปเสถียรเพียงอันเดียว ลิเธียม โพแทสเซียม และรูบิเดียม ต่างก็มีไอโซโทปเสถียรเพียงอันเดียว: |Li 7.5% และ |Li 92.5%; 93.26% และ คณะกรรมการกลาง 6.74%; ฉ^Rb 72.17% และ fpRb 27.83% แมกนีเซียมมีไอโซโทปเสถียรสามชนิด (|2 Mg 79.0%, j|Mg 10.0% และ j|Mg 11.0%) โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธอื่นๆ มีไอโซโทปเสถียรจำนวนมากกว่า หลัก: 4 °Са 96.94% และ TsSA 2.09%; ||อาร์ 82.58%, 8 |อาร์ 9.86% และ ||อาร์ 7.0%; 1 ||บา 71.7%, 18 |บา 11.23%, 18 ®บา 7.85% และ 18 |บา 6.59%