• +7 (495) 730 31 40

    Контакт с администрацией портала

Щелочноземельные металлы

  • Новости

  • Аналитика

  • Публикации

  • Госты

  • Металлургический калькулятор

  • Металлургический справочник

  • Конференции

  • Полезные материалы

  • Списки

Щелочноземельные металлы

Интересные факты о щелочноземельных металлах

К щелочноземельным металлам относят элементы второй группы системы Менделеева: бериллий, магний, кальций, стронций, барий, радий, а также элемент восьмого периода под номером 120 (унбинилий). Некоторые специалисты не включают в этот список бериллий, так как по своим свойствам он больше похож на алюминий, а также магний, так как его свойства значительно отличаются от других металлов этой группы.

Нахождение в природе этих металлов

Щелочноземельные металлы Все щелочноземельные металлы не встречаются в природе в чистом виде. Это связано с тем, что они очень быстро реагируют с окружающей средой, в частности, с кислородом и водой. При этом образуются оксиды и гидроксиды данных металлов.

Наиболее встречаемым из этих элементов считается кальций. Его количество – около 3,4 % от веса земной коры. Магния встречается несколько меньше – 2,35 процента. Бария и стронция меньше: его количество достигает соответственно 0,05 и 0,034 процента от веса земной коры.

Бериллий считается редким элементом, так как его количество – 0,0006 процента. Самым редким из всех щелочноземельных элементов является радий – 10-10 веса коры. Это значит, что на всей планете содержится 28 млн. тонн радия. Его можно выделить, в частности, из урановой руды.

Химические свойства металлов

Эти элементы получили свое название потому, что в результате реакций их оксидов с водой образуются щелочи. Все металлы серого цвета, твердой структуры, с высокой температурой плавления. Не режутся ножом при нормальных условиях, за исключением стронция.

Эти металлы являются s-элементами. Имеют два валентных электрона, которые легко отдают. Имеют степень окисления +2. Активность этих элементов возрастает с увеличением их номера в периодической системе. Так, например, элемент бериллий при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении не реагирует с кислородом и галогенами. Однако магний имеет защитную пленку из оксида, а кальций окисляется во влажном воздухе. Стронций и барий хранятся под слоем керосина, в среде с минимальным содержанием кислорода, так как они окисляются очень быстро.

Гидроксиды же этих элементов также усиливают свои основные свойства с ростом порядкового номера:
  
Ве(ОН)2 – амфортерное соединение, не вступающее в реакцию с водой. Хорошо реагирует с кислотами.
Mg(OH)2 – слабая щелочь, нерастворимая в воде, реагирует с кислотами;
Са(ОН)2 – сильное основание, слабо растворимое в воде, хорошо реагирует с кислотами;
Ва(ОН)2 – сильная щелочь, хорошо растворяется в воде;
Sr(OH)2 – сильная щелочь, хорошо растворяется в воде;
Ra(OH)2 – относится к сильнейшим щелочам, реагирует почти со всеми кислотами и водой. Понятно, что по причине радиоактивности этого металла и его ничтожного количества такой гидроксид практически не встречается в природе.

С кислородом все щелочноземельные элементы образуют оксиды. Барий же может образовывать и пероксид.
Как получают эти металлы

Бериллий можно получить путем восстановления фторида этого элемента: BeF2 + Mg = Be + MgF2. Барий получают реакцией восстановления оксида: это соединение реагирует с алюминием, так что в ходе этой реакции восстанавливается барий и получается оксид алюминия Al2O3.
Другие элементы можно получить электролизом хлорида.
Все указанные элементы являются сильными восстановителями. Восстановительная способность увеличивается от бериллия и является самой высокой у радия. Теоретически, у элемента с порядковым номером 120 химическая активность должна быть еще выше.

Реакции с другими веществами

С неметаллами образуются такие соединения:

1. Галогениды – при реакции металла с галогенами.
Например, хлорид бериллия: Be+Cl2 = BeCl2.
2. Сульфиды – при соединении металла с серой.
Например, сульфид бария: Ba + S = BaS.
3. Нитриды образуются в ходе реакции металла с азотом.
4. Гидриды получаются в результате реакции щелочноземельного металла с водородом. Например, гидрид магния – Mg + H2 = MgH2.
5. С углеродом образуются карбиды. Так, известный всем карбид кальция получают в ходе такой реакции: Са + 2С = СаС2.
6. Наконец, известны реакции щелочноземельных металлов с фосфором. При этом образуются фосфиды.
Указанные щелочноземельные металлы реагируют с кислотами. Активность таких реакций возрастает с увеличением порядкового номера элемента в периодической системе, выделяется в водород. Бериллий же способен реагировать и со щелочами, потому его относят к амфотерным элементам.


Реакции оксидов и гидроксидов


При реакции оксида щелочноземельного металла с кислотой и кислотным оксидом образуется соль. Реакция оксида с водой дает гидроксид. Оксид бериллия может реагировать и со щелочью. При этом образуется сложная соль.

Гидроксиды вступают в такие реакции:

1. С кислотным оксидом. Образуется соль (часто нерастворимая) и вода:
Са(ОН)2 + SO2 = CaSO3 + H2O.
2. С кислотами (реакция нейтрализации).
3. Участвуют в реакциях обмена.
4. Гидроксид бериллия способен реагировать со щелочью.

Применение щелочноземельных металлов

Бериллий в основном применяется для легирования. Это повышает твердость сплавов, а также их устойчивость к коррозии. А в ядерной энергетике из этого металла изготавливаются отражатели нейтронов.
Магний применяют в промышленности для получения титана из тетрахлорида этого металла. Кроме того, магний – важная составляющая в самолетостроении и автомобильном производстве.

Главнейшая сфера применения кальция – восстановитель для получения металлов (никеля, меди). Кальций также необходим для получения таких металлов, как хром, торий. Кальциево-свинцовый сплав применяется в некоторых видах аккумуляторов.

Стронций используется в радиотехнике, пиротехнике, металлургии, ядерной энергетике для получения водорода. Оксид же этого металла используют для получения сверхпроводящей керамики.
Барий используют как антикоррозионная добавка, в оптике и пиротехнике. Радий в настоящее время иногда применяют как источник нейтронов. В медицине этот металл используют для получения радона, как источник излучения при лечении некоторых злокачественных образований.
Развитие промышленности находит все новые сферы применения щелочноземельных металлов.

Возврат к списку