Учебное пособие: Неорганическая химия
Элемент |
tпл, °С
|
tкип, °С
|
Плотность, г/см3
|
Характерные признаки |
Be |
1287 |
2471 |
1.848 |
Светло-серый металл, очень твердый и прочный |
Mg |
650 |
1095 |
1.739 |
Серибристо-белый металл |
Ca |
842 |
1495 |
1.54 |
Серебристый металл |
Sr |
768 |
1390 |
2.63 |
Серебристый металл |
Ba |
727 |
1637 |
3.76 |
Серебристый металл |
Ra |
969 |
1500 |
5.6 |
Радиоактивный серибристо-белый металл (Т½226Ra=1620 лет)
|
Химические связи
щелочноземельных металлов с неметаллами носят преимущественно ионный характер. Бериллий
и магний по химическим свойствам отличаются от щелочных металлов. Бериллий по
своим свойствам больше напоминает алюминий. Ион Ве2+ очень мал,
поэтому для него характерно образование ковалентных связей. Гидроксид бериллия
амфотерен.
Магний
Магний среди металлов
занимает особое место. Его плотность (1.729 г/см3) на ⅓ меньше плотности алюминия, а прочность почти в 2
раза выше. Эти качества обеспечивают сплавам на основе магния ведущее место в
авиастроении.
В природе магний широко
распространен в виде соединений (восьмое место по содержанию в земной коре,
1.87% по массе). Основные минералы – магнезит MgCO3, доломит MgCO3∙CaCO3.
В химическом отношении
магний очень активен, поэтому в свободном состоянии не встречается. На воздухе
покрывается оксидной пленкой, дальнейшее окисление возможно лишь при 300-400 °С. Тонкую стружку магния легко
поджечь. Реакция образования оксида магния сильно экзотермична (при сгорании 20 г Mg 1 л ледяной воды можно нагреть до кипения).
2Mg + O2 = 2MgO + Q
Магний сильный
восстановитель. Он восстанавливает при нагревании даже оксид углерода (IV):
2Mg + CO2 = 2MgO + C
Поэтому тушить горящий
магний углекислотным огнетушителем нельзя – магний продолжает гореть в
атмосфере углекислого газа.
Магний реагирует со всеми
неметаллами. Реакции протекают примерно также как с кальцием. Металлический
магний медленно реагирует с холодной водой:
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑
Из кипящей воды и
разбавленных кислот магний также вытесняет водород:
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
Гидроксид магния (как и Са(OH)2) плохо растворим в
холодной воде, гораздо лучше в горячей и полностью в разбавленных кислотах. Это
типичное основание:
Mg(ОН)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2О
Все растворимые соли
магния бесцветны, горьки на вкус, но не ядовиты.
Магний используется в
основном для получения легких сплавов. Прокаленный оксид магния прекрасный
огнеупорный материал (до 2800 °С). Перхлорат магния (ангидрон) Mg(ClO4) используют как осушитель газов (Mg(ClO4)∙6Н2О). Асбест (природный силикат
магния) – прекрасный теплоизолятор.
Кальций
Типичный щелочноземельный
металл – кальций. В земной коре содержится 2.96% кальция (по массе), он
занимает пятое место. В горных породах кальций встречается преимущественно в
виде нерастворимых соединений: алюмосиликата кальция – анортита CaO.Al2O3.2SiO2, карбоната
кальция CaСO3 (входящего в состав известняков, мела, мрамора), доломита CaCl2.MgСO3, фторида кальция CaF2 (плавиковый шпат), фосфата кальция Ca3(РO4)2 в виде фосфорита и
апатита, содержащего в своем составе также CaF2 и CaCl2. Только
сульфат кальция, встречающийся в виде минералов гипса CaSO4.2Н2О и ангидрита CaSO4. Кальций в виде различных соединений входит в состав
многих горных пород осадочного или метаморфического происхождения;
доломитизированных известняков, песчаников, сланцев. Кальций содержится в воде
океанов, морей, озер и рек, а также в грунтовых водах.
Кальций в нормальных
условиях проявляет степень окисления +2. Соединения одновалентного кальция
существуют лишь при высоких температурах. Свободный кальций химически активен.
Кальций получают электролизом расплавленного хлористого
кальция или восстановлением из из CaO методами металлотермии в вакууме.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6 |