Группы элементов IIIIIIVIIIIVVVIVII II I III VII VI V IV Be Бериллий 4 9,0122 Периоды Ряды Ca Кальций 20 40,08 Mg Магений 12 24,312 Sr Стронций ,62 Ba Барий ,34 Ra Радий 8 [225] 9 8 Щелочноземельные металлы Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева В главной подгруппе: 1. Число электронов на внешнем слое не изменяется 2. Радиус атома увеличивается 3. Электроотрицательность уменьшается 4. Восстановительные свойства усиливаются 5. Металлические свойства усиливаются

Ca - 1,5%, Ra - 8·10 –12 %. Промежуточные элементы – стронций (0,008%) и барий (0,005%) стоят ближе к кальцию. Природные соединения и минералы: MgCO 3 - магнезит, MgCO 3 ·CaCO 3 - доломит, MgCl 2 ·6H 2 O - бишофит, CaCO 3 - мел, мрамор, известняк, CaSO 4 ·2H 2 O - гипс, CaF 2 -флюорит, 3Ca 3 (PO 4 ) 2 ·CaF 2 - фторапатит. BaCO 3 – витерит Природные соединения и минералы: MgCO 3 - магнезит, MgCO 3 ·CaCO 3 - доломит, MgCl 2 ·6H 2 O - бишофит, CaCO 3 - мел, мрамор, известняк, CaSO 4 ·2H 2 O - гипс, CaF 2 -флюорит, 3Ca 3 (PO 4 ) 2 ·CaF 2 - фторапатит. BaCO 3 – витерит

Магнезит MgCO 3 Доломит MgCO 3 ·CaCO 3 Барит BaSO 4 Бишофит MgCl 2 ·6H 2 O Известняк CaCO 3 Гипс CaSO 4 ·2H 2 O

Целестин SrSO 4 Фторапатит 3Ca 3 (PO 4 ) 2 ·CaF 2 Витерит BaCO 3 Стронцианит SrCO 3 Флюорит CaF 2 Берилл Be 3 Al 2 [Si 6 O 18 ]

10 Физические свойства В свободном состоянии все металлы – серебристо-белые вещества. Магений и щелочно-земельные металлы – ковкие и пластичные, довольно мягкие, хотя тверже щелочных. Бериллий отличается значительной твердостью и хрупкостью, барий при резком ударе раскалывается. Бериллий и магений покрыты прочной оксидной пленкой и не изменяются на воздухе. Щелочно-земельные металлы очень активны, их хранят в запаянных ампулах, под слоем вазелинового масла или керосина.

А) С кислородом Бериллий сгорает на воздухе при температуре около 900°С, магений – при 650°С, щелочно-земельные металлы – около 500°С, в результате образуются оксиды:гений 2Mg + O 2 = 2MgO 2Ba + O 2 = Ba 2 O 2 Б) С азотом 3Ca + N 2 = Ca 3 N 2 В) С галогенами, серой, фосфором Be + Cl 2 = BeCl 2, Mg + S = MgS, 3Ca + 2P = Ca 3 P 2. Г) С водородом Бериллий с водородом не взаимодействует, магений реагирует лишь при повышенном давлении, щелочно-земельные металлы при нагревании образуют ионные гидриды: Sr + H 2 = SrH 2. Д) С углеродом При нагревании металлы реагируют с углеродом 2Be + C = Be 2 C M + 2C = MC 2 (M – Mg, Ca, Sr, Ba)

Е) Взаимодействие с водой Из-за оксидной пленки: бериллий с водой не взаимодействует; магений слабо реагирует с водой и водяным паром; Кальций, стронций, барий энергично взаимодействуют с водой при комнатной температуре: Mg + 2H 2 O = Mg(OH) 2 + H 2 ; Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2. Ж) Взаимодействие с кислотами Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2 ; 4Ca + 10HNO 3 (конц.) = 4Ca(NO 3 ) 2 + N 2 O + 5H 2 O. З) Взаимодействие со щелочами Магений и щелочно-земельные металлы не реагируют со щелочами, бериллий довольно легко в них растворяется: Be + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 [Be(OH) 4 ] + H 2.

Качественное определение Летучие соединения щелочноземельных металлов окрашивают пламя в характерные цвета:щелочноземельных металлов Са – в оранжево–красный, Sr (и Ra)–в карминово–красный, Ва – в желтовато–зеленый.

Получение щелочноземельных металлов ДВА СПОСОБА: 1. Электролиз хлоридов (для бериллия, магния, кальция, стронция) BeCl 2 Be + Cl 2 ; MgCl 2 Mg + Cl 2 2. Восстановление металлами из солей и оксидов (бериллий, кальций, стронций, барий) 4CaO + 2Al = 3Ca + CaAl 2 O 4. BeCl 2 + Mg Be + MgCl 2. 4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl 2 O 4.

Получение щелочноземельных металлов Бериллий получают электролизом расплава хлорида бериллия с добавками хлорида натрия при 300°С или магенийтермическим восстановлением галогенидов бериллия: BeCl 2 Be + Cl 2 ; BeCl 2 + Mg Be + MgCl 2. Магений получают электролизом расплавленного карналлита или хлорида магния с добавками хлорида натрия при 720–750°С: MgCl 2 Mg + Cl 2 Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция с добавками фторида кальция: CaCl 2 Ca + Cl 2 или алюмотермическим восстановлением оксида: 4CaO + 2Al = 3Ca + CaAl 2 O 4.

Получение щелочноземельных металлов Стронций получают электролизом расплавленного хлорида стронция с добавками хлорида калия при 800°С: SrCl 2 Sr + Cl 2 ; Или металлотермическим восстановлением оксида, в качестве восстановителя используются алюминий, кремний и ферросилиций: 4SrO + 2Al 3Sr + SrAl 2 O 4. Барий в основном получают методом алюмотермии: 4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl 2 O 4.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ УЧЕБНИК: Параграф 12 ТЕТРАДЬ ДЛЯ ПРОВЕРОЧНЫХ РАБОТ: стр Стр , 10

Оксиды щелочноземельных металлов – RO Получение 1. Окислением металлов. 2Ca + O 2 2CaO При взаимодействии кислорода с барием образуется пероксид бария Вa + О 2 2Ba 2 O 2 2. При термическом разложении гидроксида и солей некоторых кислородсодержащих кислот: MgCO 3 = MgO + CO 2. 2Ca(NO 3 ) 2 = 2CaO + 4NO 2 + O 2.

Оксид магния MgO (жженая магнезия) Белое кристаллическое вещество. Химически активно в порошке. Химические свойства: MgO + H 2 O = Mg(OH) 2 ; MgO + CO 2 = MgCO 3 ; MgO + H 2 SO 4 = MgSO 4 +H 2 O. Химические свойства: MgO + H 2 O = Mg(OH) 2 ; MgO + CO 2 = MgCO 3 ; MgO + H 2 SO 4 = MgSO 4 +H 2 O. Прокаленный оксид магния теряет химическую активность.

Оксид кальция СаO (негашеная известь) Белое кристаллическое вещество. Химически активно в порошке. Химические свойства: СаO + H 2 O = Са(OH) 2 (выделение тепла) СаO + SO 2 = CaSO 3 ; CaO + 2HCl = CaCl 2 +H 2 O. Химические свойства: СаO + H 2 O = Са(OH) 2 (выделение тепла) СаO + SO 2 = CaSO 3 ; CaO + 2HCl = CaCl 2 +H 2 O.

ОБЩАЯ ФОРМУЛА: R(OH) 2 Белые, кристаллические вещества, имеющие слоистую структуру. Хорошо растворяются в воде. Растворы – это щёлочи. Основность R(OH) 2 увеличивается с увеличением атомного номера Be(OH) 2 – амфотерный гидроксид Mg(OH) 2 – слабое основание остальные гидроксиды - сильные основания (щелочи). Основность R(OH) 2 увеличивается с увеличением атомного номера Be(OH) 2 – амфотерный гидроксид Mg(OH) 2 – слабое основание остальные гидроксиды - сильные основания (щелочи).

1. При нагревании разлагаются: Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O 2. Реагируют с кислотами, с кислотными оксидами: Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O; Mg(OH) 2 + CO 2 = MgCO 3 + H 2 O Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 ; Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O; 3. Участвуют в реакциях обмена: 3Mg(OH) 2 + 2FeCl 3 = 2Fe(OH) 3 + 3MgCl 2 ; Mg(OH) 2 + 2NH 4 Cl = MgCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 1. При нагревании разлагаются: Mg(OH) 2 = MgO + H 2 O 2. Реагируют с кислотами, с кислотными оксидами: Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O; Mg(OH) 2 + CO 2 = MgCO 3 + H 2 O Ca(OH) 2 + 2CO 2 = Ca(HCO 3 ) 2 ; Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O; 3. Участвуют в реакциях обмена: 3Mg(OH) 2 + 2FeCl 3 = 2Fe(OH) 3 + 3MgCl 2 ; Mg(OH) 2 + 2NH 4 Cl = MgCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Растворимые соли Be и Ba – токсичны, ядовиты! Хлориды хорошо растворимы в воде, находят применение в медицине и химическом синтезе в качестве осушителей. Карбонаты также находят широкое применение в строительстве: Содержание растворимых карбонатов в природной воде определяет ее жесткость. Хлориды хорошо растворимы в воде, находят применение в медицине и химическом синтезе в качестве осушителей. Карбонаты также находят широкое применение в строительстве: Содержание растворимых карбонатов в природной воде определяет ее жесткость.

Химические свойства 1. Реагируют с кислотами BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl 2. Реагируют с более активными металлами Ca(NO 3 ) 2 + 2Li = 2LiNO 3 + Ca 3. Реагируют с щелочами BaCl 2 + LiOH = Ba(OH) 2 + LiCl 4. Реагируют с другими солями 2KCl + CaSO 4 = K 2 SO 4 + CaCl 2 1. Реагируют с кислотами BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl 2. Реагируют с более активными металлами Ca(NO 3 ) 2 + 2Li = 2LiNO 3 + Ca 3. Реагируют с щелочами BaCl 2 + LiOH = Ba(OH) 2 + LiCl 4. Реагируют с другими солями 2KCl + CaSO 4 = K 2 SO 4 + CaCl 2

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ. Природная вода, содержащая ионы Ca 2+ и Mg 2+, называется жесткой. Жесткая вода при кипячении образует накипь, в ней не развариваются пищевые продукты; моющие средства не дают пены. Карбонатная (временная) жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная (постоянная) жесткость – хлоридов и сульфатов.

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ. Удаление жесткости воды осуществляется путем осаждения из раствора ионов Ca 2+ и Mg 2+ : 1) кипячением: Сa(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Mg(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + CO 2 + H 2 O 2) добавлением известкового молока: Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 2CaCO 3 + 2H 2 O 3) добавлением соды: Ca(HCO 3 ) 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaHCO 3 CaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4 MgCl 2 + Na 2 CO 3 MgCO 3 + 2NaCl

По многим свойствам бериллий похож на алюминий («диагональное сходство»). BeO + 2HCl = BeCl 2 + H 2 O; BeO + 2NaOH + H 2 O = Na 2 [Be(OH) 4 ] (в растворе); BeO + 2NaOH = Na 2 BeO 2 + H 2 O (в расплаве); Be(OH) 2 + 2HCl = BeCl 2 + 2H 2 O; Be(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 [Be(OH) 4 ]. BeSO 4 + Na 2 SO 4 = Na 2 [Be(SO 4 ) 2 ], BeCO 3 + (NH 4 ) 2 CO 3 = (NH 4 ) 2 [Be(CO 3 ) 2 ]. ОСОБЕННОСТИ БЕРИЛЛИЯ

ЗАДАНИЕ Название соединения ФормулаПрименение Известняк, гипс, алебастр, горькая соль, апатит, гашеная известь, плавиковый шпат, магнезит ПАРАГРАФ 15 (12) Рабочая тетрадь:стр Стр

ЗАКРЕПЛЕНИЕ А-1. Распределение электронов по электронным слоям в атоме химического элемента, заряд ядра которого +12, 1) 2,8,8,1 2) 2,8,2 3) 2,8,8,2 4) 2,8,8 А-2. В ряду Mg – Ca – Sr – Ba металлические свойства 1) усиливаются 2 ) ослабевают 3) не изменяются 4) изменяются периодически А-3. Схеме превращения Ca 0 Ca +2 соответствует уравнение ХР 1) CaO + 2 HCl = CaCl 2 + H 2 O 2) Ca(OH) 2 + 2HCl 2 = CaCl 2 + 2H 2 O 3) Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O 4) 2Ca + O 2 = 2CaO В-4. Расположите формулы оксидов в порядке усиления основных свойств. 1) MgO 2) SrO 3) BaO 4) CaO В-5. Установите соответствие между сокращённым ионным уравнением ХР обмена и веществами, вступающими в реакцию. 1) Ca 2+ + CO 3 2 – = CaCO 3 А) BaCl 2 и Na 2 SO 4 2) BaCO 3 + 2H + = Ba 2+ + CO 2 + H 2 O Б) CaO и HNO 3 3) Ba 2+ + SO 4 2 – = BaSO 4 В) CaCl 2 и Na 2 CO 3 4) CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O Г) BaCO 3 и HCl