תכונות של המבנה של מתכות אדמה אלקליין. תכונות כימיות של מתכות אדמה אלקליין ותרכובותיהן

התכונות הכימיות של מתכות אלקליות ואדמה אלקליות דומות. לרמת האנרגיה החיצונית של מתכות אלקליות יש אלקטרון אחד, ולזו של מתכות אדמה אלקליות יש שניים. במהלך תגובות, מתכות נפרדות בקלות מאלקטרוני ערכיות, ומציגות את התכונות של חומר מפחית חזק.

בְּסִיסִי

קבוצה I של הטבלה המחזורית כוללת מתכות אלקליות:

• לִיתִיוּם;
• נתרן;
• אֶשׁלָגָן;
• רובידיום;
• צזיום;
• צָרְפָתִית

אורז. 1. מתכות אלקליות.

הם נבדלים ברכותם (ניתן לחתוך בסכין), נקודות התכה ורתיחה נמוכות. אלו המתכות הפעילות ביותר.

התכונות הכימיות של מתכות אלקליות מוצגות בטבלה.

יכול להגיב עם חומצות אורגניות ואלכוהול.

אדמה אלקלינית

בקבוצה II של הטבלה המחזורית יש מתכות אדמה אלקליות:

• בריליום;
• מגנזיום;
• סִידָן;
• סטרונציום;
• בריום;
• רַדִיוּם.

אורז. 2. מתכות אדמה אלקליות.

בניגוד למתכות אלקליות, הן קשות יותר. רק סטרונציום ניתן לחתוך בסכין. המתכת הצפופה ביותר היא רדיום (5.5 גרם/סמ"ק).

בריליום מגיב עם חמצן רק כאשר הוא מחומם ל-900 מעלות צלזיוס. אינו מגיב עם מימן ומים בשום תנאי. מגנזיום מתחמצן בטמפרטורה של 650 מעלות צלזיוס ומגיב עם מימן בלחץ גבוה.

הטבלה מציגה את התכונות הכימיות העיקריות של מתכות אדמה אלקליין.

יוני מתכת אלקלי ואדמה אלקליין במלחים מזוהים בקלות על ידי שינויים בצבע הלהבה. מלחי נתרן בוערים בלהבה צהובה, אשלגן - סגול, רובידיום - אדום, סידן - אדום לבנים, בריום - צהוב-ירוק. מלחים של מתכות אלה משמשים ליצירת זיקוקים.

אורז. 3. תגובה איכותית.

מה למדנו?

מתכות אלקליות ואדמה אלקליות הן יסודות פעילים בטבלה המחזורית המגיבים עם חומרים פשוטים ומורכבים. מתכות אלקליות רכות יותר, מגיבות באלימות עם מים והלוגנים, מתחמצנות בקלות באוויר, יוצרות תחמוצות, פרוקסידים, סופראוקסידים, ומקיימות אינטראקציה עם חומצות ואמוניה. כאשר הם מחוממים, הם מגיבים עם לא מתכות. מתכות אדמה אלקליות מגיבות עם לא מתכות, חומצות ומים. בריליום אינו מגיב עם מימן ומים, אלא מגיב עם אלקליות וחמצן בטמפרטורות גבוהות.

מבחן על הנושא

הערכת הדו"ח

דירוג ממוצע: 4.3. סך הדירוגים שהתקבלו: 113.

השיעור יעסוק בנושא "מתכות ותכונותיהן. מתכות אלקליות. מתכות אלקליות. אֲלוּמִינְיוּם". תלמדו את התכונות והדפוסים הכלליים של יסודות אלקלי ואדמה אלקליין, תלמדו בנפרד את התכונות הכימיות של מתכות אלקליות ואדמה אלקליין והתרכובות שלהן. באמצעות משוואות כימיות, נשקול מושג כזה כמו קשיות מים. הכירו את האלומיניום, תכונותיו וסגסוגותיו. תלמדו על תערובות חידוש חמצן, אוזונידים, בריום מי חמצן וייצור חמצן.

נושא: מתכות בסיסיות ולא מתכות

שיעור: מתכות ותכונותיהן. מתכות אלקליות. מתכות אלקליות. אֲלוּמִינְיוּם

תת-הקבוצה העיקרית של קבוצה I של המערכת המחזורית D.I. היסודות של מנדלייב הם ליתיום Li, נתרן Na, אשלגן K, רובידיום Rb, צסיום Cs ופרנציום Fr. אלמנטים של תת-קבוצה זו שייכים ל. שמם הנפוץ הוא מתכות אלקליות.

מתכות אדמה אלקליות נמצאות בתת-הקבוצה העיקרית של קבוצה II של הטבלה המחזורית. מנדלייב. אלה הם מגנזיום Mg, סידן Ca, סטרונציום Sr, בריום Ba ורדיום Ra.

מתכות אלקליות ואדמה אלקליין, כמתכות טיפוסיות, מפגינות תכונות מפחיתות בולטות. עבור אלמנטים של תת הקבוצות העיקריות, המאפיינים המתכתיים גדלים עם הרדיוס הגובר. מתכות אלקליות מפגינות תכונות מפחיתות חזקות במיוחד. כל כך חזק שכמעט בלתי אפשרי לבצע את התגובות שלהם עם תמיסות מימיות מדוללות, שכן התגובה של האינטראקציה שלהם עם מים תתרחש קודם. המצב דומה עבור מתכות אדמה אלקליין. הם גם מקיימים אינטראקציה עם מים, אבל הרבה פחות אינטנסיבי ממתכות אלקליות.

תצורות אלקטרוניותשכבת ערכיות של מתכות אלקליות - ns 1 , כאשר n הוא המספר של השכבה האלקטרונית. הם מסווגים כאלמנטים S. למתכות אדמה אלקליות - ns 2 (אלמנטים s). לאלומיניום יש אלקטרוני ערכיות …3 ס 2 3р 1(אלמנט p). יסודות אלו יוצרים תרכובות בעלות סוג קשר יוני. כאשר נוצרות תרכובות, מצב החמצון שלהן מתאים למספר הקבוצה.

איתור יוני מתכת במלחים

יוני מתכת ניתן לזהות בקלות על ידי שינויים בצבע הלהבה. אורז. 1.

מלחי ליתיום - צבע אדום-קרמין של הלהבה. מלחי נתרן - צהוב. מלחי אשלגן - סגול דרך זכוכית קובלט. רובידיום הוא אדום, צסיום הוא כחול-סגול.

אורז. 1

מלחים של מתכות אדמה אלקליות: סידן - אדום לבנים, סטרונציום - קרמין אדום ובריום - צהבהב-ירוק. מלחי אלומיניום אינם משנים את צבע הלהבה. מלחים של מתכות אלקליות ואדמה אלקליין משמשים ליצירת זיקוקים. ואתה יכול בקלות לקבוע לפי הצבע באילו מלחי מתכת נעשה שימוש.

תכונות של מתכות

מתכות אלקליות- אלו חומרים כסופים-לבנים בעלי ברק מתכתי אופייני. הם דוהים במהירות באוויר עקב חמצון. אלו מתכות רכות הרכות של Na, K, Rb, Cs דומה לשעווה. קל לחתוך אותם עם סכין. הם קלים. ליתיום היא המתכת הקלה ביותר עם צפיפות של 0.5 גרם/ס"מ 3 .

תכונות כימיות של מתכות אלקליות

1. אינטראקציה עם לא מתכות

בשל תכונות ההפחתה הגבוהות שלהן, מתכות אלקליות מגיבות באלימות עם הלוגנים ליצירת הליד המתאים. כאשר הם מחוממים, הם מגיבים עם גופרית, זרחן ומימן ליצירת סולפידים, הידרידים ופוספידים.

2Na + Cl 2 → 2NaCl

ליתיום היא המתכת היחידה המגיבה עם חנקן כבר בטמפרטורת החדר.

6Li + N 2 = 2Li 3 N, הליתיום ניטריד המתקבל עובר הידרוליזה בלתי הפיכה.

Li 3 N + 3H 2 O → 3LiOH + NH 3

2. אינטראקציה עם חמצן

רק עם ליתיום נוצרת ליתיום תחמוצת מיד.

4Li + O 2 = 2Li 2 O, וכאשר חמצן מגיב עם נתרן, נוצר נתרן חמצן.

2Na + O 2 = Na 2 O 2. כאשר כל שאר המתכות נשרפות, נוצרים סופראוקסידים.

K + O 2 = KO 2

3. אינטראקציה עם מים

על ידי תגובה עם מים, ניתן לראות בבירור כיצד הפעילות של מתכות אלו משתנה בקבוצה מלמעלה למטה. ליתיום ונתרן מגיבים בשלווה עם מים, אשלגן עם הבזק, וצסיום עם פיצוץ.

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

4.

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

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

הכנת מתכות אלקליות

בשל הפעילות הגבוהה של מתכות, ניתן להשיגן על ידי אלקטרוליזה של מלחים, לרוב כלורידים.

תרכובות מתכת אלקלי נמצאות בשימוש נרחב בתעשיות שונות. רואה שולחן. 1.

שמם נובע מהעובדה שההידרוקסידים של מתכות אלה הן אלקליות, והתחמוצות נקראו בעבר "כדור הארץ". לדוגמה, תחמוצת בריום BaO היא אדמה בריום. בריליום ומגנזיום לרוב אינם מסווגים כמתכות אדמה אלקליין. לא נשקול גם רדיום, מכיוון שהוא רדיואקטיבי.

תכונות כימיות של מתכות אדמה אלקליין.

1. אינטראקציה עםלא מתכות

Сa + Cl 2 → 2СaCl 2

Ca + H 2 CaH 2

3Ca + 2P Ca 3P 2-

2. אינטראקציה עם חמצן

2Ca + O 2 → 2CaO

3. אינטראקציה עם מים

Sr + 2H 2 O → Sr(OH) 2 + H 2, אבל האינטראקציה רגועה יותר מאשר עם מתכות אלקליות.

4. אינטראקציה עם חומצות - חומרי חמצון חזקים

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

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

הכנת מתכות אדמה אלקליין

סידן מתכתי וסטרונציום מתקבלים על ידי אלקטרוליזה של מלחים מותכים, לרוב כלורידים.

CaCl 2 Ca + Cl 2

בריום טוהר גבוה ניתן להשיג אלומינותרמית מתחמוצת בריום

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

תרכובות מתכות אדמה אלקליות נפוצות

התרכובות המפורסמות ביותר של מתכות אדמה אלקליות הן: CaO - סִיד חַי. Ca(OH) 2 - ליים מושפל,או מי ליים. כאשר פחמן דו חמצני מועבר דרך מי סיד נוצרת עכירות, כאשר נוצר סידן פחמתי CaCO 3 אך עלינו לזכור שעם מעבר נוסף של פחמן דו חמצני, נוצר ביקרבונט מסיס והמשקעים נעלמים.

אורז. 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

טיח -זהו CaSO 4 ∙2H 2 O, בהט הוא CaSO 4 ∙0.5H 2 O. גבס ובט משמשים בבנייה, ברפואה ולייצור פריטים דקורטיביים. אורז. 2.

סידן פחמתי CaCO 3 יוצר מינרלים רבים ושונים. אורז. 3.

אורז. 3

סידן פוספט Ca 3 (PO 4) 2 - פוספוריט, קמח זרחן משמש כדשן מינרלי.

נטול מים טהור סידן כלורי CaCl 2 הוא חומר היגרוסקופי, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב במעבדות כחומר ייבוש.

סידן קרביד- CaC2. אתה יכול להשיג את זה ככה:

CaO + 2C →CaC 2 +CO. אחד משימושיו הוא ייצור אצטילן.

CaC 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + C 2 H 2

בריום סולפט BaSO 4 - באריט. אורז. 4. משמש כתקן לבן בחלק מהמחקרים.

אורז. 4

קשיות המים

מים טבעיים מכילים מלחי סידן ומגנזיום. אם הם כלולים בריכוזים ניכרים, אז סבון אינו מקציף במים כאלה עקב היווצרות של סטראטים בלתי מסיסים. כשהוא רותח נוצרת אבנית.

קשיות זמניתבשל נוכחותם של סידן ומגנזיום פחמיקרבונטים Ca(HCO 3) 2 ו-Mg(HCO 3) 2. סוג זה של קשיות מים ניתן להסיר על ידי הרתחה.

Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O

קשיות מים קבועהנגרמת על ידי נוכחות של קטיונים Ca 2+, Mg 2+ ואניונים H 2 PO 4 -, Cl -, NO 3 - וכו'. קשיות מים קבועה מתבטלת רק עקב תגובות חילופי יונים, וכתוצאה מכך מגנזיום ו יוני סידן יועברו למשקעים.

שיעורי בית

1. מס' 3, 4, 5-א (עמ' 173) Gabrielyan O.S. כִּימִיָה. כיתה יא. רמה בסיסית של. מהדורה שנייה, נמחקה. - M.: Bustard, 2007. - 220 עמ'.

2. איזו תגובה של המדיום יש לתמיסה מימית של אשלגן גופרתי? אשר את תשובתך באמצעות משוואת תגובת ההידרוליזה.

3. קבעו את חלק המסה של נתרן במי ים, המכילים 1.5% נתרן כלורי.

מתכות אדמה אלקליות כוללות מתכות מקבוצה IIA של הטבלה המחזורית D.I. מנדלייב - סידן (Ca), סטרונציום (Sr), בריום (Ba) ורדיום (Ra). בנוסף אליהם, תת-הקבוצה העיקרית של קבוצה II כוללת בריליום (Be) ומגנזיום (Mg). רמת האנרגיה החיצונית ביותר של מתכות אדמה אלקליין מכילה שני אלקטרונים ערכיים. התצורה האלקטרונית של רמת האנרגיה החיצונית של מתכות אדמה אלקליין היא ns 2. בתרכובות שלהם הם מציגים מצב חמצון יחיד של +2. ב-OVR הם סוכני צמצום, כלומר. לוותר על אלקטרון.

עם עלייה במטען של גרעין האטומים של יסודות הכלולים בקבוצת מתכות אדמה אלקליין, אנרגיית היינון של אטומים פוחתת, ורדיוסים של אטומים ויונים גדלים, המאפיינים המתכתיים של יסודות כימיים גדלים.

תכונות פיזיקליות של מתכות אדמה אלקליות

במצב חופשי, Be היא מתכת אפורה פלדה עם סריג קריסטל משושה צפוף, די קשה ושביר. באוויר, Be מתכסה בסרט תחמוצת, המעניק לו גוון מט ומפחית את התגובתיות הכימית שלו.

מגנזיום בצורת חומר פשוט הוא מתכת לבנה, שבדומה ל-Be, כאשר היא נחשפת לאוויר מקבל גוון מט עקב היווצרות סרט תחמוצת. Mg הוא רך וגמיש יותר מאשר בריליום. סריג הגביש Mg הוא משושה.

Ca, Ba ו-Sr בצורה חופשית הן מתכות כסופה-לבנה. כאשר הם נחשפים לאוויר, הם מתכסים באופן מיידי בסרט צהבהב, שהוא תוצר של האינטראקציה שלהם עם מרכיבי האוויר. סידן הוא מתכת די קשה, Ba ו-Sr רכים יותר.

Ca ו-Sr הם בעלי סריג גביש מעוקב במרכז הפנים, לבריום סריג גביש מעוקב במרכז הגוף.

כל מתכות אדמה אלקליין מאופיינות בנוכחות של סוג מתכתי של קשר כימי, שקובע את המוליכות התרמית והחשמלית הגבוהה שלהן. נקודות הרתיחה וההיתוך של מתכות אדמה אלקליות גבוהות מאלה של מתכות אלקליות.

הכנת מתכות אדמה אלקליין

Be מיוצר על ידי תגובת ההפחתה של הפלואוריד שלו. התגובה מתרחשת בעת חימום:

BeF 2 + Mg = Be + MgF 2

מגנזיום, סידן וסטרונציום מתקבלים על ידי אלקטרוליזה של מלחים מותכים, לרוב כלורידים:

CaCl 2 = Ca + Cl 2

יתר על כן, כאשר מייצרים Mg על ידי אלקטרוליזה של נמס דיכלוריד, מוסיפים NaCl לתערובת התגובה כדי להוריד את נקודת ההיתוך.

כדי להשיג Mg בתעשייה, נעשה שימוש בשיטות תרמיות של מתכת ופחמן:

2(CaO×MgO) (דולומיט) + Si = Ca 2 SiO 4 + Mg

השיטה העיקרית להשגת Ba היא הפחתת התחמוצת:

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

תכונות כימיות של מתכות אדמה אלקליין

מאז ב-No. פני השטח של Be ו-Mg מכוסים בסרט תחמוצת - מתכות אלו אינרטיות כלפי מים. Ca, Sr ו-Ba מתמוססים במים ליצירת הידרוקסידים המציגים תכונות בסיסיות חזקות:

Ba + H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2

מתכות אדמה אלקליות מסוגלות להגיב עם חמצן, וכולן, למעט בריום, כתוצאה מאינטראקציה זו יוצרות תחמוצות, בריום - מי חמצן:

2Ca + O2 = 2CaO

Ba + O 2 = BaO 2

תחמוצות של מתכות אדמה אלקליות, למעט בריליום, מציגות תכונות בסיסיות, Be - תכונות אמפוטריות.

בחימום, מתכות אדמה אלקליין מסוגלות ליצור אינטראקציה עם לא מתכות (הלוגנים, גופרית, חנקן וכו'):

Mg + Br 2 =2MgBr

3Sr + N 2 = Sr 3 N 2

2Mg + 2C = Mg 2 C 2

2Ba + 2P = Ba 3 P 2

Ba + H 2 = BaH 2

מתכות אדמה אלקליות מגיבות עם חומצות ומתמוססות בהן:

Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2

Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2

בריליום מגיב עם תמיסות מימיות של אלקליות - מתמוסס בהן:

Be + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2

תגובות איכותיות

תגובה איכותית למתכות אדמה אלקליין היא צביעת הלהבה על ידי הקטיונים שלהן: Ca 2+ צובע את הלהבה כתום כהה, Sr 2+ - אדום כהה, Ba 2+ - ירוק בהיר.

תגובה איכותית לקטיון הבריום Ba 2+ היא אניונים SO 4 2-, וכתוצאה מכך נוצר משקע לבן של בריום סולפט (BaSO 4), שאינו מסיס בחומצות אנאורגניות.

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓

דוגמאות לפתרון בעיות

דוגמה 1

פני השטח הטריים של E מתכהים במהירות עקב היווצרות סרט תחמוצת. הסרט הזה צפוף יחסית - עם הזמן כל המתכת מתחמצנת לאט. הסרט מורכב מ-EO, כמו גם מ-EO 2 ו-E 3 N 2. פוטנציאל האלקטרודה הנורמלי של התגובות E-2e = E 2+ שווים ל -2.84 V (Ca), = -2.89 (Sr). אלו יסודות פעילים מאוד: הם מתמוססים במים ובחומצות, מחליפים את רוב המתכות מהתחמוצות, ההלידים והסולפידים שלהם. סידן ראשוני (200-300 מעלות צלזיוס) יוצר אינטראקציה עם אדי מים בהתאם לתכנית הבאה:

2Ca + H 2 O = CaO + CaH 2.

לתגובות משניות יש את הצורה:

CaH 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 2 ו- CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.

E כמעט בלתי מסיס בחומצה גופרתית חזקה עקב היווצרות סרט של ESO 4 מסיס גרוע. E מגיב באלימות עם חומצות מינרליות מדוללות, משחרר מימן. סידן, כאשר הוא מחומם מעל 800 מעלות צלזיוס, מגיב עם מתאן לפי השיטה הבאה:

3Ca + CH 4 = CaH 2 + CaC 2.

כאשר הם מחוממים, הם מגיבים עם גז מימן, גופרית ואמוניה. מבחינת תכונות כימיות, הרדיום הוא הקרוב ביותר ל-Ba, אך הוא פעיל יותר. בטמפרטורת החדר, הוא מתחבר באופן ניכר עם חמצן וחנקן באוויר. באופן כללי, התכונות הכימיות שלו בולטות מעט יותר מאלו של האנלוגים שלה. כל תרכובות הרדיום מתפרקות לאט בהשפעת הקרינה שלהן, ומקבלות צבע צהבהב או חום. לתרכובות רדיום יש את המאפיין של אוטולומינסנציה. כתוצאה מהתפרקות רדיואקטיבית, 1 גרם של Ra משחרר 553.7 J של חום בכל שעה. לכן, טמפרטורת הרדיום והתרכובות שלו תמיד גבוהה ב-1.5 מעלות מטמפרטורת הסביבה. כמו כן, ידוע כי 1 גרם רדיום ביום משחרר 1 מ"מ 3 ראדון (226 Ra = 222 Rn + 4 He), שעליו מבוסס השימוש בו כמקור ראדון לאמבטיות ראדון.

הידידים E - חומרים לבנים, דמויי מלח גבישיים. הם מתקבלים ישירות מהאלמנטים על ידי חימום. טמפרטורות ההתחלה של התגובה E + H 2 = EN 2 הן 250 o C (Ca), 200 o C (Sr), 150 o C (Ba). פירוק תרמי של EN 2 מתחיל ב-600 o C. באווירת מימן, CaH 2 אינו מתפרק בנקודת ההיתוך (816 o C). בהיעדר לחות, הידרידים מתכת אדמה אלקליין יציבים באוויר בטמפרטורות רגילות. הם אינם מגיבים עם הלוגנים. עם זאת, כאשר מחומם, הפעילות הכימית של EN 2 עולה. הם מסוגלים להפחית תחמוצות למתכות (W, Nb, Ti, Ce, Zr, Ta), למשל

2CaH 2 + TiO 2 = 2CaO + 2H 2 + Ti.

התגובה של CaH 2 עם Al 2 O 3 מתרחשת ב-750 o C:

3CaH 2 + Al 2 O 3 = 3CaO + 3H 2 + 2Al,

CaH 2 + 2Al = CaAl 2 + H 2.

CaH2 מגיב עם חנקן ב-600 מעלות צלזיוס לפי הסכמה הבאה:

3CaH 2 + N 2 = Ca 3 N 2 + 3H 2.

כאשר EN 2 נדלקת, הם נשרפים לאט:

EN 2 + O 2 = H 2 O + CaO.

חומר נפץ כאשר הוא מעורבב עם חומרי חמצון מוצקים. כאשר מים פועלים על EN 2, הידרוקסיד ומימן משתחררים. תגובה זו היא מאוד אקסותרמית: EN 2 המורטב במים באוויר מתלקחת באופן ספונטני. EN 2 מגיב עם חומצות, למשל, לפי הסכמה הבאה:

2HCl + CaH 2 = CaCl 2 + 2H 2.

EN 2 משמש להשגת מימן טהור, כמו גם לקביעת עקבות של מים בממיסים אורגניים. ניטרידים E הם חומרים חסרי צבע ועמידים. הם מתקבלים ישירות מיסודות בטמפרטורות גבוהות. הם מתפרקים עם מים לפי התוכנית הבאה:

E 3 N 2 + 6H 2 O = 3E(OH) 2 + 2NH 3.

E 3 N 2 מגיבים כאשר מחומם עם CO לפי הסכמה הבאה:

E 3 N 2 + 3CO = 3EO + N 2 + 3C.

התהליכים המתרחשים בעת חימום E 3 N 2 עם פחם נראים כך:

E3N2 + 5C = ECN2 + 2ES2; (E = Ca, Sr); Ba3N2 + 6C = Ba(CN)2 + 2BaC2;

סטרונציום ניטריד מגיב עם HCl לייצור Sr ואמוניום כלורידים. פוספידים E 3 R 2 נוצרים ישירות מאלמנטים או על ידי סידוד של פוספטים משולשים עם פחם:

Ca 3 (PO 4) 2 + 4C = Ca 3 P 2 + 4CO

הם עוברים הידרוליזה על ידי מים לפי התוכנית הבאה:

E 3 R 2 + 6H 2 O = 2РН 3 + 3E(OH) 2.

עם חומצות, פוספידים של מתכות אדמה אלקליות נותנים את המלח והפוספין המתאימים. זהו הבסיס לשימוש בהם בהשגת פוספין במעבדה.

אמוניה מורכבת הרכב E(NH 3) 6 - מוצקים בעלי ברק מתכתי ומוליכות חשמלית גבוהה. הם מתקבלים על ידי פעולת אמוניה נוזלית על E. הם מתלקחים באופן ספונטני באוויר. ללא גישה לאוויר, הם מתפרקים לאמידים התואמים: E(NH 3) 6 = E(NH 2) 2 + 4NH 3 + H 2. כשהם מחוממים, הם מתפרקים במרץ לפי אותה דפוס.

קרבידים מתכות אדמה אלקליות המתקבלות על ידי סידוד של E עם פחם מתפרקות עם מים, ומשחררות אצטילן:

ES 2 + 2H 2 O = E(OH) 2 + C 2 H 2.

התגובה עם BaC 2 כל כך אלימה שהיא מתלקחת במגע עם מים. חום ההיווצרות של ES 2 מאלמנטים עבור Ca ו-Ba הם 14 ו-12 קק"ל. כאשר מחומם עם חנקן, ES 2 נותן CaCN 2, Ba(CN) 2, SrCN 2. ידוע סיליקידים (ESi ו-ESi 2). ניתן להשיגם על ידי חימום ישירות מהאלמנטים. הם עוברים הידרוליזה על ידי מים ומגיבים עם חומצות, ונותנים H 2 Si 2 O 5, SiH 4, התרכובת המקבילה E ומימן. ידוע בורידים EV 6 מתקבל מאלמנטים בחימום.

תחמוצות סידן והאנלוגים שלו הם חומרים לבנים ועמידים (T bp CaO = 2850 o C) שסופגים מים במרץ. זהו הבסיס לשימוש ב-BaO להשגת אלכוהול מוחלט. הם מגיבים באלימות עם מים, משחררים הרבה חום (פרט ל-SrO, שהמסתו אנדותרמית). EOs מתמוססים בחומצות ואמוניום כלוריד:

EO + 2NH 4 Cl = SrCl 2 + 2NH 3 + H 2 O.

EO מתקבל על ידי סידוד של קרבונטים, חנקות, פרוקסידים או הידרוקסידים של המתכות המתאימות. המטענים האפקטיביים של בריום וחמצן ב-BaO הם 0.86. SrO ב-700 o C מגיב עם אשלגן ציאניד:

KCN + SrO = Sr + KCNO.

תחמוצת סטרונציום מתמוססת במתנול ליצירת Sr(OSH 3) 2. במהלך הפחתת המגנזיום-תרמית של BaO, ניתן להשיג את תחמוצת הביניים Ba2O, שאינה יציבה ואינה פרופורציונלית.

הידרוקסידים מתכות אדמה אלקליות הן חומרים לבנים ומסיסים במים. הם בסיסים חזקים. בסדרת Ca-Sr-Ba, האופי הבסיסי והמסיסות של הידרוקסידים גדלים. pPR(Ca(OH) 2) = 5.26, pPR(Sr(OH) 2) = 3.5, pPR(Ba(OH) 2) = 2.3. Ba(OH)2 משתחרר בדרך כלל מתמיסות הידרוקסיד. 8H 2 O, Sr(OH) 2. 8H 2 O, Ca(OH) 2. H 2 O. EO להוסיף מים ליצירת הידרוקסידים. זהו הבסיס לשימוש ב-CaO בבנייה. תערובת קרובה של Ca(OH) 2 ו-NaOH ביחס משקל של 2:1 נקראת סודה ליים, ונמצאת בשימוש נרחב כסופג CO 2. Ca(OH) 2, בעמידה באוויר, סופג CO 2 לפי השיטה הבאה:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O.

בערך ב-400 מעלות צלזיוס, Ca(OH) 2 מגיב עם פחמן חד חמצני:

CO + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2.

מי בריט מגיבים עם CS 2 ב-100 o C:

CS 2 + 2Ba(OH) 2 = BaCO 3 + Ba(HS) 2 + H 2 O.

אלומיניום מגיב עם מי באריט:

2Al + Ba(OH) 2 + 10H 2 O = Ba 2 + 3H 2. E(OH) 2

משמש לגילוי פחמן אנהידריד.

טופס E מֵי חַמצָן לבן. הם פחות יציבים משמעותית, בניגוד לתחמוצות, והם חומרי חמצון חזקים. יש חשיבות מעשית ל-BaO 2 היציב ביותר, שהוא אבקה לבנה, פרמגנטית בצפיפות של 4.96 g1 ס"מ 3 וכו ' 450 מעלות. BaO 2 יציב בטמפרטורות רגילות (ניתן לאחסן במשך שנים), אינו מסיס במים, אלכוהול ואתר, ומתמוסס בחומצות מדוללות עם שחרור מלח ומי חמצן. הפירוק התרמי של בריום פרוקסיד מואץ על ידי תחמוצות, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3 ו- CuO. בריום מי חמצן מגיב בחימום עם מימן, גופרית, פחמן, אמוניה, מלחי אמוניום, אשלגן פריציאניד וכו'. בריום חמצן מגיב עם חומצה הידרוכלורית מרוכזת, משחרר כלור:

BaO 2 + 4HCl = BaCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O.

זה מחמצן מים למי חמצן:

H 2 O + BaO 2 = Ba(OH) 2 + H 2 O 2.

תגובה זו היא הפיכה, וגם בנוכחות חומצה פחמנית, שיווי המשקל מוסט ימינה. BaO 2 משמש כמוצר התחלתי לייצור H 2 O 2, וגם כחומר מחמצן בהרכבים פירוטכניים. עם זאת, BaO 2 יכול לשמש גם כחומר מפחית:

HgCl 2 + BaO 2 = Hg + BaCl 2 + O 2.

BaO 2 מתקבל על ידי חימום BaO בזרם אוויר ל- 500 o C לפי השיטה הבאה:

2BaO + O 2 = 2BaO 2.

ככל שהטמפרטורה עולה, התהליך ההפוך מתרחש. לכן, כאשר בא נשרף, רק תחמוצת משתחררת. SrO 2 ו- CaO 2 פחות יציבים. שיטה כללית להשגת EO 2 היא האינטראקציה של E(OH) 2 עם H 2 O 2, המשחררת EO 2. 8H 2 O. פירוק תרמי של EO 2 מתחיל ב-380 o C (Ca), 480 o C (Sr), 790 o C (Ba). בחימום EO 2 במי חמצן מרוכז, ניתן לקבל חומרים לא יציבים צהובים - EO 4 superoxides.

מלחי E הם בדרך כלל חסרי צבע. כלורידים, ברומידים, יודידים וחנקות מסיסים מאוד במים. פלואורידים, סולפטים, קרבונטים ופוספטים אינם מסיסים בצורה גרועה. יון Ba 2+ הוא רעיל. Halides E מחולקים לשתי קבוצות: פלואורידים וכל השאר. הפלואורידים כמעט בלתי מסיסים במים ובחומצות, ואינם יוצרים הידרטים גבישיים. להיפך, כלורידים, ברומידים ויודים מסיסים מאוד במים ומשתחררים מתמיסות בצורה של הידרטים גבישיים. כמה מאפיינים של EG 2 מוצגים להלן:

כאשר מתקבלים על ידי פירוק חילופי בתמיסה, פלואורידים משתחררים בצורה של משקעים ריריים נפחיים, אשר יוצרים בקלות פתרונות קולואידים. ניתן להשיג EG 2 על ידי פעולה עם ההלוגנים המתאימים על E המקביל. נמסים של EG 2 מסוגלים להמיס עד 30% E. כאשר לומדים את המוליכות החשמלית של נמסים של כלורידים של אלמנטים מהקבוצה השנייה של תת-הקבוצה הראשית, נמצא שהרכב היוני המולקולרי שלהם שונה מאוד. דרגות הדיסוציאציה לפי הסכימה ESl 2 = E 2+ + 2Cl- שוות ל: BeCl 2 - 0.009%, MgCl 2 - 14.6%, CaCl 2 - 43.3%, SrCl 2 - 60.6%, BaCl 2 - 80, 2%. הלידים (למעט פלואורידים) E מכילים מי התגבשות: CaCl 2. 6H 2 O, SrCl 2. 6H 2 O ו- BaCl 2. 2H 2 O. ניתוח מבני רנטגן קבע את המבנה של E[(OH 2) 6 ]G 2 עבור הידרטים גבישיים של Ca ו-Sr. על ידי חימום איטי של הידרטים גבישיים של EG 2, ניתן להשיג מלחים נטולי מים. CaCl 2 יוצר בקלות תמיסות על רוויות. Natural CaF 2 (פלואוריט) משמש בתעשיית הקרמיקה, והוא משמש גם לייצור HF והוא מינרל פלואוריד. CaCl 2 נטול מים משמש כחומר ייבוש בשל היגרוסקופיות שלו. הידראט גבישי של סידן כלוריד משמש להכנת תערובות קירור. BaCl 2 - משמש ב-cx ולפתיחה

SO 4 2- (Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4).

על ידי איחוי EG2 ו-EN2 ניתן להשיג את ההידרותאלידים הבאים:

EG 2 + EN 2 = 2ENG.

חומרים אלה נמסים ללא פירוק אך עוברים הידרוליזה על ידי מים:

2ENH + 2H2O = EG2 + 2H2 + E(OH)2.

מסיסות במים כלורטים , ברומטים ו יודטים במים הוא יורד לאורך השורות Ca - Sr - Ba ו Cl - Br - I. Ba(ClO 3) 2 - משמש בפירוטכניקה. פרכלורטים E מסיסים מאוד לא רק במים אלא גם בממיסים אורגניים. החשוב ביותר מבין ה-E(ClO 4) 2 הוא Ba(ClO 4) 2. 3H 2 O. פרכלורט בריום נטול מים הוא חומר ייבוש טוב. הפירוק התרמי שלו מתחיל רק ב-400 מעלות צלזיוס. היפוכלוריט סידן Ca(ClO) 2. nH 2 O (n=2,3,4) מתקבל על ידי פעולת הכלור על חלב סיד. זהו חומר מחמצן ומסיס מאוד במים. לְהַלבִּין ניתן להשיג על ידי טיפול בסיד מושפל מוצק עם כלור. הוא מתפרק במים ומריח של כלור בנוכחות לחות. מגיב עם CO 2 באוויר:

CO 2 + 2CaOCl 2 = CaCO 3 + CaCl 2 + Cl 2 O.

אקונומיקה משמשת כחומר מחמצן, חומר הלבנה וכחומר חיטוי.

עבור מתכות אדמה אלקליין זה ידוע אזידים E(N 3) 2 ו תיאוציאנטים E(CNS) 2 . 3H 2 O. אזידים הם הרבה פחות נפיצים מאשר אזיד עופרת. רודאנידים מאבדים בקלות מים בעת חימום. הם מסיסים מאוד במים ובממיסים אורגניים. ניתן להשתמש ב-Ba(N 3) 2 ו-Ba(CNS) 2 כדי להשיג אזידים ותיוציאנטים של מתכות אחרות מסולפטים על ידי תגובת החלפה.

חנקות סידן וסטרונציום קיימים בדרך כלל בצורה של הידרטים גבישיים של Ca(NO 3) 2. 4H 2 O ו-Sr(NO 3) 2. 4H 2 O. חנקתי בריום אינו מאופיין ביצירת הידרט גבישי. כאשר מחומם, Ca(NO 3) 2. 4H 2 O ו-Sr(NO 3) 2. 4H 2 O מאבד בקלות מים. באטמוספרה אינרטית, חנקות E יציבים תרמית עד 455 o C (Ca), 480 o C (Sr), 495 o C (Ba). להמסה של הידרט גבישי סידן חנקתי יש סביבה חומצית ב-75 o C. תכונה של חנקתי בריום היא קצב הפירוק הנמוך של הגבישים שלו במים. רק חנקתי בריום, אשר ידוע על קומפלקס K2 לא יציב, מפגין נטייה ליצור קומפלקסים. סידן חנקתי מסיס באלכוהול, מתיל אצטט ואציטון. חנקות סטרונציום ובריום כמעט בלתי מסיסות שם. נקודת ההיתוך של חנקות E מוערכת ב-600 מעלות צלזיוס, אך באותה טמפרטורה מתחיל פירוק:

E(NO 3) 2 = E(NO 2) 2 + O 2.

פירוק נוסף מתרחש בטמפרטורות גבוהות יותר:

E(NO 2) 2 = EO + NO 2 + NO.

חנקות E כבר זמן רב בשימוש בפירוטכניקה. מלחי E נדיפים מאוד צובעים את הלהבה בצבעים המתאימים: Ca - כתום-צהוב, Sr - אדום-כרמין, Ba - צהוב-ירוק. בואו נבין את המהות של זה באמצעות הדוגמה של Sr: ל-Sr 2+ יש שני VAOs: 5s ו-5p או 5s ו-4d. בואו נעניק אנרגיה למערכת הזו - לחמם אותה. אלקטרונים מאורביטלים קרובים יותר לגרעין יעברו ל-VAOs אלה. אבל מערכת כזו אינה יציבה ותשחרר אנרגיה בצורה של קוונטי אור. זה Sr 2+ שפולט קוונטות בתדר המקביל לאורכי הגל האדומים. בעת הכנת קומפוזיציות פירוטכניות, זה נוח להשתמש במלח, כי הוא לא רק צובע את הלהבה, אלא הוא גם חומר מחמצן, המשחרר חמצן בעת ​​חימום. קומפוזיציות פירוטכניות מורכבות ממחמצן מוצק, חומר מפחית מוצק וכמה חומרים אורגניים המטשטשים את הלהבה של הגורם המפחית ופועלים כחומר מקשר. סידן חנקתי משמש כדשן.

את כל פוספטים ו הידרופוספטים E מסיסים בצורה גרועה במים. ניתן להשיג אותם על ידי המסת הכמות המתאימה של CaO או CaCO 3 בחומצה אורתופוספורית. הם גם מזרזים במהלך תגובות חליפין כגון:

(3-x)Ca 2+ + 2H x PO 4 -(3-x) = Ca (3-x) (H x PO 4) 2.

חשיבות מעשית (כדשן) היא אורתופוספט סידן חד-תחליף, אשר, יחד עם Ca(SO 4), כלול ב- סופר פוספט. זה מתקבל על פי התוכנית:

Ca 3 (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 = Ca (H 2 PO 4) 2 + 2CaSO 4

אוקסלטים גם מעט מסיס במים. חשיבות מעשית היא סידן אוקסלט, שמתייבש ב-200 מעלות צלזיוס, ומתפרק ב-430 מעלות צלזיוס לפי הסכימה הבאה:

CaC 2 O 4 = CaCO 3 + CO.

אצטט E מבודדים בצורה של הידרטים גבישיים ומסיסים מאוד במים.

עם סולפטים E - לבנים, חומרים שאינם מסיסים במים. מסיסות CaSO 4 . 2H 2 O לכל 1000 גרם מים בטמפרטורה רגילה הוא 8. 10 -3 מול, SrSO 4 - 5. 10 -4 מול, BaSO 4 - 1. 10 -5 מול, RaSO 4 - 6. 10 -6 מול. בסדרת Ca - Ra, מסיסות הסולפטים יורדת במהירות. Ba 2+ הוא מגיב ליון סולפט. סידן גופרתי מכיל מים של התגבשות. מעל 66 מעלות צלזיוס משתחרר מהתמיסה סידן גופרתי נטול מים, מתחת - גבס CaSO 4. 2H 2 O. חימום של גבס מעל 170 o C מלווה בשחרור מי הידרט. כאשר גבס מעורבב במים, מסה זו מתקשה במהירות עקב היווצרות הידרט גבישי. מאפיין זה של גבס משמש בבנייה. המצרים השתמשו בידע הזה לפני 2000 שנה. המסיסות של ESO 4 בחומצה גופרתית חזקה היא הרבה יותר גבוהה מאשר במים (BaSO 4 עד 10%), מה שמעיד על היווצרות קומפלקס. מתחמי ESO 4 מקבילים. ניתן להשיג H 2 SO 4 במצב חופשי. מלחים כפולים עם מתכת אלקלית ואמוניום סולפטים ידועים רק עבור Ca ו-Sr. (NH 4) 2 מסיס במים ומשמש בכימיה אנליטית להפרדת Ca מ-Sr, מכיוון (NH 4) 2 מסיס מעט. גבס משמש לייצור משולב של חומצה גופרתית ומלט, בגלל כאשר מחומם עם חומר מפחית (פחם), הגבס מתפרק:

CaSO 4 + C = CaO + SO 2 + CO.

בטמפרטורה גבוהה יותר (900 מעלות צלזיוס), הגופרית מופחתת עוד יותר בהתאם לתכנית הבאה:

CaSO 4 + 3C = CaS + CO 2 + 2CO.

פירוק דומה של סולפטים Sr ו-Ba מתחיל בטמפרטורות גבוהות יותר. BaSO 4 אינו רעיל ומשמש ברפואה ובייצור צבעים מינרליים.

סולפידים E הם מוצקים לבנים שמתגבשים כמו NaCl. חום היווצרותם והאנרגיות של סריגי הגביש שווים (קקלמול): 110 ו-722 (Ca), 108 ו-687 (Sr), 106 ו-656 (Ba). ניתן להשיג על ידי סינתזה מאלמנטים על ידי חימום או סידוד של סולפטים עם פחם:

ESO4 + 3C = ES + CO2 + 2CO.

הפחות מסיס הוא CaS (0.2 hl). ES נכנס לתגובות הבאות כאשר הוא מחומם:

ES + H 2 O = EO + H 2 S; ES + G 2 = S + EG 2; ES + 2O 2 = ESO 4; ES + xS = ES x+1 (x=2.3).

סולפידים של מתכות אדמה אלקליות בתמיסה ניטרלית עוברים הידרוליזה מלאה לפי התוכנית הבאה:

2ES + 2H 2 O = E(HS) 2 + E(OH) 2.

חומצה סולפידים ניתן להשיג גם במצב חופשי על ידי אידוי תמיסה של סולפידים. הם מגיבים עם גופרית:

E(HS) 2 + xS = ES x+1 + H 2 S (x=2,3,4).

BaS ידוע מהידרטים גבישיים. 6H 2 O ו- Ca(HS) 2. 6H 2 O, Ba(HS) 2. 4H 2 O. Ca(HS) 2 משמש להסרת שיער. ES כפופים לתופעת הזרחני. ידוע פוליסולפידים E: ES 2, ES 3, ES 4, ES 5. הם מתקבלים על ידי הרתחת תרחיף של ES במים עם גופרית. באוויר, ES מתחמצנים: 2ES + 3O 2 = 2ESO 3. על ידי העברת אוויר דרך מתלה CaS ניתן להשיג תיוסולפט Ca לפי הסכימה:

2CaS + 2O 2 + H 2 O = Ca(OH) 2 + CaS 2 O 3

הוא מסיס מאוד במים. בסדרת Ca - Sr - Ba, מסיסות התיוסולפטים יורדת. טלורידס E מסיסים מעט במים והם נתונים גם להידרוליזה, אך במידה פחותה מסולפידים.

מְסִיסוּת כרומטים E בסדרת Ca - Ba נופל בצורה חדה בדיוק כמו במקרה של סולפטים. חומרים צהובים אלה מתקבלים על ידי אינטראקציה של מלחים מסיסים של E עם כרומטים (או דיכרומטים) של מתכות אלקליות:

E 2+ + CrO 4 2- = ECrO4.

סידן כרומט משתחרר בצורה של הידרט גבישי - CaCrO 4 . 2H 2 O (pPR CaCrO 4 = 3.15). עוד לפני נקודת ההיתוך הוא מאבד מים. SrCrO 4 ו-BaCrO 4 אינם יוצרים הידרטים גבישיים. pPR SrCrO 4 = 4.44, pPR BaCrO 4 = 9.93.

קרבונטים E חומרים לבנים שאינם מסיסים במים. כאשר מחומם, ESO 3 הופך ל-EO, ומפצל את CO 2. בסדרת Ca - Ba, היציבות התרמית של הקרבונטים עולה. החשוב ביותר מבין אלה הוא סידן פחמתי (אבן גיר). הוא משמש ישירות בבנייה ומשמש גם כחומר גלם לייצור סיד ומלט. הייצור העולמי השנתי של סיד מאבן גיר מסתכם בעשרות מיליוני טונות. פירוק תרמי של CaCO 3 הוא אנדותרמי:

CaCO 3 = CaO + CO 2

ודורש עלות של 43 קק"ל לכל מול אבן גיר. ירי CaCO 3 מתבצע בתנורי פיר. תוצר לוואי של צלייה הוא פחמן דו חמצני יקר ערך. CaO הוא חומר בנייה חשוב. כאשר מערבבים עם מים, התגבשות מתרחשת עקב היווצרות של הידרוקסיד ולאחר מכן קרבונט לפי הסכמות הבאות:

CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 ו- Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.

תפקיד מעשי חשוב עצום ממלא מלט - אבקה אפור-ירקרק המורכבת מתערובת של סיליקטים שונים ואלומינטים של סידן. כאשר מערבבים אותו עם מים הוא מתקשה עקב הידרציה. במהלך הייצור שלו, תערובת של CaCO 3 וחימר נורה לפני תחילת סינטר (1400-1500 o C). לאחר מכן התערובת נטחנת. ניתן לבטא את הרכב המלט כאחוז המרכיבים CaO, SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, כאשר CaO מייצג את הבסיס, והשאר הם אנהידרידים חומציים. ההרכב של צמנט סיליקט (Portlad) מורכב בעיקר מ- Ca 3 SiO 5, Ca 2 SiO 4, Ca 3 (AlO 3) 2 ו- Ca (FeO 2) 2. הגדרתו מתבצעת לפי הסכמות הבאות:

Ca 3 SiO 5 + 3H 2 O = Ca 2 SiO 4. 2H 2 O + Ca(OH) 2

Ca 2 SiO 4 + 2H 2 O = Ca 2 SiO 4. 2H 2 O

Ca 3 (AlO 3) 2 + 6H 2 O = Ca 3 (AlO 3) 2. 6H 2 O

Ca(FeO 2) 2 + nH 2 O = Ca(FeO 2) 2. nH2O.

למרקים שונים מוסיפים גיר טבעי. CaCO 3 עדין גבישי המושקע מתמיסה כלול בהרכב אבקות השיניים. BaO מתקבל מ-BaCO 3 על ידי סידוד עם פחם לפי הסכמה הבאה:

BaCO 3 + C = BaO + 2CO.

אם התהליך מתבצע בטמפרטורה גבוהה יותר בזרם חנקן, צִיאָנִיד בריום:

BaCO 3 + 4C + N 2 = 3CO + Ba(CN) 2.

Ba(CN) 2 מסיס מאוד במים. ניתן להשתמש ב-Ba(CN) 2 לייצור ציאנידים של מתכות אחרות על ידי פירוק חילופי עם סולפטים. הידרוקרבונטים E מסיסים במים וניתן להשיג אותם רק בתמיסה, למשל, על ידי העברת פחמן דו חמצני לתרחיף של CaCO 3 במים:

CO 2 + CaCO 3 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2.

תגובה זו היא הפיכה וזוזת שמאלה בעת חימום. נוכחותם של סידן ומגנזיום ביקרבונטים במים טבעיים גורמת לקשיות המים.

הפעילים ביותר מבין קבוצת המתכות הם מתכות אלקליות ואדמה אלקליין. אלו מתכות קלות רכות המגיבות עם חומרים פשוטים ומורכבים.

תיאור כללי

מתכות פעילות תופסות את הקבוצה הראשונה והשנייה של הטבלה המחזורית. רשימה מלאה של מתכות אלקליות ואדמה אלקליין:

• ליתיום (לי);
• נתרן (Na);
• אשלגן (K);
• רובידיום (Rb);
• צזיום (Cs);
• פרנסיום (Fr);
• בריליום (בה);
• מגנזיום (Mg);
• סידן (Ca);
• סטרונציום (Sr);
• בריום (בא);
• רדיום (Ra).

אורז. 1. מתכות אלקליות ואדמה אלקליין בטבלה המחזורית.

התצורה האלקטרונית של מתכות אלקליות היא ns 1, מתכות אדמה אלקליות הן ns 2.

בהתאם לכך, הערכיות הקבועה של מתכות אלקליות היא I, מתכות אדמה אלקליות הן II. בשל המספר הקטן של אלקטרוני ערכיות ברמת האנרגיה החיצונית, מתכות פעילות מפגינות תכונות מפחיתות חזקות, תורמות אלקטרונים חיצוניים בתגובות. ככל שיש יותר רמות אנרגיה, כך פחות חיבור מהאלקטרונים החיצוניים עם גרעין האטום. לכן, התכונות המתכתיות מתגברות בקבוצות מלמעלה למטה.

בשל פעילותן, מתכות מקבוצות I ו-II נמצאות בטבע רק בסלעים. מתכות טהורות מבודדות באמצעות אלקטרוליזה, סידוד ותגובות החלפה.

תכונות גשמיות

למתכות אלקליות צבע לבן כסוף עם ברק מתכתי. צזיום היא מתכת צהובה-כסופה. אלו המתכות הפעילות והרכות ביותר. נתרן, אשלגן, רובידיום, צסיום נחתכים בסכין. הם דומים לשעווה ברכותם.

אורז. 2. חיתוך נתרן בסכין.

מתכות אדמה אלקליות הן בצבע אפור. בהשוואה למתכות אלקליות, הם חומרים קשים יותר וצפופים יותר. רק סטרונציום ניתן לחתוך בסכין. המתכת הצפופה ביותר היא רדיום (5.5 גרם/סמ"ק).

המתכות הקלות ביותר הן ליתיום, נתרן ואשלגן. הם צפים על פני המים.

תכונות כימיות

מתכות אלקליות ואדמה אלקליות מגיבות עם חומרים פשוטים ותרכובות מורכבות, ויוצרות מלחים, תחמוצות ואלקליות. התכונות העיקריות של מתכות פעילות מתוארות בטבלה.

אורז. 3. תגובה של אשלגן עם מים.

ניתן לזהות מתכות אלקליות ואדמה אלקליין באמצעות תגובה איכותית. בעת שריפה, מתכות נצבעות בצבע מסוים. לדוגמה, נתרן בוער בלהבה צהובה, אשלגן עם להבה סגולה, בריום עם להבה ירוקה בהירה וסידן עם להבה כתומה כהה.

מה למדנו?

מתכות אלקליות ואדמה אלקליין הן המתכות הפעילות ביותר. אלה חומרים פשוטים רכים בצבע אפור או כסף עם צפיפות נמוכה. ליתיום, נתרן, אשלגן צפים על פני המים. מתכות אדמה אלקליות קשות וצפופות יותר ממתכות אלקליות. הם מתחמצנים במהירות באוויר. מתכות אלקליות יוצרות סופראוקסיד וחמצן; רק ליתיום יוצר תחמוצת. מגיב באלימות עם מים בטמפרטורת החדר. הם מגיבים עם לא מתכות כאשר הם מחוממים. מתכות אדמה אלקליות מגיבות עם תחמוצות, ומחליפות מתכות פחות פעילות. רק בריליום מגיב עם אלקליות.

מבחן על הנושא

הערכת הדו"ח

דירוג ממוצע: 4.6. סה"כ דירוגים שהתקבלו: 294.