Marrja e metaleve alkaline dhe alkaline tokësore. Metalet alkaline tokësore (klasa 9)

Metalet alkaline tokësore janë elementë që i përkasin grupit të dytë të tabelës periodike. Kjo përfshin substanca të tilla si kalciumi, magnezi, barium, berilium, stroncium dhe radium. Emri i këtij grupi tregon se ato japin një reaksion alkalik në ujë.

Metalet alkali dhe alkaline tokësore, ose më mirë kripërat e tyre, janë të përhapura në natyrë. Ato përfaqësohen nga mineralet. Përjashtim bën radiumi, i cili konsiderohet një element mjaft i rrallë.

Të gjitha metalet e mësipërme kanë disa cilësi të përbashkëta, të cilat bënë të mundur kombinimin e tyre në një grup.

Metalet alkaline tokësore dhe vetitë e tyre fizike

Pothuajse të gjithë këta elementë janë të ngurtë gri (të paktën në kushte normale dhe meqë ra fjala, vetitë fizike janë paksa të ndryshme - megjithëse këto substanca janë mjaft të qëndrueshme, ato veprohen lehtësisht.

Është interesante që me numrin serial në tabelë, një tregues i tillë i metalit si dendësia gjithashtu rritet. Për shembull, në këtë grup, kalciumi ka treguesin më të ulët, ndërsa radiumi është i ngjashëm në densitet me hekurin.

Metalet alkaline të tokës: vetitë kimike

Për të filluar, duhet theksuar se aktiviteti kimik rritet sipas numrit rendor të tabelës periodike. Për shembull, beriliumi është një element mjaft i qëndrueshëm. Reagon me oksigjen dhe halogjene vetëm kur nxehet fort. E njëjta gjë vlen edhe për magnezin. Por kalciumi është në gjendje të oksidohet ngadalë edhe në temperaturën e dhomës. Tre përfaqësuesit e tjerë të grupit (radium, barium dhe stroncium) reagojnë shpejt me oksigjenin atmosferik tashmë në temperaturën e dhomës. Prandaj këto elemente ruhen duke i mbuluar me një shtresë vajguri.

Aktiviteti i oksideve dhe hidroksideve të këtyre metaleve rritet në të njëjtën mënyrë. Për shembull, hidroksidi i beriliumit nuk tretet në ujë dhe konsiderohet një substancë amfoterike, por konsiderohet një alkali mjaft i fortë.

Metalet alkaline tokësore dhe karakteristikat e tyre të shkurtra

Beriliumi është një metal gri i hapur, i qëndrueshëm me toksicitet të lartë. Elementi u zbulua për herë të parë në vitin 1798 nga kimisti Vauquelin. Ekzistojnë disa minerale të beriliumit në natyrë, nga të cilat më të famshmit konsiderohen si më poshtë: berili, fenakiti, danaliti dhe krisoberili. Nga rruga, disa izotope të beriliumit janë shumë radioaktive.

Është interesante se disa forma të berilit janë gurë të çmuar të çmuar. Këto përfshijnë smerald, akuamarinë dhe heliodor.

Beriliumi përdoret për prodhimin e lidhjeve të caktuara.Ky element përdoret për të ngadalësuar neutronet.

Kalciumi është një nga metalet më të njohur të tokës alkaline. Në formën e tij të pastër, është një substancë e bardhë e butë me një nuancë argjendi. Për herë të parë, kalciumi i pastër u izolua në 1808. Në natyrë, ky element është i pranishëm në formën e mineraleve si mermeri, guri gëlqeror dhe gipsi. Kalciumi përdoret gjerësisht në teknologjinë moderne. Përdoret si lëndë djegëse kimike dhe gjithashtu si material rezistent ndaj flakës. Nuk është sekret që komponimet e kalciumit përdoren në prodhimin e materialeve të ndërtimit dhe ilaçeve.

Ky element gjendet gjithashtu në çdo organizëm të gjallë. Në thelb, ai është përgjegjës për funksionimin e sistemit lokomotor.

Magnezi është një metal i lehtë dhe mjaft i lakueshëm me një ngjyrë karakteristike gri. Ai u izolua në formën e tij të pastër në 1808, por kripërat e tij u bënë të njohura shumë më herët. Magnezi gjendet në minerale si magneziti, dolomiti, karnaliti, kieseriti. Nga rruga, kripa e magnezit siguron një sasi të madhe të përbërjeve të kësaj substance që mund të gjenden në ujin e detit.

Grupi IIA përmban vetëm metale - Be (berilium), Mg (magnez), Ca (kalcium), Sr (stroncium), Ba (barium) dhe Ra (radium). Vetitë kimike të përfaqësuesit të parë të këtij grupi, beriliumit, janë më të ndryshme nga vetitë kimike të pjesës tjetër të elementeve të këtij grupi. Vetitë e tij kimike janë në shumë mënyra edhe më të ngjashme me aluminin sesa me metalet e tjera të grupit IIA (e ashtuquajtura "ngjashmëri diagonale"). Magnezi, nga ana tjetër, ndryshon dukshëm nga Ca, Sr, Ba dhe Ra në vetitë kimike, por gjithsesi ka veti kimike shumë më të ngjashme me to sesa me beriliumin. Për shkak të ngjashmërisë së konsiderueshme të vetive kimike të kalciumit, stronciumit, bariumit dhe radiumit, ato kombinohen në një familje, të quajtur tokë alkaline metalet.

Të gjithë elementët e grupit IIA i përkasin s-elemente, d.m.th. përmbajnë të gjitha elektronet e tyre të valencës s-nën-niveli. Kështu, konfigurimi elektronik i shtresës së jashtme elektronike të të gjithë elementëve kimikë të një grupi të caktuar ka formën ns 2 , ku n- numri i periudhës në të cilën ndodhet elementi.

Për shkak të veçorive të strukturës elektronike të metaleve të grupit IIA, këta elementë, përveç zeros, janë në gjendje të kenë vetëm një gjendje të vetme oksidimi të barabartë me +2. Substancat e thjeshta të formuara nga elementët e grupit IIA, kur marrin pjesë në ndonjë reaksion kimik, mund të oksidohen vetëm, d.m.th. dhuroni elektrone:

Ме 0 - 2e - → Ме +2

Kalciumi, stronciumi, bariumi dhe radiumi janë jashtëzakonisht reaktivë. Substancat e thjeshta të formuara prej tyre janë agjentë reduktues shumë të fortë. Magnezi është gjithashtu një agjent i fuqishëm reduktues. Aktiviteti reduktues i metaleve u bindet ligjeve të përgjithshme të ligjit periodik të D.I. Mendeleev dhe rritet poshtë nëngrupit.

Ndërveprimi me substanca të thjeshta

me oksigjen

Pa ngrohje, beriliumi dhe magnezi nuk reagojnë as me oksigjenin atmosferik dhe as me oksigjenin e pastër për faktin se ato janë të mbuluara me filma të hollë mbrojtës të përbërë, përkatësisht, nga oksidet BeO dhe MgO. Ruajtja e tyre nuk kërkon ndonjë metodë të veçantë të mbrojtjes nga ajri dhe lagështia, ndryshe nga metalet e tokës alkaline, të cilat ruhen nën një shtresë të lëngshme inerte ndaj tyre, më shpesh vajguri.

Be, Mg, Ca, Sr, kur digjen në oksigjen, formojnë okside të përbërjes MeO, dhe Ba - një përzierje e oksidit të bariumit (BaO) dhe peroksidit të bariumit (BaO 2):

2Mg + O 2 = 2MgO

2Ca + O 2 = 2CaO

2Ba + O 2 = 2BaO

Ba + O 2 = BaO 2

Duhet theksuar se gjatë djegies së metaleve alkaline tokësore dhe magnezit në ajër, si efekt anësor ndodh edhe reaksioni i këtyre metaleve me azotin në ajër, si rezultat i të cilit, përveç përbërjeve të metaleve me oksigjen, nitridet. me formulën e përgjithshme formohen edhe Me 3 N 2.

me halogjene

Berili reagon me halogjenet vetëm në temperatura të larta, dhe pjesa tjetër e metaleve të grupit IIA - tashmë në temperaturën e dhomës:

Mg + I 2 = MgI 2 - jodidi i magnezit

Ca + Br 2 = CaBr 2 - bromur kalciumi

Ba + Cl 2 = BaCl 2 - klorur bariumi

me jometale të grupeve IV-VI

Të gjitha metalet e grupit IIA reagojnë kur nxehen me të gjitha jometalet e grupeve IV-VI, por në varësi të pozicionit të metalit në grup, si dhe aktivitetit të jometaleve, kërkohet një shkallë e ndryshme nxehjeje. Meqenëse beriliumi është kimikisht më inerti nga të gjithë metalet e grupit IIA, ai kërkon në thelb b O temperaturë më të lartë.

Duhet të theksohet se reaksioni i metaleve me karbonin mund të formojë karbide të natyrës së ndryshme. Dalloni midis karbiteve që i përkasin metanideve dhe derivateve të konsideruara me kusht të metanit, në të cilat të gjithë atomet e hidrogjenit zëvendësohen nga metali. Ato, ashtu si metani, përmbajnë karbon në gjendje oksidimi -4 dhe gjatë hidrolizës ose ndërveprimit të tyre me acidet jooksiduese, një nga produktet është metani. Ekziston edhe një lloj tjetër i karbiteve - acetilenidet, të cilat përmbajnë jonin C 2 2-, i cili në fakt është një fragment i molekulës së acetilenit. Karbidet e llojit të acetilenidit gjatë hidrolizës ose ndërveprimit me acidet jooksiduese formojnë acetilenin si një nga produktet e reaksionit. Çfarë lloj karbidi - metanid ose acetileni - përftohet nga ndërveprimi i një metali të caktuar me karbonin varet nga madhësia e kationit metalik. Me jone metalike me një rreze të vogël, metanide formohen, si rregull, me jone të një madhësie më të madhe, acetilenidet. Në rastin e metaleve të grupit të dytë, metanidi fitohet nga bashkëveprimi i beriliumit me karbonin:

Pjesa tjetër e metaleve të grupit II A formojnë acetilenide me karbon:

Me silikon, metalet e grupit IIA formojnë silicide - komponime të llojit Me 2 Si, me nitrogjen - nitride (Me 3 N 2), fosfor - fosfide (Me 3 P 2):

me hidrogjen

Të gjitha metalet e tokës alkaline reagojnë me hidrogjenin kur nxehen. Në mënyrë që magnezi të reagojë me hidrogjenin, nuk mjafton vetëm ngrohja, siç është rasti me metalet alkaline tokësore; përveç temperaturës së lartë, kërkohet edhe një presion i shtuar i hidrogjenit. Beriliumi nuk reagon me hidrogjenin në asnjë rrethanë.

Ndërveprimi me substanca komplekse

me ujë

Të gjitha metalet alkaline tokësore reagojnë në mënyrë aktive me ujin për të formuar alkalet (hidroksidet e metaleve të tretshme) dhe hidrogjenin. Magnezi reagon me ujin vetëm kur zien për faktin se kur nxehet, filmi mbrojtës i oksidit të MgO shpërndahet në ujë. Në rastin e beriliumit, filmi mbrojtës i oksidit është shumë i qëndrueshëm: uji nuk reagon me të as gjatë zierjes, as edhe në nxehtësinë e kuqe:

me acide jooksiduese

Të gjitha metalet e nëngrupit kryesor të grupit II reagojnë me acidet jooksiduese, pasi ato janë në vijën e aktivitetit në të majtë të hidrogjenit. Kjo formon kripën e acidit dhe hidrogjenit përkatës. Shembuj të reagimeve:

Be + H 2 SO 4 (dil.) = BeSO 4 + H 2

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

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

me acide oksiduese

- acid nitrik i holluar

Të gjitha metalet e grupit IIA reagojnë me acid nitrik të holluar. Në këtë rast, produktet e reduktimit në vend të hidrogjenit (si në rastin e acideve jooksiduese) janë oksidet e azotit, kryesisht oksidi i azotit (I) (N 2 O), dhe në rastin e acidit nitrik shumë të holluar, nitrat amonit ( NH 4 NO 3):

4Ca + 10HNO 3 ( i copëtuar .) = 4Ca (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

4 Mg + 10 HNO 3 (i thyer keq)= 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

- acid nitrik i koncentruar

Acidi nitrik i koncentruar pasivizon beriliumin në temperatura të zakonshme (ose të ulëta), d.m.th. nuk reagon me të. Kur zihet, reagimi është i mundur dhe vazhdon kryesisht në përputhje me ekuacionin:

Magnezi dhe metalet e tokës alkaline reagojnë me acid nitrik të përqendruar për të formuar një gamë të gjerë produktesh të ndryshme për reduktimin e azotit.

- acid sulfurik i koncentruar

Beriliumi pasivizohet me acid sulfurik të koncentruar, d.m.th. nuk reagon me të në kushte normale, megjithatë, reagimi vazhdon gjatë zierjes dhe çon në formimin e sulfatit të beriliumit, dioksidit të squfurit dhe ujit:

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

Bariumi gjithashtu pasivizohet nga acidi sulfurik i përqendruar për shkak të formimit të sulfatit të patretshëm të bariumit, por reagon me të kur nxehet; sulfati i bariumit shpërndahet kur nxehet në acid sulfurik të koncentruar për shkak të shndërrimit të tij në hidrogjen sulfat bariumi.

Pjesa tjetër e metaleve të grupit kryesor IIA reagojnë me acid sulfurik të koncentruar në çdo kusht, përfshirë në të ftohtë. Reduktimi i squfurit mund të ndodhë në SO 2, H 2 S dhe S, në varësi të aktivitetit të metalit, temperaturës së reaksionit dhe përqendrimit të acidit:

Mg + H2SO4 ( fund .) = MgSO 4 + SO 2 + H 2 O

3Mg + 4H 2SO 4 ( fund .) = 3MgSO 4 + S ↓ + 4H 2 O

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

me alkalet

Magnezi dhe metalet e tokës alkaline nuk ndërveprojnë me alkalet, dhe beriliumi reagon lehtësisht si me tretësirat e alkalit ashtu edhe me alkalet anhidër gjatë shkrirjes. Në këtë rast, kur reaksioni kryhet në një tretësirë ​​ujore, uji gjithashtu merr pjesë në reagim, dhe produktet janë tetrahidroksoberilate të metaleve alkaline ose tokësore alkaline dhe hidrogjenit të gaztë:

Be + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - tetrahidroksoberilati i kaliumit

Kur reaksioni kryhet me një alkali të ngurtë gjatë shkrirjes, formohen berilate të metaleve alkaline ose tokësore alkaline dhe hidrogjenit.

Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - berilat kaliumi

me okside

Metalet alkaline të tokës, si dhe magnezi, mund të zvogëlojnë metalet më pak aktive dhe disa jometale nga oksidet e tyre kur nxehen, për shembull:

Metoda e reduktimit të metaleve nga oksidet e tyre me magnez quhet magneziumtermia.

Koncepti i metaleve alkaline tokësore përfshin disa nga elementët e grupit II të sistemit Mendeleev: berilium, magnez, kalcium, stroncium, barium, radium. Katër metalet e fundit kanë shenjat më të theksuara të një klasifikimi të tokës alkaline, prandaj, në disa burime, beriliumi dhe magnezi nuk përfshihen në listë, duke u kufizuar në katër elementë.

Metali mori emrin e tij për faktin se kur oksidet e tyre ndërveprojnë me ujin, formohet një medium alkalik. Vetitë fizike të metaleve alkaline tokësore: të gjithë elementët kanë një ngjyrë metalike gri, në kushte normale kanë një strukturë solide, me një rritje të numrit serik, dendësia e tyre rritet dhe kanë një pikë shkrirjeje shumë të lartë. Ndryshe nga metalet alkali, elementët e këtij grupi nuk priten me thikë (me përjashtim të stronciumit). Vetitë kimike të metaleve alkaline tokësore: kanë dy elektrone valente, aktiviteti rritet me rritjen e numrit serik, në reaksione ato veprojnë si agjent reduktues.

Karakteristikat e metaleve alkaline tokësore tregojnë aktivitetin e tyre të lartë. Kjo është veçanërisht e vërtetë për elementët me një numër serial të madh. Për shembull, beriliumi në kushte normale nuk ndërvepron me oksigjenin dhe halogjenet. Për të filluar mekanizmin e reagimit, ai duhet të nxehet në një temperaturë mbi 600 gradë Celsius. Magnezi në kushte normale ka një film oksid në sipërfaqen e tij dhe gjithashtu nuk reagon me oksigjenin. Kalciumi oksidohet, por ngadalë. Por stronciumi, bariumi dhe radiumi oksidohen pothuajse menjëherë, kështu që ato ruhen në një mjedis pa oksigjen nën një shtresë vajguri.

Të gjitha oksidet përmirësojnë vetitë themelore me një rritje të numrit serik të metalit. Hidroksidi i beriliumit është një përbërje amfoterike që nuk reagon me ujin, por tretet mirë në acide. Hidroksidi i magnezit është një alkali i dobët, i patretshëm në ujë, por reaktiv me acide të forta. Hidroksidi i kalciumit është një bazë e fortë që është pak e tretshme në ujë dhe reagon me acidet. Hidroksidet e bariumit dhe stronciumit janë baza të forta që janë lehtësisht të tretshme në ujë. Dhe hidroksidi i radiumit është një nga alkalet më të forta që reagon mirë me ujin dhe pothuajse të gjitha llojet e acideve.

Metodat e marrjes

Hidroksidet e metaleve alkaline tokësore përftohen nga veprimi i ujit në një element të pastër. Reagimi zhvillohet në kushtet e dhomës (përveç beriliumit, i cili kërkon një rritje të temperaturës) me evolucionin e hidrogjenit. Kur nxehen, të gjitha metalet e tokës alkaline reagojnë me halogjenet. Komponimet e përftuara përdoren në prodhimin e një game të gjerë produktesh nga plehrat kimike deri te pjesët mikroprocesore ultra precize. Përbërjet e metaleve alkaline tokësore shfaqin të njëjtin aktivitet të lartë si elementët e pastër, prandaj ato përdoren në shumë reaksione kimike.

Më shpesh kjo ndodh gjatë reaksioneve të shkëmbimit, kur është e nevojshme të zhvendoset një metal më pak aktiv nga një substancë. Ata marrin pjesë në reaksionet redoks si një agjent i fortë reduktues. Kationet dyvalente të kalciumit dhe magnezit i japin ujit të ashtuquajturën fortësi. Tejkalimi i këtij fenomeni ndodh me depozitimin e joneve duke përdorur ndikim fizik ose shtimin e emolientëve të veçantë në ujë. Kripërat e metaleve alkaline tokësore formohen nga tretja e elementeve në acid ose si rezultat i reaksioneve të shkëmbimit. Përbërjet që rezultojnë kanë një lidhje të fortë kovalente, dhe për këtë arsye kanë përçueshmëri të ulët elektrike.

Në natyrë, metalet alkaline të tokës nuk mund të jenë në formën e tyre të pastër, pasi ato ndërveprojnë shpejt me mjedisin, duke formuar komponime kimike. Ato janë pjesë e mineraleve dhe shkëmbinjve që gjenden në trashësinë e kores së tokës. Kalciumi është më i zakonshmi, magnezi është pak inferior ndaj tij, barium dhe stroncium janë mjaft të zakonshëm. Beriliumi është një metal i rrallë, ndërsa radiumi është shumë i rrallë. Për gjithë kohën që ka kaluar nga zbulimi i radiumit, në të gjithë botën janë nxjerrë vetëm një kilogram e gjysmë metal të pastër. Ashtu si shumica e elementëve radioaktivë, radiumi ka katër izotope.

Metalet e tokës alkaline fitohen duke dekompozuar substanca komplekse dhe duke izoluar një substancë të pastër prej tyre. Beriliumi fitohet duke e reduktuar atë nga fluori kur ekspozohet ndaj temperaturave të larta. Bariumi reduktohet nga oksidi i tij. Kalciumi, magnezi dhe stronciumi fitohen nga elektroliza e shkrirjes së tyre të klorurit. Radiumi i pastër është më i vështiri për t'u sintetizuar. Ai nxirret duke ndikuar në mineralin e uraniumit. Shkencëtarët vlerësojnë se mesatarisht ka 3 gramë radium të pastër për ton mineral, megjithëse ka edhe depozita të pasura, të cilat përmbajnë deri në 25 gramë për ton. Për izolimin e metalit përdoren metoda të reshjeve, kristalizimit të pjesshëm dhe shkëmbimit të joneve.

Aplikimi i metaleve alkaline tokësore

Gama e aplikimeve për metalet alkaline tokësore është shumë e gjerë dhe mbulon shumë industri. Beriliumi përdoret në shumicën e rasteve si një shtesë aliazh për lidhje të ndryshme. Rrit fortësinë dhe forcën e materialeve, mbron mirë sipërfaqen nga korrozioni. Gjithashtu, për shkak të përthithjes së dobët të rrezatimit radioaktiv, beriliumi përdoret në prodhimin e makinave me rreze X dhe në energjinë bërthamore.

Magnezi përdoret si një nga agjentët reduktues në prodhimin e titanit. Lidhjet e tij karakterizohen nga forca dhe butësia e lartë, prandaj ato përdoren në prodhimin e avionëve, makinave dhe raketave. Oksidi i magnezit digjet me një flakë të ndritshme, verbuese, e cila reflektohet në ushtri, ku përdoret për të bërë predha ndezëse dhe gjurmuese, flakë zjarri dhe granata trullosëse. Është një nga elementët më të rëndësishëm për rregullimin e procesit normal të jetës së organizmit, prandaj është pjesë e disa barnave.

Kalciumi i pastër praktikisht nuk përdoret. Është e nevojshme për të rivendosur metalet e tjera nga përbërjet e tyre, si dhe në prodhimin e preparateve për forcimin e indit kockor. Stronciumi përdoret për reduktimin e metaleve të tjera dhe si komponent kryesor për prodhimin e materialeve superpërcjellëse. Bariumi u shtohet shumë lidhjeve që janë krijuar për të punuar në mjedise gërryese, pasi ka veti të shkëlqyera mbrojtëse. Radiumi përdoret në mjekësi për rrezatim afatshkurtër të lëkurës në trajtimin e tumoreve malinje.

Mësimi do të trajtojë temën “Metalet dhe vetitë e tyre. Metalet alkali. Metalet alkaline të tokës. Alumini". Do të mësoni vetitë dhe modelet e përgjithshme të elementeve alkaline dhe alkaline tokësore, do të studioni veçmas vetitë kimike të metaleve alkaline dhe alkaline tokësore dhe përbërjet e tyre. Me ndihmën e ekuacioneve kimike, do të merret parasysh një koncept i tillë si ngurtësia e ujit. Njihuni me aluminin, vetitë dhe lidhjet e tij. Do të mësoni për përzierjet që rigjenerojnë oksigjenin, ozonidet, peroksidin e bariumit dhe prodhimin e oksigjenit.

Tema: Metalet bazë dhe jometalet

Mësimi: Metalet dhe vetitë e tyre. Metalet alkali. Metalet alkaline të tokës. Alumini

Nëngrupi kryesor i grupit I të Tabelës Periodike të D.I. Mendelejevi janë litium Li, natriumi Na, kalium K, rubidium Rb, cezium Cs dhe francium Fr. Referohen elementet e këtij nëngrupi. Emri i tyre i zakonshëm është metale alkali.

Metalet alkaline tokësore janë në nëngrupin kryesor të grupit II të D.I. Mendelejevi. Këto janë magnezi Mg, kalciumi Ca, stroncium Sr, barium Ba dhe radiumi Ra.

Metalet alkali dhe alkaline tokësore si metale tipike shfaqin veti të theksuara reduktuese. Për elementët e nëngrupeve kryesore, vetitë metalike rriten me rritjen e rrezes. Vetitë reduktuese janë veçanërisht të theksuara në metalet alkaline. Aq sa është praktikisht e pamundur kryerja e reaksioneve të tyre me tretësira ujore të holluara, pasi në radhë të parë do të ketë një reagim të ndërveprimit të tyre me ujin. Situata është e ngjashme me metalet alkaline të tokës. Ata gjithashtu ndërveprojnë me ujin, por shumë më pak intensivisht se metalet alkali.

Konfigurimet elektronike shtresa valore e metaleve alkali - ns 1 , ku n është numri i shtresës elektronike. Ato quhen s-elemente. Metalet alkaline të tokës - ns 2 (s-elementet). Alumini ka elektrone valente …3 s 2 3p 1(p-element). Këta elementë formojnë komponime me një lloj lidhjeje jonike. Kur për to formohen komponime, gjendja e oksidimit korrespondon me numrin e grupit.

Zbulimi i joneve metalike në kripëra

Jonet metalike mund të identifikohen lehtësisht nga ndryshimi i ngjyrës së flakës. Oriz. 1.

Kripërat e litiumit - ngjyrimi i flakës së kuqe karmine. Kripërat e natriumit janë të verdha. Kripërat e kaliumit - vjollcë përmes xhamit kobalt. Rubidiumi është i kuq, ceziumi është vjollcë-blu.

Oriz. 1

Kripërat e metaleve alkaline të tokës: kalcium - e kuqe tulla, stroncium - e kuqe karmine dhe barium - jeshile e verdhë. Kripërat e aluminit nuk e ndryshojnë ngjyrën e flakës. Kripërat e metaleve alkaline dhe alkaline tokësore përdoren për të krijuar fishekzjarre. Dhe mund të përcaktoni lehtësisht nga ngjyra e të cilave u përdorën kripërat metalike.

Karakteristikat e metaleve

Metalet alkali janë substanca të bardha argjendi me shkëlqim metalik karakteristik. Ato njollosen shpejt në ajër për shkak të oksidimit. Këto janë metale të buta, Na, K, Rb, Cs janë të ngjashme në butësi me dyllin. Ato priten lehtë me thikë. Ato janë të lehta. Litiumi është metali më i lehtë me një densitet prej 0,5 g / cm 3.

Vetitë kimike të metaleve alkaline

1. Ndërveprimi me jometalet

Për shkak të vetive të tyre të larta reduktuese, metalet alkali reagojnë dhunshëm me halogjenet për të formuar halogjenin përkatës. Kur nxehen, ato reagojnë me squfur, fosfor dhe hidrogjen për të formuar sulfide, hidride, fosfide.

2Na + Cl 2 → 2NaCl

Litiumi është i vetmi metal që reagon me azotin edhe në temperaturën e dhomës.

6Li + N 2 = 2Li 3 N, nitridi i litiumit që rezulton i nënshtrohet hidrolizës së pakthyeshme.

Li 3 N + 3H 2 O → 3LiOH + NH 3

2. Ndërveprimi me oksigjenin

Vetëm me litium formohet oksidi i litiumit menjëherë.

4Li + О 2 = 2Li 2 О, dhe kur oksigjeni ndërvepron me natriumin, formohet peroksid natriumi.

2Na + О 2 = Na 2 О 2. Kur të gjitha metalet e tjera digjen, formohen superokside.

K + O 2 = KO 2

3. Ndërveprimi me ujin

Nga reagimi me ujin, mund të shihet qartë se si aktiviteti i këtyre metaleve në grup ndryshon nga lart poshtë. Litiumi dhe natriumi ndërveprojnë me qetësi me ujin, kaliumi - me një ndezje, dhe ceziumi - tashmë me një shpërthim.

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

4.

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

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

Marrja e metaleve alkaline

Për shkak të aktivitetit të lartë të metaleve, ato mund të merren duke përdorur elektrolizën e kripërave, më së shpeshti klorureve.

Përbërjet e metaleve alkali përdoren gjerësisht në industri të ndryshme. Shihni Tab. 1.

PËRBËRJET E PËRBASHKËT TË METALEVE ALKALINE
	Sode kaustike (sode kaustike)
	Kripë
	kripë kilian
Na 2 SO 4 ∙ 10H 2 O	kripa e Glauber-it
Na 2 CO 3 ∙ 10H 2 O	Sode kristal
	Kaliumi kaustik
	Klorur kaliumi (sylvin)
	kripë indiane

Emri i tyre është për faktin se hidroksidet e këtyre metaleve janë alkale, dhe oksidet më parë quheshin "toka". Për shembull, oksidi i bariumit BaO është tokë barium. Beriliumi dhe magnezi më shpesh nuk klasifikohen si metale alkaline të tokës. Nuk do ta konsiderojmë as radiumin, pasi është radioaktiv.

Vetitë kimike të metaleve alkaline të tokës.

1. Ndërveprimi mejometalet

Сa + Cl 2 → 2СaCl 2

Ca + H 2 CaH 2

3Ca + 2P Ca 3 P 2-

2. Ndërveprimi me oksigjenin

2Ca + O 2 → 2CaO

3. Ndërveprimi me ujin

Sr + 2H 2 O → Sr (OH) 2 + H 2, por ndërveprimi është më i qetë se me metalet alkaline.

4. Ndërveprimi me acidet - agjentë të fortë oksidues

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

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

Marrja e metaleve alkaline të tokës

Kalciumi dhe stronciumi metalik fitohen nga elektroliza e kripërave të shkrira, më së shpeshti klorureve.

CaCl 2 Ca + Cl 2

Barium me pastërti të lartë mund të merret me metodën alumotermale nga oksidi i bariumit

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

PËRBËRJET E PËRBASHKËTA ALKALINE TË TOKËS

Komponimet më të famshme të metaleve alkaline tokësore janë: CaO - gëlqere e gjallë. Ca (OH) 2 - gëlqere e shuar, ose ujë gëlqereje. Kur dioksidi i karbonit kalon nëpër ujin e gëlqeres, ndodh turbullira, pasi formohet karbonat kalciumi i patretshëm CaCO 3. Por duhet mbajtur mend se me kalimin e mëtejshëm të dioksidit të karbonit, formohet bikarbonat i tretshëm dhe sedimenti zhduket.

Oriz. 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

gips - këto janë CaSO 4 ∙ 2H 2 O, alabaster - CaSO 4 ∙ 0.5H 2 O. Gipsi dhe alabastri përdoren në ndërtim, mjekësi dhe për prodhimin e sendeve dekorative. Oriz. 2.

Karbonat kalciumi CaCO 3 formon shumë minerale të ndryshme. Oriz. 3.

Oriz. 3

Fosfati i kalciumit Ca 3 (PO 4) 2 - fosforit, mielli fosforik përdoret si pleh mineral.

Pa ujë i pastër klorur kalciumi CaCl 2 është një substancë higroskopike, prandaj përdoret gjerësisht në laboratorë si desikant.

Karbidi i kalciumit- CaC 2. Mund ta merrni si kjo:

СaO + 2C → CaC 2 + CO. Një nga përdorimet e tij është në prodhimin e acetilenit.

CaC 2 + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + C 2 H 2

Sulfati i bariumit BaSO 4 - barit. Oriz. 4. Përdoret si referencë e bardhë në disa studime.

Oriz. 4

Fortësia e ujit

Uji natyral përmban kripëra të kalciumit dhe magnezit. Nëse ato përmbahen në përqendrime të dukshme, atëherë sapuni nuk shkumëzon në ujë të tillë për shkak të formimit të stearateve të patretshme. Kur është zier, formohen luspa.

Ngurtësi e përkohshme për shkak të pranisë së bikarbonateve të kalciumit dhe magnezit Ca (HCO 3) 2 dhe Mg (HCO 3) 2. Kjo fortësi mund të hiqet duke zier.

Ca (HCO 3) 2 CaCO 3 ↓ + СО 2 + Н 2 О

Fortësia e vazhdueshme e ujit për shkak të pranisë së kationeve Ca 2+., Mg 2+ dhe anioneve H 2 PO 4 -, Cl -, NO 3 - dhe të tjerë Fortësia e vazhdueshme e ujit eliminohet vetëm për shkak të reaksioneve të shkëmbimit të joneve, si rezultat i të cilave magnezi dhe jonet e kalciumit do të transferohen në sediment.

Detyre shtepie

1.Nr.3, 4, 5-a (f. 173) Gabrielyan O.S. Kimia. Klasa 11. Një nivel bazë të. Botimi i 2-të, Fshirë. - M .: Bustard, 2007 .-- 220 f.

2. Cili është reagimi i mjedisit në një tretësirë ​​ujore të sulfurit të kaliumit? Përgjigjen e vërtetoni me ekuacionin e reaksionit të hidrolizës.

3. Përcaktoni pjesën masive të natriumit në ujin e detit, i cili përmban 1,5% klorur natriumi.

Grupi i dytë i tabelës periodike të D.I.Mendeleev përmban një grup elementësh që janë shumë të ngjashëm në vetitë e tyre me metalet alkali, por inferiorë ndaj tyre në aktivitet. Ai përfshin berilium dhe magnez, si dhe kalcium, stroncium, barium dhe radium. Ata njihen kolektivisht si elementë të tokës alkaline. Në artikullin tonë do të njihemi me shpërndarjen e tyre në natyrë dhe aplikimin e tyre në industri, si dhe do të studiojmë vetitë kimike më të rëndësishme të metaleve alkaline tokësore.

karakteristikat e përgjithshme

Të gjithë atomet e elementeve të listuara më sipër përmbajnë dy elektrone në shtresën e jashtme të energjisë. Duke ndërvepruar me substanca të tjera, ata gjithmonë heqin dorë nga grimcat e tyre negative, duke kaluar në gjendjen e kationeve me ngarkesë 2+. Në reaksionet redoks, elementët sillen si agjentë të fortë reduktues. Ndërsa ngarkesa bërthamore rritet, vetitë kimike të metaleve alkaline tokësore dhe aktiviteti i tyre rriten. Në ajër, ato oksidohen shpejt, duke formuar një film oksidi në sipërfaqen e tyre. Formula e përgjithshme për të gjitha oksidet është RO. Ato korrespondojnë me hidroksidet me formulën R (OH) 2. Vetitë e tyre themelore dhe tretshmëria në ujë rriten gjithashtu me rritjen e numrit rendor të elementit.

Vetitë e veçanta të beriliumit dhe magnezit

Në disa nga vetitë e tyre, dy përfaqësuesit e parë të nëngrupit kryesor të grupit të dytë janë disi të ndryshëm nga elementët e tjerë të tokës alkaline. Kjo manifestohet, veçanërisht, gjatë ndërveprimit të tyre me ujin. Për shembull, vetitë kimike të beriliumit janë të tilla që nuk reagon fare me H 2 O. Nga ana tjetër, magnezi ndërvepron me ujin vetëm kur nxehet. Por të gjithë elementët e tokës alkaline reagojnë lehtësisht me të në temperatura të zakonshme. Cilat substanca formohen në këtë rast?

Baza metalike tokësore alkaline

Duke qenë elementë aktivë, kalciumi, bariumi dhe anëtarët e tjerë të grupit zhvendosin shpejt hidrogjenin nga uji, duke rezultuar në hidroksidet e tyre. Ndërveprimi i metaleve të tokës alkaline me ujin vazhdon në mënyrë të dhunshme, me çlirimin e nxehtësisë. Tretësirat e bazave të kalciumit, bariumit, stronciumit janë me sapun në prekje dhe në kontakt me lëkurën dhe mukozën e syve shkaktojnë djegie të rënda. Ndihma e parë në raste të tilla do të jetë trajtimi i sipërfaqes së plagës me një zgjidhje të dobët të acidit acetik. Ai neutralizon alkalin dhe zvogëlon rrezikun e nekrozës së indeve të dëmtuara.

Vetitë kimike të metaleve alkaline të tokës

Ndërveprimi me oksigjenin, ujin dhe jometalet është lista kryesore e vetive të metaleve të përfshira në grupin e dytë të tabelës periodike të elementeve kimike. Për shembull, kalciumi, edhe në kushte normale, reagon me halogjenet: fluorin, klorin, bromin dhe jodin. Kur nxehet, kombinohet me squfur, karbon dhe azot. Oksidimi i fortë - djegia, përfundon me formimin e oksidit të kalciumit: 2Ca + O 2 = 2 CaO. Ndërveprimi i metaleve me hidrogjenin çon në formimin e hidrideve. Janë substanca zjarrduruese të bardha me rrjeta kristalore jonike. Vetitë e rëndësishme kimike të metaleve alkaline tokësore përfshijnë ndërveprimin e tyre me ujin. Siç u përmend më herët, produkti i këtij reaksioni zëvendësues do të jetë një hidroksid metalik. Vini re gjithashtu se në nëngrupin kryesor të grupit të dytë, kalciumi zë vendin më domethënës. Prandaj, le të ndalemi në karakteristikat e tij në më shumë detaje.

Kalciumi dhe komponimet e tij

Përmbajtja e elementit në koren e tokës është deri në 3,5%, gjë që tregon shpërndarjen e tij të gjerë në minerale si gëlqerorë, shkumës, mermer dhe kalcit. Kalciumi natyral përmban gjashtë lloje izotopësh. Gjendet edhe në burimet natyrore të ujit. Përbërjet e metaleve alkaline studiohen në detaje në rrjedhën e kimisë inorganike. Për shembull, në klasën e 9-të, nxënësit mësojnë se kalciumi është një metal i lehtë, por i fortë, me ngjyrë të bardhë argjendi. Pika e tij e shkrirjes dhe e vlimit është më e lartë se ajo e elementeve alkaline. Metoda kryesore e prodhimit është elektroliza e një përzierje të kripërave të shkrirë të klorurit të kalciumit dhe fluorit. Vetitë e tij kryesore kimike përfshijnë reagimet e tij me oksigjenin, ujin dhe jometalet. Nga komponimet e metaleve alkali, oksidi i kalciumit dhe baza kanë rëndësinë më të madhe për industrinë. Përbërja e parë përftohet nga shkumësi ose guri gëlqeror duke i djegur ato.

Më tej, hidroksidi i kalciumit formohet nga oksidi i kalciumit dhe uji. Një përzierje e tij me rërë dhe ujë quhet llaç. Vazhdon të përdoret si suva dhe për bashkimin e tullave gjatë shtrimit të mureve. Një zgjidhje e hidroksidit të kalciumit, e quajtur ujë gëlqereje, përdoret si reagent për të zbuluar dioksidin e karbonit. Kur dioksidi i karbonit kalon nëpër një tretësirë ​​ujore transparente të Ca (OH) 2, turbullira e tij vërehet për shkak të formimit të një precipitati të patretshëm të karbonatit të kalciumit.

Magnezi dhe karakteristikat e tij

Kimia e metaleve alkaline tokësore studion vetitë e magnezit, duke u fokusuar në disa nga veçoritë e tij. Është një metal shumë i lehtë, i bardhë argjendi. Magnezi, i shkrirë në një atmosferë me lagështi të lartë, thith në mënyrë aktive molekulat e hidrogjenit nga avujt e ujit. Duke u ftohur, metali pothuajse plotësisht i lëshon ato përsëri në ajër. Ai reagon shumë ngadalë me ujin për shkak të formimit të një përbërësi të dobët të tretshëm - hidroksidit të magnezit. Alkalet nuk kanë fare efekt në magnez. Metali nuk reagon me disa acide: sulfat të koncentruar dhe hidrofluor, për shkak të pasivimit të tij dhe formimit të një filmi mbrojtës në sipërfaqe. Shumica e acideve minerale shkrin metalin, i cili shoqërohet nga një evolucion i dhunshëm i hidrogjenit. Magnezi është një agjent i fortë reduktues, ai zëvendëson shumë metale nga oksidet ose kripërat e tyre:

BeO + Mg = MgO + Be.

Metali, së bashku me beriliumin, manganin dhe aluminin, përdoret si një shtesë aliazh për çelikun. Veçanërisht të vlefshme kanë lidhjet që përmbajnë magnez - elektronet. Ato përdoren në prodhimin e avionëve dhe automobilave, si dhe në pjesët e teknologjisë optike.

Roli i elementeve në jetën e organizmave

Le të japim shembuj të metaleve alkaline tokësore, përbërjet e të cilave janë të zakonshme në natyrë. Magnezi është atomi qendror në molekulat e klorofilit në bimë. Merr pjesë në procesin e fotosintezës dhe është pjesë e qendrave aktive të pigmentit të gjelbër. Atomet e magnezit rregullojnë energjinë e dritës, duke e shndërruar atë më pas në energjinë e lidhjeve kimike të përbërjeve organike: glukozës, aminoacideve, glicerinës dhe acideve yndyrore. Një rol të rëndësishëm luan elementi si përbërës i domosdoshëm i enzimave që rregullojnë metabolizmin në trupin e njeriut. Kalciumi është një makronutrient që siguron kalimin efikas të impulseve elektrike përmes indit nervor. Prania e kripërave të tij fosfate në përbërjen e kockave dhe smaltit të dhëmbëve u jep atyre fortësi dhe forcë.

Beriliumi dhe vetitë e tij

Metalet e tokës alkaline përfshijnë gjithashtu berilium, barium dhe stroncium. Merrni parasysh beriliumin. Elementi nuk është i përhapur në natyrë, ai gjendet kryesisht në përbërjen e mineraleve, për shembull, beril. Varietetet e tij, që përmbajnë papastërti shumëngjyrësh, formojnë gurë të çmuar: smerald dhe akuamarinë. Një tipar i vetive fizike është brishtësia dhe fortësia e lartë. Një tipar dallues i atomit të një elementi është prania në nivelin e dytë të jashtëm të energjisë, jo tetë, si në të gjitha metalet e tjera të tokës alkaline, por vetëm dy elektrone.

Prandaj, rrezja e atomit dhe jonit është në mënyrë disproporcionale e vogël, energjia e jonizimit është e madhe. Kjo përcakton forcën e lartë të rrjetës kristalore të metalit. Vetitë kimike të beriliumit gjithashtu e dallojnë atë nga elementët e tjerë të grupit të dytë. Ai reagon jo vetëm me acidet, por edhe me tretësirat alkaline, duke zhvendosur hidrogjenin dhe duke formuar hidroksiberilate:

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

Metali ka një numër karakteristikash unike. Për shkak të aftësisë së tij për të transmetuar rreze X, përdoret për të bërë dritare me tuba me rreze X. Në industrinë bërthamore, elementi konsiderohet si moderatori dhe reflektuesi më i mirë i neutroneve. Në metalurgji, përdoret si një aditiv aliazh i vlefshëm që rrit vetitë kundër korrozionit të lidhjeve.

Stronciumi dhe bariumi

Elementet janë mjaft të zakonshëm në natyrë dhe, si magnezi metali alkaline i tokës, janë pjesë e mineraleve. Le t'i quajmë: barit, celestine, strontianite. Bariumi ka pamjen e një metali plastik të bardhë argjendi. Ashtu si kalciumi, ai përfaqësohet nga disa izotope. Në ajër, ai ndërvepron në mënyrë aktive me përbërësit e tij - oksigjen dhe azot, duke formuar oksid bariumi dhe nitrid. Për këtë arsye, metali ruhet nën një shtresë parafine ose vaji mineral, duke shmangur kontaktin me ajrin. Të dy metalet formojnë perokside kur nxehen në 500 ° C.

Prej tyre, peroksidi i bariumit, i përdorur si zbardhues pëlhurash, ka një aplikim praktik. Vetitë kimike të metaleve të tokës alkaline, bariumit dhe stronciumit, janë të ngjashme me ato të kalciumit. Sidoqoftë, ndërveprimi i tyre me ujin është shumë më aktiv, dhe bazat që rezultojnë janë më të forta se hidroksidi i kalciumit. Bariumi përdoret si një shtesë për ftohësit e lëngshëm të metaleve, i cili redukton korrozionin, në optikë dhe në prodhimin e pajisjeve elektronike me vakum. Stronciumi është i kërkuar në prodhimin e qelizave diellore dhe fosforeve.

Reaksionet cilësore duke përdorur jonet e metaleve të tokës alkaline

Përbërjet e bariumit dhe stronciumit janë shembuj të metaleve alkaline tokësore të përdorura gjerësisht në piroteknikë për shkak të ngjyrosjes së tyre të ndritshme të joneve të flakëve. Pra, sulfati ose karbonati i stronciumit i jep flakës një shkëlqim të kuq karmine, dhe komponimet përkatëse të bariumit - të verdhë-jeshile. Për të zbuluar jonet e kalciumit në laborator, disa kokrra të klorurit të kalciumit derdhen në flakën e djegësit, flaka kthehet në të kuqe tulle.

Një zgjidhje e klorurit të bariumit përdoret në kiminë analitike për të zbuluar jonet e një mbetjeje acide të acidit sulfat në një tretësirë. Nëse gjatë kullimit të tretësirave formohet një precipitat i bardhë i sulfatit të bariumit, kjo do të thotë se në të kishte grimca të SO 4 2-.

Në artikullin tonë, ne studiuam vetitë e metaleve të tokës alkaline dhe dhamë shembuj të përdorimit të tyre në industri të ndryshme.