Элементы главной IIA группы: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

 Общая характеристика

К элементам главной IIA группы относятся Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra. История открытия химических элементов группы IIA.

Атомы металлов IIA подгруппы имеют валентную электронную конфигурацию ns², где n - номер периода, в котором находится металл.

Плотность, температура плавления, температура кипения простых веществ элементов IIA группы.

Как видно из табл. 13.2, металлы IIА группы относительно легкоплавки. Самым тугоплавким является Ве. Все эти металлы сравнительно легкие.

Первый потенциал ионизации (ПИ₁), сродство к электрону (СЭ) и электроотрицательность по Полингу атомов элементов группы IIA.

Металлы от кальция до радия могут взаимодействовать с водой, давая гидроксиды, растворимые в воде (т.е. щелочи), поэтому их называют щелочноземельными:

Me + 2 H₂O = Me(OH)₂ + H₂­.

Щелочноземельные металлы самые активные после щелочных металлов. Поэтому иногда говорят, что атомы щелочноземельных металлов "стремятся отдавать валентные электроны, чтобы приобрести устойчивую электронную оболочку инертного газа". Из данных табл. следует, что это не совсем так. Чтобы у атома металла отнять даже один электрон и превратить его в положительно заряженный ион

Me - e + ПИ₁ = Me⁺

необходимо затратить достаточно большую энергию ПИ₁. Чтобы у иона Ме⁺ отнять еще один электрон, необходимо затратить еще большую энергию ПИ₂:

Me⁺ -e + ПИ₂ = Ме²⁺.

Эта большая, (по химическим масштабам) затрата энергии будет компенсирована прежде всего электростатическим взаимодействием с противоположно заряженными ионами. При переходе от Be к Ra и ПИ₁, и ПИ₂ уменьшаются, и поэтому активность металла, т.е. способность к химическому взаимодействию - увеличивается.                                                                            Типичные степени окисления элементов IIA группы в различных соединениях +2.

Получение

Be, Mg, Ca и Sr (Ме) получают электролизом расплавов их хлоридов:

MeCl₂ = Me²⁺ + 2Cl^-,
катод: Me²⁺ + 2e = Me; анод: 2Cl^- -2e = Cl₂,

а Ва - электролизом его окислов.

Используя относительно меньшую, чем у Al, С, Si, температуру кипения, можно получать эти металлы восстановлением их из оксидов и фторидов при высоких температурах:

4МеO + 2Al Ме(AlO₂)₂+ 3Me­
(Ме = Ca, Sr, Ba),
MeO + C CO + Me­,
2MeO + CaO + Si CaSiO₃ + 2Me­,
BeF₂ + Mg = MgF₂ + Be.

Свойства

Хранят Са, Sr, Ва под слоем керосина, так как при обычной температуре они окисляются кислородом воздуха.

Металлы IIA группы (Ме) - сильные восстановители. Они сравнительно легко реагируют с большинством неметаллов, разлагают воду (кроме Ве и Мg), растворяются в кислотах. В общем виде эти реакции будут выглядеть так:

Me + H₂ MeH₂(гидриды),
Me + Г₂ MeГ₂ (галогениды),
Me + S MeS (сульфиды),
3Me + 2P Me₃P₂ (фосфиды),
3Me + N₂ Me₃N₂(нитриды),
Me + 2H₂O = Me(OH)₂ + H₂­ (кроме Be и Mg),
Ме + 2НГ = МеГ₂ + Н₂­.

Гидриды металлов IIA группы реагируют с водой и кислородом:

MeH₂ + 2H₂O = Me(OH)₂ + 2H₂­,
MeH₂ + O₂ = Me(OH)₂ (кроме Be и Mg).

Галогениды (Г) Be и Mg сильно гидролизуются, давая оксосоли:

MeГ₂ + H₂O = Me(OH)Г + HГ

Mg и Ca применяют для получения Ti, U и редкоземельных металлов. Основная масса производимого Ве используется в атомной промышленности. Бериллиевые сплавы обладают высокой химической стойкостью. Магниевые сплавы используют в авиационной промышленности. Для осушки и очистки ряда веществ (CaCl₂) и в других областях.