[МУЗЫКА] [МУЗЫКА] Теперь
обратимся ко 2-й группе Периодической системы.
На внешнем валентном слое этих элементов находится 2 электрона.
Таким образом, возможная степень окисления этих элементов: 0, +1 и +2.
Большинство элементов 2-й группы было открыто в начале XIX века Дэви
в результате электролизов расплавов соответствующих солей.
Бериллий был открыт в 1828 году Веллером.
Название «бериллий» происходит от названия минерала берилла,
из которого впервые был получен данный элемент.
Следует отметить, что бериллий носил также другое название – глиций,
что означает «сладкий», так как многие соли бериллия имеют сладковатый вкус.
Название «магний» происходит от минерала магнезия,
найденном на полуострове Магнесиа.
Латинское слово «калц» означает «известь» – наиболее
распространенный минерал кальция.
Названия стронция связано с древней Шотландией,
где впервые был обнаружен минерал, содержащий данный элемент.
Латинское слово «бариум» означает «тяжелый».
Рассмотрим свойства атомов элементов 2-й группы.
Первая и вторая энергия ионизации,
достаточно низкие величины только для атомов кальция, стронция и бария,
что говорит о том, что для этих элементов характерно образование ионных соединений.
Тогда как вторая энергия ионизации атома бериллия – величина достаточно большая,
и поэтому для этого элемента образование ионных соединений нехарактерно.
Присоединение электрона или атомов элемента 2-й группы энергетически
невыгодно.
И это объясняет отсутствие у них отрицательных степеней окисления.
Невыгодность присоединения электрона объясняется тем,
что в результате этого присоединения усиливается межэлектронное отталкивание.
Кроме того, присоединение идет на более высоком по энергии p-подуровне.
Обратимся к свойствам простых тел.
По сравнению с щелочными металлами, элементы 2-й группы имеют гораздо более
высокие температуры плавления и кипения, а также плотность.
Это объясняется тем, что у вас число валентных электронов возросло в 2 раза.
Элементы 2-й группы, в особенности кальций и магний,
достаточно распространены в природе.
Они образуют такие хорошо известные всем минералы, как доломит и известняк.
Общее содержание элементов кальция и
магния в земной коре составляет порядка 4—5 % по массе.
Содержание остальных элементов невелико.
При рассмотрении свойств элементов 2-й группы, их обычно разбивают следующим
образом: химию бериллия и химию магния рассматривают отдельно от остальных
трех элементов, которые и принято называть щелочноземельными металлами.
Щелочноземельные металлы – значит подобны щелочным.
Щелочные металлы образуют щелочи, щелочноземельные образуют щелочные земли,
то есть оксиды, обладающие основными свойствами.
Поэтому химия щелочноземельных металлов (кальция,
стронция и бария) во много напоминает химию щелочных металлов.
Они точно так же образуют гидриды, которые носят ионный характер так же как у
щелочных металлов, оксиды, пероксиды и соли кислородсодержащих кислот.
При этом единственной степенью окисления, которую проявляют щелочноземельные металлы
в своих соединениях, является степень окисления +А.
В качестве иллюстрации свойств щелочноземельных металлов рассмотрим
взаимодействие кальция с водой и осаждение ионов кальция и бария сульфат ионом.
[ШИПЕНИЕ] Кальций
взаимодействует с водой при комнатной температуре.
В отличие от щелочных металлов, он тяжелее воды и тонет в ней.
Реакция не сопровождается вспышками водорода.
Выделяющийся на поверхности металла водород,
заставляет кусочек металла всплывать.
[ШИПЕНИЕ]
[ШИПЕНИЕ] Если
добавить в раствор индикатор, то раствор окрашивается в малиновый цвет.
Это означает, что реакция раствора щелочная.
Сульфаты щелочноземельных металлов плохо растворимы в воде.
При этом растворимость их уменьшается от кальция к барию.
Сейчас мы наблюдаем образование осадка сульфата бария.
Эта реакция является качественной на катион
барий 2+ Образование
осадка сульфата кальция протекает менее выраженно.
[ШУМ] Основным
отличием солей щелочноземельных металлов от солей щелочных, является то,
что многие соли щелочноземельных металлов не растворимы в воде.
Если мы рассмотрим восстановительный потенциал элементов 2-й группы,
то можно увидеть, что характер их изменения отражает характер изменения
потенциалов ионизации в отличие от щелочных металлов.
При этом, сами величины подтверждают справедливость нашего разделения
химических свойств элементов 2-й группы на три вида.
Потенциал бериллия схож с потенциалом алюминия, потенциал
магния лежит между потенциалом бериллия и потенциалами остальных щелочных металлов.
[БЕЗ СЛОВ]
Тимошкин Алексейдоцент, и.о. зав. каф. общей и неорганической химии
Хрипун Василий ДмитриевичКандидат химических наук
Левин Олег Владиславовичканд. хим. наук, доцент
Боярский Вадим Павловичд-р хим. наук, профессор
