yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Хімія->Содержание->2.2.3 ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Метали

2.2.3 ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

 

Метали ІІА-підгрупи мають загальну електронну формулу зовнішнього енергетичного рівня ns2, на попередньому електронному шарі містять по всім електронів, а атом берилію – тільки два. Починаючи від Са, з’являються вільні d-підрівні, що зумовлює вищу активність лужноземельних металів (Ca, Sr, Ba) і відмінність хімічних властивостей від берилію і магнію.

Відношення до води. З водою Be і Mg завдяки наявності на їх поверхні інертної оксидної плівки взаємодіють дуже помірно тільки при нагріванні, а лужноземельні метали – вже за звичайних температур, причому Са реагує досить повільно, Sr – енергійно, а Ва – бурхливо. Реакція проходить згідно із загальною схемою

Ме + 2Н2О à Me(OH)2 + H2.

Внаслідок реакції виділяється водень і утворюються основи: Ве(ОН)2 і Mg(OH)2 – нерозчинні у воді, а гідроксиди Ca(OH)2 і, особливо, Sr(OH)2 і Ba(OH)2 розчиняються достатньо добре, належать до сильних основ, тому їх називають лугами.

Взаємодія з елементарними окисниками лужноземельних металів проходить подібно до реакцій лужних металів, але менш енергійно. При прямому окиснені киснем всі ІІА-метали дають оксиди, а барій – пероксид

2Mg + O2 à 2MgO (оксид),

Ba + O2 à BaO2 (пероксид).

Однак при температурі 800оС пероксиди барію розкладаються, тому при спалюванні Ва одразу утворюється оксид

2Ba + O2 (to)à 2BaO (оксид).

З іншими окисниками s-метали ІІ групи утворюють бінарні сполуки. Взаємодія с сіркою, азотом, фосфором, вуглецем протікає при нагріванні, з галогенами – за звичайних температур, за винятком берилію, який реагує при кімнатній температурі лише з фтором, а з рештою галогенів – при нагріванні. Внаслідок цих реакцій метали окиснюються до ступеня окиснення +2, а окисник набуває мінімального ступеня окиснення: S–2, N–3, P–3, Hal–1, C–4 (крім кальцію, який звичайно відновлює Карбон до ступеня окиснення C–1). З воднем безпосередньо взаємодіють лише лужноземельні метали, а Be і Mg в таку реакцію не вступають. Приклади реакцій (в дужках наводяться назви відповідних типів бінарних сполук):

Be + F2 à BeF2 (галіди),

Ba + S à BaS (халькогеніди),

3Mg + N2 à Mg3N2 (нітриди),

Ca + H2 à CaH2 (гідриди),

Ca + 2C à CaC2 (карбіди),

3Ba + 2P à Ba3P2 (фосфіди).

Відношення до кислот. Усі метали ІІА-підгрупи з різною мірою енергійності взаємодіють з неокиснювальними кислотами, утворюючи сіль і вільний водень:

Mе + 2HАn àMеАn2 + H2.

Взаємодія з окиснювальними кислотами проходить досить бурхливо, причому окисники, що містяться в азотній HNO3 чи концентрованій сірчаній H2SO4 кислотах, відновлюються до мінімального ступеня окиснення, наприклад:

4Mg+ 10HNO3 (дуже розв.)à4Mg(NO3)2+ NH4NO3+ 3H2O,

4 Ca + 5H2SO4 (конц.) à 4CaSO4 + H2S + 4H2O.

Дещо отсторонь у цьому ряді стоїть Ве, який пасивується (тобто вкривається захисною оксидною плівкою) у присутності холодних концентрованих HNO3 H2SO4) і може вступати з ними у взаємодію лише при триваловаму нагріванні – цим Ве нагадує Al.

Відношення до лугів. Усі лужноземельні метали і магній виявляють стійкість до лугів, але берилій подібно до алюмінію розчиняється у рідких лугах з утворенням комплексних солей – тетрагідроксоберилатів, а при високих температурах здатний сплавлятися з твердими лугами, внаслідок чого утворюються середні солі – берилати:

Be + 2NaOH(р-н) + 2H2O à Na2[Be(OH)4] + H2,

Be + 2NaOH (to) à Na2BeO2 + H2.

Взаємодія з амоніаком має особливе значення, оскільки дає змогу одержувати нейтральні комплекси. Метали ІІА-підгрупи як і лужні метали розчиняються у рідкому амоніаку з утворенням амідів, наприклад:

Ca + 2 NH3(рідкий) à Ca(NH2)2 + H2.

Аміди загального складу Ме(NH2)2 на відміну від амідів лужних металів МеNH2 не розкладаються при кип’ятінні, а виділяють досить стійкі комплексні амоніакати [Me(NH3)6], в яких ступінь окиснення металу дорівнює 0.

 

 

10