Метали
2.2.1 ПОШИРЕННЯ У ПРИРОДІ
У земній корі міститься берилію – 0,0005%, магнію – 1,95%, кальцію – 3,38%, стронцію – 0,014%, барію – 0,026%, радій – штучний елемент. У природі елементи ІІА-підгрупи, крім штучно одержаного радію, зустрічаються лише у вигляді складних сполук – силікатів, карбонатів, сульфатів, фосфатів тощо. Найважливішими є такі мінерали: берилію – берил 3BeO·Al2O3·6SiO2 (до речі, прозорі забарвлені домішками різновиди берила є дорогоцінними каміннями: зелений – ізумруд, блакитний – аквамарин), фенакит Be2SiO4, хризоберил BeO·AL2O3; магнію – магнезит MgCO3, доломит MgCO3·CaCO3, бішофіт MgCl2·6H2O, каїніт KCl·MgSO4·3H2O, карналіт KCl·MgCl4·6H2O; кальцію – кальцит (крейда, вапняк, мармур) CaCO3, гіпс CaSO4·2H2O, флюорит (плавиковий шпат) CaF2, фторапатит 3Ca3(PO4)2·CaF2, фосфорит Ca3(PO4)2; стронцію – целестин SrSO4, стронцініт SrCO3; барію – барит BaSO4, вітерит ВаСО3.
2.2.2 ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
У вільному стані всі метали ІІА-підгрупи – сріблясто-білі речовини за винятком берилію, який має світло-сірий колір.
Загальна закономірність змінення фізичних властивостей нагадує лужні метали (табл. 4).
За винятком берилію та радію, всі вони є достатньо ковкими, пластичними і м’якими, хоч і твердіші за лужні метали. Берилій відрізняється значною твердістю та крихкістю, барій при різкому сильному ударі розколюється на окремі шматки.
Таблиця 4 – Фізичні властивості металів ІІА-підгрупи
|
Метал |
Густина , г/см3 |
Тпл., К |
Ткип., К |
|
Be |
1,85 |
1557 |
2700 |
|
Mg |
1,74 |
923 |
1380 |
|
Са |
1,55 |
1124 |
1760 |
|
Sr |
2,63 |
1041 |
1640 |
|
Ва |
3,76 |
983 |
1910 |
|
Ra |
6,0 |
970 |
1410 |
Температури плавлення та кипіння цих металів вищі, ніж у лужних, причому із зростаннім порядкового номера Тпл. змінюються не монотонно, що пов’язано зі зміненою типу кристалічних решіток. У кристалічному стані за звичайних умов берилій та магній мають гексагональну кристалічну решітку, кальцій та стронцій – кубічну гранецентровану, а барій – кубічну об’ємоцентровану. Від Be до Mg при однаковому типі решітки температури плавлення зменшуються. При переході від Mg до Са змінюється тип кристалічної решітки, тому Тпл.(Mg) < Тпл.(Са). Потім, починаючи від Са, темпратури плавлення знов зменшуються
Тип зв’язку – металічний – зумовлює високу тепло- і елекропровідність. Найслабшим провідником електричного струму є берилій.
Крім радію, метали підгрупи ІІА є легкими. Ход змінення густин повинен бути монотонним, але з цього ряду випадають магній та кальцій. Справа в тому, що при зростанні порядкового номера по підгрупі збільшуються об’єми і маси атомів і тому можна було б очікувати зростання густини. Але насправді при переході від Mg до Ca радіус атома змінюється дуже різко, а маса – мало, що й призводить до стрибка густини.
Берилій та магній покриті оксидною плівкою і не змінюються на повітрі. Завдяки хімічній активності та для запобігання взаємодії з повітрям лужноземельні метали зберігать у запаяних ампулах під шаром гасу чи вазелинового масла.
При внесенні у вогонь деякі лужноземельні метали дають характерне забарвлення: кальцій – темно-оранжеве, барій та радій – темно-червоне, стронцій – блідо-зелене.