26.Метали головної підгрупи другої групи. Магній і Кальцій, їх природні сполуки, властивості, добування, застосування.

Головну підгрупу ІІ групи періодичної системи очолюють берилій (4Ве) і магній (12Mg). Їх важкі аналоги – кальцій (20Са), стронцій (38Sr) і барій (56Ва) – об’єднуються під назвою “лужноземельні метали” (ЛЗМ). 88Ra – самий важкий елемент підгрупи – не має стабільних ізотопів, його відносять до радіоактивних елементів.

Поширеність елементів Ca та Mg у природі.

Хімічний елемент	Найважливіші мінерали та гірські породи		Вміст у земній корі, (% за масою)
	Назва	Склад
Mg	Гірка сіль		2,35
	Доломіт
	Карналіт
	Магнезит	MgCO3
	Перикл	MgO
Ca	Ангідрит	CaSO4	3,50
	Апатит	Ca5R(PO4)3 (R – F, OH)
	Вапняк, кальцит, крейда, мармур	CaCO3
	Гіпс
	Доломіт
	Флюорит	CaF2
	Фосфорит	Ca3(PO4)2

Хімічні властивості

Символ елемента	Заряд ядра	Електронна формула	Радіус атома, нм
Са	+20	4s2	0,197
Mg	+12	3s2	0,160

Всі елементи підгрупи літофільні, досить швидко окислюються на повітрі і можуть витісняти водень з води та кислот – слабких окисників. Зберігають ЛЗМ під шаром гасу або в запаяних посудинах. Металічний Са реагує з молекулярним киснем і галогенами при звичайній температурі. Для реакції з N2, H2, C, Si необхідне нагрівання, але взаємодія супроводжується екзоефектом. З більшістю металів ЛЗМ утворює сплави, в склад яких входять інтерметаліди. Однією з характерних реакцій магнію є взаємодія його з вуглекислим газом. З парами води ЛЗМ реагують навіть на холоді. У рідкій воді ЛЗМ швидко розчиняються.

Оксиди МО добувають спалюванням металу в кисні, або термолізом солей і гідроксидів:

Mg + 1/2O₂ MgO

Ca(OH)₂ CaO + H₂O

CaCO₃ CaO + CO₂

Гідроксиди М(ОН)₂ закономірно змінюють свої властивості в ряду Ве(ОН)2 – Ва(ОН)2: збільшуються розчинність у воді, сила основ, зменшується енергія кристалічної структури.

Оксид і гідроксид магнію (ІІ) амфотерності не проявляють. Якщо подіяти на розчин солі магнію лугом, то випадає безколірний осад сильно гідратованого Mg(OH)₂:

MgCl₂ + 2NaOH Mg(OH)₂+ 2NaCl

Дія сильних кислот спричинює миттєве розчинення гідроксиду магнію:

Mg(OH)₂ + 2HCl MgCl₂ + 2H₂O

Солі, утворені сильними кислотами і ЛЗМ (Са, Ва, Sr) практично не гідролізують,

гідроксиди повністю дисоціюють, навіть в не дуже розбавлених розчинах проявляючи

властивості лугів.

Гідриди ЛЗМ – іонні сполуки, за властивостями подібні до гідридів ЛМ, гідриди Ве і Mg – полімерні речовини, які включають місткові водневі атоми.

Mg(C₂H₅)₂ MgH₂ + 2C₂H₄

Ca + H₂ CaH₂

CaH₂ + 2H₂O Ca(OH)₂ + 2H₂

Метал	Застосування
Mg	Для металотермічного добування інших елементів з їхніх сполук, для протекторного захисту морських суден, газопроводів від корозії. Компонент міцних і легких сплавів
Ca	Як розкисник у виробництві чавуну, спеціальних сталей, бронз, для очищення їх від кисню, сірки, фосфору і для добування сплавів із свинцем, з яких виготовляють підшипники. Для відновлення деяких тугоплавких металів (титан, цирконій) з їх оксидів, очищення інертних газів від домішок азоту та кисню, газовбирач для створення глибокого вакууму. Як компонент сплавів у літако- і ракетобудуванні. Для десульфуризації нафтопродуктів і зневоднення органічних рідин. У сплаві зі свинцем для виготовлення акумуляторних пластин, оболонки електричних кабелів.

Добування

У промисловості кальцій оксид добувають випалюванням вапняку за температури 900 – 1000оС

Технічна назва СаО – негашене (палене) вапно. Застосовується СаО як основа в’яжучих матеріалів, для добування хлорного вапна, соди і як флюс у доменному виробництві чавуну та ін.

Металічний магній добувають електролізом розплаву безводного MgCl2 (у

суміші з KCl, щоб понизити температуру плавлення електроліту).