12. II группа пс. Амфотерность бериллия и его соединений. Общая характеристика подгруппы d- элементов.

Ко II группе периодической системы элементов относятся бериллий, щелочноземельные металлы: магний, кальций, стронций, барий и радий (главная подгруппа) и подгруппа цинка: цинк, кадмий, ртуть (побочная подгруппа). Своим названием щелочноземельные металлы обязаны тому, что их оксиды (земли) при растворении в воде образуют щелочные растворы.

На внешнем электронном уровне элементов главной и побочной подгрупп находятся по 2 электрона (s²), которые они отдают, образуя соединения со степенью окисления +2.

Для всех элементов II группы характерны сравнительно низкая температура плавления и высокая летучесть. У щелочноземельных элементов растворимость гидроксидов увеличивается от магния к барию: гидроксид магния почти не растворяется в воде, гидроксид кальция растворяется слабо, а гидроксид бария - хорошо.

Be, Mg, Ca получают электролизом расплавов их хлоридов в смеси с NaCl (Be), KCl (Mg,Ca) и CaF₂ (Ca). Применяют также восстановление оксидов и фторидов металлов алюминием, магнием, углеродом, кремнием:

4ЭО + 2Al ЭО ∙ Al₂O₃ + 3Э (Э – Ca, Sr, Ba)

BeF₂ + MgMgF₂ + Be

MgO + C Mg↑ + CO

2MgO + 2CaO + Si 2CaO + SiO₂ + 2Mg↑

Металлы группы IIА - сильные восстановители. Они довольно легко реагируют с большинством неметаллов, легко растворяются в кислотах. Ве амфотерен (единственный из s-элементов), поэтому реагирует и с кислотами, и со щелочами, при этом образуются аква- и гидроксокомплексы :

Be + 2H₃O⁺ + 2H₂O = [Be(H₂O)₄]²⁺ + H₂

Be + 2 OH^— + 2H₂O = [Be(OH⁻)₄]²⁻ + H₂

Соединения Ве и Mg

1) Гидриды Ве и Mg - твердые полимерные соединения, разлагающиеся при слабом нагревание на металл и водород, их формулы (ВеН₂)_n и (MgH₂)_n .Получают их, из гидрирод других металлов.

BeCl₂ + 2 LiH = BeH₂ + 2 LiCl

2) Оксиды ВеО, МgО – тугоплавкие белые порошки. С водой образуют гидроксиды, растворяются в кислотах, а ВеО взаимодействует и с основными и с кислотными оксидами.

3) Гидроксиды Ве, Мg – белые амфотерные в-ва мало растворимые в воде. Мg(OH)₂ – основание средней силы растворим только в кислотах; Ве(ОН)₂ – полимерное соединение, амфотерен.

4) Соли Ве подвргаются гидролизу уже при обычных температурах, а соли остальных Ме не гидролизуются. Для Ве характерно образование комплексных солей

Щелочноземельные металлы

Имеют большие атомные радиусы и низкие значения потенциалов ионизации по сравнению с Ве и Магнием. В растворах образуют ионы Э²⁺, комплексные ионы неустойчивые.

Получение: Са и Sr электролизом их расплавленных хлоридов. Ва – алюмотермическим методом.

Химически активны, взаимодействуют с О, Н, Н₂О и практически со всеми неМе.

гидриды. Разлагаются водой и окисляются кислородом

карбид. Они полностью нейтрализуются водой:

Оксиды ЭО – белые тугоплавкие вещества, получают разложением карбонатов или нитратов, с водой образуют гидроксиды:

(Э=Ве, Са, Mg, Sr)

Пероксиды ЭО₂ получают взаимодействием оксидов с кислородом при нагревании или взаимодействием оснований с Н₂О₂

Гидроксиды Э(ОН)₂ – сильные основания растворимые в воде. От Са к Ва увеличивается основный характер растворимость и термическая устойчивость. Са(ОН)₂ используется в технике как наиболее дешевое сильное основание, в строительстве.

Гидроксид кальция используется в технике, как наиболее дешевое сильное основание, так же в строительстве. Смесь гидроксида кальция, песка и воды называется известковым раствором, который применяется в качестве штукотурки.

Соли СаСО₃ – мел, мрамор, известняк; СаSO₄*H₂O гипс.

Обжигом гипса получают алебастр, который при смешивании с водой затвердевает, снова превращаясь в гипс, на чем основано его применение