9. Элементы iiа подгруппы

Бериллий Be, магний Mg, кальций Ca, стронций Sr, барий Ba, радий Ra – элементы II A подгруппы периодической системы Д.И. Менделеева.

Кальций Ca, стронций Sr, барий Ba, получили название щелочноземельных металлов.

Эти элементы принадлежат к s- электронному семейству, их атомы имеют на внешнем уровне два электрона ns², которые они относительно легко отдают, приобретая при этом степень окисления +2.

Сверху вниз по подгруппе активность металлов возрастает, усиливается основной характер их оксидов и гидроксидов. Оксид и гидроксид бериллия амфотерны, а соответствующие соединения бария обладают ярко выраженными щелочными свойствами (Ba(OH)₂ – едкий барит).

При сжигании щелочноземельных металлов всегда получаются оксиды. Пероксиды гораздо менее стойки, чем пероксиды щелочных металлов, и являются более сильными окислителями.

С галогенами щелочноземельные металлы реагируют при нормальной температуре. При нагревании на воздухе они взаимодействуют с O₂, S, N₂.

Они могут также соединяться с водородом, образуя гидриды, аналогичные гидридам щелочных металлов (например, CaH₂, ВaH₂).

При комнатной температуре они способны медленно соединяться с азотом, образуя нитриды. Эта способность возрастает по мере увеличения восстановительной активности металлов сверху вниз по подгруппе.

Бериллий – металл серо-стального цвета, довольно тверд и хрупок. На воздухе покрывается оксидной пленкой, обусловливающей снижение его химической активности. Защитная оксидная пленка препятствует взаимодействию с водой, однако, после ее удаления, подобно алюминию, он взаимодействует с кислотами и щелочами. Со щелочами он реагирует с образованием тетрагидроксобериллата натрия и выделением водорода.

Be + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Be(OH)₄] + H₂↑

Холодными концентрированными HNO₃ и H₂SO₄ бериллий пассивируется.

Оксид бериллия BeO, тугоплавок, теплопроводен, прокаленный при ~400°C химически активен. Будучи амфотерным взаимодействует при сплавлении как с кислотными, так и с основными оксидами:

BeO + SiO₂ → BeSiO₃ BeO + Na₂O → Na₂BeO₂

В последнем случае образуется соль бериллиевой кислоты – бериллат натрия.

При нагревании BeO взаимодействует с кислотами и щелочами.

Гидроксид бериллия Be(OH)₂ в воде не растворяется. Как и оксид, он амфотерен и взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами.

Все соединения бериллия токсичны! Особенно опасна пыль бериллия и его соединений. Большинство солей бериллия и кислородсодержащих кислот растворимы в воде. К нерастворимым относятся карбонат BeCO₃ и фосфат Be₃(PO₄)₂.

Магний – белый металл, окисляется на воздухе. Он мягче и пластичнее бериллия. С холодной водой Mg реагирует очень медленно, т.к. образующийся при этом Mg(OH)₂ плохо растворим. В кислотах растворяется легко (исключение HF и H₃PO₄), со щелочами не реагирует.

Соединения магния MgO, Mg(OH)₂ характеризуются основными свойствами. Mg(OH)₂ – плохо растворим, относится к основаниям средней силы. Большинство солей магния хорошо растворимы в воде, исключение: Mg₃(PO₄)₂, MgCO₃, MgF₂.

Подгруппа кальция: Ca, Sr, Ba – серебристо-белые металлы, очень активные, на воздухе тотчас покрываются желтоватой пленкой продуктов взаимодействия с составными частями воздуха. Ca и Sr – достаточно твердые, Ba – мягче, похож на свинец. Все три элемента энергично взаимодействуют с активными неметаллами в обычных условиях. С менее активными (N₂, H₂, C, Si и т.п.) реагируют при нагревании. Активность металлов возрастает от Cа к Ba; они легко взаимодействуют с водой. Вследствие высокой химической активности их хранят в керосине.

Оксиды металлов энергично взаимодействуют с водой, образуя сильные основания.

Из солей в воде хорошо растворимы галогениды и нитраты, а также большинство кислых солей: Э(HSO₄)₂, Э(HCO₃)₂ и др.