2.3. Физические свойства бериллия, магния и щелочно-земельных металлов

В свободном состоянии все металлы – серебристо-белые вещества. Магний и щелочно-земельные металлы – ковкие и пластичные, довольно мягкие, хотя тверже щелочных. Бериллий отличается значительной твердостью и хрупкостью, барий при резком ударе раскалывается.

В кристаллическом состоянии при обычных условиях бериллий и магний имеют гексагональную кристаллическую решетку, кальций, стронций – кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку, барий – кубическую объемоцентрированную кристаллическую решетку с металлическим типом химической связи, что обуславливает их высокую тепло- и электропроводность.

Металлы имеют температуры плавления и кипения выше, чем у щелочных металлов, причем с увеличением порядкового номера элемента температура плавления металла изменяется немонотонно, что связано с изменением типа кристаллической решетки.

Бериллий и магний покрыты прочной оксидной пленкой и не изменяются на воздухе. Щелочно-земельные металлы очень активны, их хранят в запаянных ампулах, под слоем вазелинового масла или керосина.

Некоторые физические свойства бериллия, магния и щелочно-земельных металлов приведены в таблице.

Свойство	Be	Mg	Ca	Sr	Ba
Плотность, кг/м3	1850	1740	1540	2630	3760
Температура плавления,°С	1287	650	842	768	727
Температура кипения,°С	2507	1095	1495	1390	1640

2.4. Химические свойства бериллия, магния и щелочно-земельных металлов

Металлы во всех химических реакциях проявляют восстановительные свойства, отдают два валентных электрона, превращаясь в положительно заряженный катион:

Mе⁰ - 2  Mе²⁺

В качестве окислителей могут выступать простые вещества – неметаллы, оксиды, кислоты, соли, органические вещества.

Бериллий и магний по свойствам значительно отличаются от щелочно-земельных металлов. При комнатной температуре они устойчивы к действию кислорода и воды благодаря наличию очень тонкой оксидной пленки.

а) Взаимодействие с простыми веществами

• Бериллий сгорает на воздухе при температуре около 900°С, магний– при 650°С, щелочно-земельные металлы – около 500°С, в результате образуются оксиды и нитриды:

2Mg + O₂ = 2MgO,

3Ca + N₂ = Ca₃N₂.

• Все металлы при нагревании реагируют с галогенами, серой и фосфором:

Be + Cl₂ = BeCl₂,

Mg + S = MgS,

3Ca + 2P = Ca₃P₂.

• Бериллий с водородом не взаимодействует, магний реагирует лишь при повышенном давлении, щелочно-земельные металлы при нагревании образуют ионные гидриды:

Sr + H₂ = SrH₂.

• При нагревании металлы реагируют с углеродом:

2Be + C = Be₂C

M + 2C = MC₂ (M – Mg, Ca, Sr, Ba)

б) Взаимодействие с водой

Бериллий с водой не взаимодействует; магний реагирует с водой и водяным паром; кальций, стронций, барий энергично взаимодействуют с водой при комнатной температуре:

Mg + 2H₂O = Mg(OH)₂ + H₂;