Лекция (13) (1106723)
Текст из файла
Элементы 2й группыЛекция 15s-металлыЩелочные и щелочноземельные металлыЩелочныеметаллыЩелочноземельныеметаллыСвойства элементов 2 группыBeMgЭлектронная [He]2s2 [Ne]3s2конфигурацияRM (Å)1.121.60CaSrBa[Ar]4s2[Kr]5s2[Xe]6s21.972.152.17RM2+ (Å)0.270.721.001.181.35I1 (эВ)9.337.636.125.685.20I2 (эВ)18.215.011.911.010.0χP1.571.311.000.950.89χA-R1.471.231.040.990.97C.O.0, +20, +20, +20, +20, +2Свойства элементов 2 группыBeMgЭлектронная [He]2s2 [Ne]3s2конфигурация2.8R(Å)1 1.12грRM (Å)1.602.4Ca0.270.7281.00I1 (эВ)7.6366.121 грI2 (эВ)29.33гр18.215.0χP1.571.311.61.2χA-RC.O.23451.470, +26Ba[Ar]4s2[Kr]5s210 I1(eV)1.972.15RM2+ (Å)2.0Sr11.941.0021.231.040, +20, +23[Xe]6s22.171.182 гр5.681.3511.010.00.950.8940.990, +25.20560.970, +2Свойства элементов 2 группыBeMgCaЭлектронная [He]2s2 [Ne]3s2 [Ar]4s2конфигурацияχ1.6RM (Å)1.121.60 P 1.97χ1.4RM2+ (Å)0.270.721.00A-R1.2 χ7.63I1 (эВ)9.336.12I2 (эВ)1.018.2χP1.570.8χA-R1.47C.O.0, +215.011.91.311.00Be Mg Ca Sr1.231.040, +20, +2SrBa[Kr]5s2[Xe]6s22.152.171.181.355.685.2011.010.00.95Ba0.990.890, +20, +20.97Свойства элементов 2 группыBeMgЭлектронная [He]2s2 [Ne]3s2конфигурацияRM (Å)1.121.60CaSrBa[Ar]4s2[Kr]5s2[Xe]6s21.972.152.17RM2+ (Å)0.270.721.001.181.35I1 (эВ)9.337.636.125.685.20I2 (эВ)18.215.011.911.010.0χP1.571.311.000.950.89χA-R1.471.231.040.990.97C.O.0, +20, +20, +20, +20, +2Свойства металлов 2 группыBeMgCaSrBaТ.пл.
(оС)1280650850768714Т.кип. (оС)24721090149413821805d (г/см3)1.851.741.542.623.51E M2+/M (В)-1.85-2.38-2.87-2.89-2.90ΔатН0298(кДж/моль)324146178164178Be – SrBaСвойства металлов 2 группыBeMgТ.пл. (оС)1280-1.8Т.кип. (оС)2472-2.1d (г/см3)1.85-2.4E M2+/M (В)-1.85-2.38-2.7 1 грΔатН0298(кДж/моль)E,650V10902 гр1.74324-3.0146234CaSrBa8507687141494138218051.542.623.51-2.87-2.89-2.901781641785Be – SrBa6Нахождение в природеBeCaберилл, изумруд,аквамарин Be3Al2Si6O18хризоберилл Be(AlO2)2гипс CaSO4 ·2H2Oмел, мрамор, известнякCaCO3MgSrмагнезит MgCO3доломит CaCO3·MgCO3оливин (Mg,Fe)2SiO4карналлитKCl·MgCl2·6H2Oстронцианит SrCO3целестин SrSO4Baбарит BaSO4витерит BaCO3Нахождение в природеBeCaберилл, изумруд,аквамарин Be3Al2SiМас.%6O18хризоберилл Be(AlO2)2гипс CaSO4 ·2H2Oмел, мрамор, известнякCaCO32 грSr1Mg0.1магнезит MgCO30.01доломит CaCO3·MgCO31E-3оливин (Mg,Fe)2SiO423карналлитKCl·MgCl2·6H2Oстронцианит SrCO31 грцелестин SrSO44Ba56барит BaSO4витерит BaCO3Получение металловПолучение магния из доломита:MgCO3·CaCO3 = MgO + CaO + 2CO2 (обжиг)2MgO + 2CaO + FeSi = 2Mg + Fe + Ca2SiO4Mg + 2HCl = MgCl2 + H2MgCl2 = Mg + Cl2 (электролиз расплава)Другие металлы:BeF2 + Mg = MgF2 + Be 1200oC4CaO + 2Al = 3Ca + CaAl2O4(алюмотермия)Sr, Ba – аналогично CaПолучение металловПолучение магния из доломита:MgCO3·CaCO3 = MgO + CaO + 2CO2 (обжиг)2MgO + 2CaO + FeSi = 2Mg + Fe + Ca2SiO4Mg + 2HCl = MgCl2 + H2MgCl2 = Mg + Cl2 (электролиз расплава)Другие металлы:BeF2 + Mg = MgF2 + Be 1200oC4CaO + 2Al = 3Ca + CaAl2O4(алюмотермия)Sr, Ba – аналогично CaПрименениеBe:Mg:Ca:Sr:Ba:в качестве нейтронных отражателейдля изготовления легких и прочных сплавовв авиастроениив медицинев пиротехникев органическом синтезев оптике (CaF2)в металлургиив медицине (фосфаты)в производстве соды, цемента и бетонав пиротехникедля поглощения рентгеновских лучейв красках и пигментах, пиротехникеОсновные химические свойства1.
Все металлы взаимодействуют с O2; Be и Mg – с N2:2Be + O2 = 2BeOBa + O2 = BaO2(500-700 oC)3Mg + N2 = Mg3N2 (500 oC)2. Ca, Sr, Ba реагируют с водой, Mg – при нагревании:Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H23. Все металлы реагируют с кислотами,Be пассивируется HNO3 (конц)Ca + 2CH3COOH = Ca(CH3COO)2 + H24. Бериллий растворяется в щелочах:Be + 2KOH + 2H2O = K2[Be(OH)4] + H2Основные химические свойства5. Магний растворим в NH4Cl, бериллий – в NH4F:Mg + 2NH4Cl + 2H2O = MgCl2 + 2NH3·H2O + H2Be + 4NH4F + 2H2O = (NH4)2[BeF4] + 2NH3·H2O + H26.
Все металлы реагируют с галогенами, серой ифосфоромBe + Cl2 = BeCl2Ca + S = CaS4Ba + 3P4 = 4BaP37. Ca, Sr, Ba растворяются в жидком аммиаке:Sr + 2NH3(ж) = Sr(NH2)2 + H28. Все металлы образуют гидриды MH2Радий и его свойства1. Ra – металл, т.пл. 960 оС, т.кип. 1535 оС, d = 5.0 г/см32. Самый устойчивый изотоп 226Ra (τ1/2 = 1622 года),в природе – как промежуточный продукт распада 238U,α-эмиттер3. Химически очень активен, реагирует с O2, N2 при н.у.4.
Изоструктурен барию (стр. тип α-Fe)5. Ra(OH)2 умеренно растворим,более сильное основание, чем Ba(OH)26. Нерастворимые соли:RaSO4, RaCO3, Ra3(PO4)2RaCl2 + Na2SO4 = RaSO4↓ + 2NaCl(для выделения)Галогениды металлов 2 группыT. пл., oC1500F1250ClBrI1000750500BeBaCl2Mg CaSrBaПолучение и свойства MX21. Прямое галогенированиеMg + Cl2 = MgCl2200 oCBa + Br2 = BaBr2500 oC2. Галогенирование оксидов2BeO + CCl4 = 2BeCl2 + CO2800 oCBeO + C + Cl2 = BeCl2 + CO900 oC3. Обезвоживание гидратов в токе HCl (кроме Be)CaCl2·6H2O = CaCl2 + 6H2O400 oC4. Фториды (кроме BeF2) плохо растворимы в водеПолучение и свойства MX25.
Образование оксогалогенидовMgCl2·6H2O = MgCl2·4H2O + 2H2OMgCl2·4H2O = MgCl2·2H2O + 2H2OMgCl2·2H2O = MgCl2·H2O + H2O2MgCl2·H2O = Mg2OCl2 + 2HCl + H2O120 oC150 oC240 oC400 oC6. Гидролиз хлорида бериллия[Be(H2O)4]Cl2 = Be(OH)2 + 2HCl + 2H2Oкипячение р-ра7. Взаимодействие с водойCaCl2 + H2O = CaCl2·6H2OТ.пл.(мин) = –55 оС8.
BeF2 образует комплексные фторидыBeCl2 + (NH4)F = (NH4)2[BeF4] + NH4ClОксиды, пероксиды и гидроксидыBeOMgOCaOSrOBaOТ. пл., оС24702850261424201920ΔfH0298,кДж/мольТвердость–598–602–636–590–5589.06.54.53.53.046666К.ч. металлаBeOMgO – BaOОксиды, пероксиды и гидроксиды1.
Растворяются в кислотахBeO + 2HCl = BeCl2 + H2O2. BeO растворяется в щелочахBeO + 2NaOH + H2O = Na2[Be(OH)4]3. SrO и BaO окисляются до пероксида2BaO + O2 ⇔ 2BaO2 500-700 oC4. Реагируют (кроме BeO) с оксидами d-металлов принагреванииBaO + CuO = BaCuO2CaO + Fe2O3 = CaFe2O45. BeO, MgO теряют реакционную способность послепрокаливанияОксиды, пероксиды и гидроксиды6. Образуют гидроксидыCaO + H2O = Ca(OH)2MgCl2 + 2KOH = 2KCl + Mg(OH)2BeCl2 + 2NH3 + 2H2O = Be(OH)2 + 2NH4Cl7. Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 растворимы в воде,Mg(OH)2 – в р-рах солей аммонияMg(OH)2 (тв) + 2NH4Cl (aq) = MgCl2 + 2NH3·H2OpKb = 2.68.
Пероксиды SrO2, BaO2 выделяют O2 в кислой средеSrO2 + H2SO4 = SrSO4↓ + H2O + ½O29. Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Увеличение силы основанияBa(OH)2Соли кислородных кислот1. Фосфаты, гидрофосфаты, карбонаты и сульфатыCa-Ba плохо растворимыBaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaClSrCl2 + Na2CO3 = SrCO3↓ + 2NaClCaCl2 + Na2HPO4 = CaHPO4↓ + 2NaClMgCl2 + 2NaHCO3 = MgCO3↓ +2NaCl +H2O + CO22. Карбонаты разлагаютсяпри нагреванииSrCO3 = SrO + CO2(T)Соли кислородных кислот3. Растворение за счет образования кислых солейCaCO3↓ + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2CaSO4↓ + H2SO4(к) = Ca(HSO4)24. Be и Mg образуют гидроксосоли5MgCl2 + 5Na2CO3 + 2H2O = Mg(OH)2·3MgCO3↓ + 10NaCl +Mg(HCO3)22BeCl2 + 2Na2CO3 + H2O = Be(OH)2·BeCO3↓ + 4NaCl + CO2Be(OH)2·BeCO3↓ + 3(NH4)2CO3 = 2(NH4)2[Be(CO3)2] +2NH3·H2OПроявление различной основности гидроксидов !Жесткость водыЖесткость воды – присутствие растворимых солейСледствие – образование осадков и взвеси MgCO3,CaCO3, CaSO4, Fe2O3·xH2OВременная жесткость – M(HCO3)2, М = Mg, Ca, FeУдаление кипячениемCa(HCO3)2 = CaCO3↓ + CO2↑ + H2OПостоянная жесткость – MSO4, MCl2, M = Mg, Ca, FeУдаление карбонатным методомCaSO4 + Na2CO3 = CaCO3↓ + Na2SO4или деминерализацией через ионообменные смолыКомплексные соединения1.
Be образует комплексные соединения с простымилигандами2. Be образует летучие комплексные соединения4Be(OH)2 + 6CH3COOH = Be4O(CH3COO)6 + 7H2O2Be(OH)2·BeCO3 + 6CH3COOH = Be4O(CH3COO)6 + 2CO2 +5H2O3. Mg, Ca образуют устойчивыекомплексы с полидентатными лигандами4. Sr, Ba образуют комплексы скраун-эфирами(аналогия с щелочными металлами)Комплексные соединения1. Be образует комплексные соединения с простымилигандами2.
Be образует летучие комплексные соединения4Be(OH)2 + 6CH3COOH = Be4O(CH3COO)6 + 7H2O2Be(OH)2·BeCO3 + 6CH3COOH = Be4O(CH3COO)6 + 2CO2 +5H2O3. Mg, Ca образуют устойчивыекомплексы с полидентатными лигандами4. Sr, Ba образуют комплексы скраун-эфирами(аналогия с щелочными металлами)Особые свойства бериллия1. Be пассивируется HNO3 (конц)2. Be, BeO растворяются в щелочах3.
BeF2 хорошо растворим в воде4. Be образует комплексные соединения M2[BeF4],M2[Be(CO3)4], Be4O(CH3COO)68Z/RBe6μ4-O4O2023456Be4O(CH3COO)6BeДиагональное сходствоОсновная причина:близость Z/RLi ↔ Mg:1. Реагируют с N22. Не образуют пероксидов при взаимодействии с O23. Образуют малорастворимые фториды4. Нитраты разлагаются до оксидов при невысокой Т4LiNO3 = 2Li2O + 4NO2 + O22Mg(NO3)2 = 2MgO + 4NO2 + O2Биологическая роль Mg, Ca1. АТФ существует в виде комплекса с Mg2+2. Фосфаты Ca2+ вместе с коллагеном формируют костиБиологическая роль Mg, Ca3.
Поглощение СО2 Mg-карбоксилазой.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
