часть 2 (975558), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Припаха рас!воров шало !вы с лггталлов в а(тщкал! ачниаке. 5 1 и! о и з Ми С. К., Р а ! 1 е 1Т. 1 „анас(, Кет., 14, 6" 0960). Центры акращиваиии в галогснидах щелочных л!вталлов. !. Л г и о ! д Е., Р а 11е г з о и А, дг., д. Сиен!, Разут.,41, 3039, 3093 (1964). 2, Оо ! дев 5., О н11ти во С., Т и(1 ! в Т. К., зт., 1, Лит. Сьсит.
5ос67, 135 (!965). 3, и озз Мг. 3., 'тЧ Ь ! ! е .!.С., Аиз!. Сьек!., 36, 1993 (!964); Е а а и В. 2, 2 ! и 6 а г а и. Л., В е и 1 ахи ! и В. М., !поте. Сйео!., 4, 1055 (1965). 4. Во т! е г з К. %., (4 о1! О„дг.,цг ес ив Р. О.,Я. Аи!.С(тем. 5ос., 65,3707 (1963). И 1'РАНИЛ, ЭЛЕМЕ1ИОВ: Щ, Са, Яг„Ва, Ка Как уже было отмечено выше (гл. 9), первый член П группы элементов, бериллий, имеет совершенно особые химические свойства.
В отличие от других членов группы, для которых характерны главным образом ионные соединения, бериллий образует преимущественно ковапеитиые соедкнеиия. Второй элемент группы, магний, ке столь близок па свойствам к более тяжелым элементам группы, как можно было о)кидать. Магний проявляет тенденцию к образованию ковалептиых свизен, по совпадает с последовательностью изменения у атомов эчеченгон этой тру(шы нели пш о((юшепяя заряд/радиус: Ве'+ 17; Мдт+ З,З; Саз' 1,8; .'зг-' 1,2, Ра'-' 1,0; Кнз" 0,7. Он проявляет химические свойства, промежуточные !!ежа) анонс!вами бсриллия и близкях ему по свонства а электептов Сн — Ка Иаприлтер, как и в случае бериллия, гвдроокись магния можно осадить н ! водных растворов, тогда как гидроокиси остальных элементов хорошо растворимы в воде.
Атомные радиусы металлов Ц группы значительно лтепьшс аточиых радиусов соседних металлов 1 группы вследствие увеличения заряда ядра атомов; число связывающих электроиов в два раза больше, поэтому металлы Ц группы имеют более высокие точки плавления, кипения и балыпие плотиости. Все элементы этой группы высокоэлектропаложительиы, что подтверждается высокой реакциоииой способностью их в свободном виде, величинами потенциалов иоиизации и для тяжелых элементов группы — нонкой природой их соединений. Числовое выражение важнейших свойств приведено в табл. 17.!. Энергия, необходимая для парообразования и иоиизации атомов до М'+-иоиов, значительно больше энергии, яеобходив!ой для образования М+-иоиов элементов 1 группы. Но, поскольку высокая эиергия решетки твердых солей компенсируется высокон энергией гвдратации коков М'+, пормальиые электродные потенциалы металлов 1! и 1 групп весьма близки.
1 глдвд гу Потенсн» ионина Ния ее Ионные радиусы А Зленгроииас ноггоигураднн Е" е дла Атее гаяг+ +тгнрт гтиг Злснснт ссрныя гтороя ЭЛЕМЕНТЫ Различные экспериментальные данные подтверждают, что, как и в случае 1 группы, радиусы гидратнрованных ионов И группы значительно больше их кристаллографнческих радиусов Все ионы Мое имеют значительно меньшие радиусы и являются менее поляризующимися, чем изоэлектронпые им М+ -ионы, поэтому отклонения от чисто ионного характера кх сочей вследствие поляризации катиона являются, очевидно, менее важными. Тем не менее для Мдн+ н особенно для Ве' вследствие поляризации аниона катионом проявляется тенденция к образованию ковалснтггых связей.
Для соединений Ве, как уже огдгечалось, образование ковалентпых связей очень характерно. Кальций, стронций, барий и радий образуют ряд, в котором химические и физические свойства элементов й их соединений систематически изменяются во многих очногпениях аналогично тому, что наблюдается для элементов 1 группы. Следует отметить, что ионная и электроположителыгая природа наибо гее ярко выражена у Ка Как и в сч) чзс э кчепгов ! Группы, болыпои катион способен стабилизировать пеьоторь е бо ы,ппк авионы верешшяьге, надпере- Таблица !7.1 11сноторыг финн Гогене гнояотнс нлсагсг~тон П гртнны киспые, полиг.алогенидпые и др Некоторыми примерами систематических изменений своиств в рячу Са — Ра являготся а) закономерное изменение тенденции к гпдратации кристаллических солей; б) уменьшение растворимости сульфатов, нитратов, хлоридов и т.
д. (за исключением фторидов), в) уменьшение растворимости галоге. нилов в этаноле; г) увеличение термической устойчивости карбонатов, нитратов и перекисей, д) увеличение скорости реакции взаимодействия металлов с водородом Существуют еще и другие подобные закономерности Все изотопы родил рздвоактлвны Долголгггв)щигг изотоп енина (и; -1600 лет), обраэугошиися прн естественном радиоактивном распаде наЧЗ, впервые был выделен Кюри Прежде его широко гг ГРУППА ЗЛВМЕНГОВ МВ Са, Бг Ва. Ка исполыювали в радиотерапии, в настоящее время его заменили более дешевыми изотопамя, образуюшнмися в ядерных реакторах Необходимо отмстить, что чистый изотоп нтЬГ (99"о), оброгыощийся при и -распаде ртКЬ, содержится в некоторых ьаьадскпх слюдах.
Элементы Еп, Сб и Ня, имеющие в атомах по два элсктрока впе предпоследнего уровня с заполненным г)-ггодуропггедг, также вк почены во П группу. Несмотря на существенное различие в свойствахх элементов подгрупгг кальция и цинка, "имическке своиотоа пинка, и в меиьшен степени кахиня, ичсгот нскгтгорсе г,атство со свойствами магния. Эти элс"генгы бз гтт ръсткпгтепр отггоог~ го, но здесь след)сг отмстгпь, что вгорои погппщл ~ воио гншгп Лг, п.ги меньшии по нелишне (17,89 оо) тгя . ге гонгов тг гп и ггр)гпы близок к величине вторшо потенциала иопигации Ве (18,21 ре), а стандартный потенциал для Хгг ( — 0,76 е) значительно госисе отрицателенн, чем для Мя. Можно указать также несколько ионов элементов других ~руин периодической системы со свойствами, подобнымн свойствам Бгн+ или Ва'+; например двухзарядиый ион европия Еца+ с радиусом, очень близким к радиусу иона Ва'+ Соответствукяцая ему гидро- окись — сильное основание, а сульфат, подобно сульфату бария, нерастворич в воде Вследствие етого сдолства в химических свойствах европии часто встречается в природе в минералах, содержащих элементы П группы, что является хоропшм притгерорг геохимического значения химического подобия.
Япгте и угас также имею~ сходство с Ване, но они легче окисляются, чем Ец'", и не могут существовать в водных растворах. 17.2. Распространение, выделенгте и евойетва Элементы 11 группы широко распространены в природе, они встречаготся в минералах и в морской воде. Они образуют значительные отложения, такие, как доломит СаСО, МйСОто каряаглит МдС!н КС1 6Н,О, барит ВаЯОа и т, д Кальцйй по распространенности в земной коре занимает третье место Радий встречается в небольших количествах в урановых рудах как прод) кт радиоактивного распада. Известно несколько способов пол)ченггя магния.
Ражпейшим источником для его получения являегся доломит После обжига доломита кальций ) далягот ионным обменом с испольнованяем морской воды, так как вследсг вне меньшеи рас~воримости Жд (ОН) ГЛАВА 11 П ГРУППА ЭЛЕМЕНТОВ Ма Се, ЗВ Ве, Па по сравнению с Са (ОН)„равновесие смещается в сторону образова- пия МИ(ОН)а Са (ОН)е А!ь (ОН)а+ Мхе+ = зэ!Е(ОН) +Сае е Наиболее важным способом получения магния является электролнз расплава смеси галогенидов (например, М, С1а+СЕС!а+ЫаС1), из которого магний легко выделяется как наименее элсктроположптельный металл.
Его можно легко получить восстановлением МдО нли обожженного доломита (й(йО СВО). 1!ослединй нагревают с ферросилицием СаО-А!дО+РсЬ=Мя+силикаты Са и Ге и Мй отгоняют. Магний можно получать нагреванием до 2000' смеси 3!ЕО с углем н затем быстрым охлаждением, так как равновесие реакции МЕО+ С Мч+ СО прп высокои ~сешс1ыП)и с)гцествепно смсгцено в сторону образоВшпи прол1к1ов рсакшш Ка.шпиа и др) гпе металлы в небольших количествах получают элск~ролпзом расплава их солей нли восстановлением галогенидов металлическим натрием. Радий выделяют обработкой урановых руд; после соосаждения с с) льфатом бария его можно отделить фракционной перекристаллизещией растворимой соли.
5(агний — серовато-белый металл, поверхность его покрыта окнсной пленкой, которая защищает его от химического воздейст. вия окружающей среды. Так, магний ие взаимодействует с водой без амальгампроваиия, несмотря на благоприятное значение потенциала. Он легко растворяется в разбавленных растворах кислот и взаимодействуег со многими алкил- и арилгалогенами в эфире с образованием реактивов Гриньяра, Кальций и другие металлы мягкие и серебристые, по химическим свойствам напоминают натрий, хотя они и менее реакционноспособпы. Эти металлы менее легко и в меньшей степени, чем натрий, растворимы в жидком аммиаке с образованием синих растворов. По природе 1!1 и химическим свойствам эти растворы напоминают аммиачные растворы металлов ! группы, н в них образуются амиды; однако в отличие от таких растворов элементов 1 группы прн удалении из нпх кипячением растворителя выделяются достаточно устойчивые аммиакаты, например Са (НН )а.
ООГдине1!Ня влементОВ и ГРхнпь! (7.3. Бинарные соединения Окислы. Окиси МО проще всего пол)чают обжигом карбопатов. Онн представля1от собой белые кристаллические вещества с ионной решеткой типа ЫаС(. Окись Гиагния относп1ельще ппсргна, особенно после прокалнвання при высокои температ! рс, но др)гис окиси реагируют с водой с выделением теплоты н обршб ю~ ~идроокиси. Опи способны также поглощать двуокись П агро!л пт воздуха. Гидро- окись магния мало (тастворича в воде 1-1 !О ' ~ при 20'), и ее можно выделить из растворов солса Мце Мц ГО1-1!а — более слабое основание, чем гнтроокпси Са — 1(а, ~о~я и еплпчие от Ве!011), гидроокись магния пе проявляс~ кисло~них своисав и ие расгворяется в избытке раствора щелочи.
Гидроокиси Са — Ра хороп1о растворимы в воде, причем с увеличением порядкового номера растворимость возрастает (Са(ОН),-2 г1л; Ва(ОН),-60 г/л при 20'). Все они являются сильными основаниями, В электронных спектрах ионов М', так же как и в спектрах катионов элементов 1 группы, не существует оптических переходов, и поэтому все опи беспветиы. Окраска их солей определяется либо окраской аниоиа, либо дефектами рс1петки. Так, окиси часто образуются с дефектами решетки, нэнрнмср крис1аллы ВЭО, размером до! см'х2 Гил, выращеппьк в ваку) че, окрашены и темно-красный цвет вследствие содержания 0,1 "е избытка метллла л решс~ке. Гидриды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
