СВОЙСТВА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ I И II А ПОДГРУПП

СВОЙСТВА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ I И II А ПОДГРУПП ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА

Распространенность химических элементов

Li Na Be Щелочные K Mg Ca Щелочно- Rb металлы Sr земельные Cs Ba металлы Fr Ra

Общая характеристика s-элементов M 0 ns 1 M 0 ns 2 M+ ns 0 M 2+ ns 0 Проявляемая степень окисления в соединениях: +1 +2

Распространённость в природе Литий Сподумен Li 2 O · Al 2 O 3 · 4 Si. O 2 Амблигонит Li. Al. PO 4 F Лепидолит

Натрий Галит Na. Cl Мирабилит Na 2 SO 4 · 10 H 2 O Тенардит Na 2 SO 4 Чилийская селитра Na. NO 3

Калий Карналлит Сильвинит Na. Cl · KCl Лангбейнит K 2 Mg 2(SO 4)3 Рубидий, цезий Сопутствуют калию

Бериллий Берилл Be 3 Al 2(Si 6 O 18) Хризоберилл Be. Al 2 O 4

Магний магнезит Mg. CO 3 оливин (Mg, Fe)2[Si. O 4] Осадочные породы доломит карналлит Ca. CO 3·Mg. CO 3 KCl·Mg. Cl 2· 6 H 2 O Изверженные породы асбест Mg 6[Si 4 O 11](OH)· 6 H 2 O тальк 3 Mg. O · 4 Si. O 2 · H 2 O

Кальций Осадочные породы кальцит (известняк, мел, мрамор) гипс Ca. CO 3 Са. SО 4· 2 Н 2 О ангидрит Са. SО 4 Изверженные породы граниты гранат гнейсы апатит флюорит Са 5(РО 4)3(F, Сl) Ca. F 2 Ионы Ca 2+ и Mg 2+ в природных водах – в виде сульфата и гидрокарбоната (обусловливают жёсткость воды наряду с ионами железа)

Стронций, барий Изоморфны кальцию встречаются в виде сульфатов, карбонатов целестин стронцианит Sr. SО 4 Sr. СО 3 барит (тяжёлый шпат) Ва. SО 4 витерит Ва. СО 3

Металлическое состояние элементов II А группы Лёгкие металлы, легкоплавкие, серебристо-белые, легко переходят в окисленное состояние тип кристаллической решётки tпл. , 0 С tкип. , 0 С Be Mg Ca Sr Ba 1285 гексагональная гранецентрированная кубическая объёмноцетрированная кубическая 2470 650 1107 842 1495 768 1360 710 1640

Окраска пламени солями щелочных металлов Соли лития – красное Соли натрия жёлто-зелёное Соли калия – фиолетовое

Химические свойства 2 Bе + О 2 2 Bе. О 2 Mg + О 2 2 Mg. О 3 Мg + N 2 Мg 3 N 2 2 M + О 2 → 2 MО

2 M + Г 2 → 2 MГ 2 3 М + N 2 → М 3 N 2 М + S → МS 3 М + 2 Р → М 3 Р 2 М + С → МС 2 или 2 М + 3 С → М 2 С 3 M + H 2 → MH 2 + 2 H 2 O = M(OH)2 + H 2 М + Н 2 О → М(ОН)2 + Н 2 M + 2 HA → Ме. A 2 + Н 2

Be + 2 Na. OH + 2 H 2 O → Na 2[Ве(ОН)4] + Н 2 (с концентрированными - на холоде, с разбавленными - при нагревании) Be + 2 Na. OH Na 2 Ве. О 2 + Н 2 бериллат натрия

Получение Металлы нельзя получить из водных растворов Щелочные металлы получают: 1) электролизом расплавов, например Li. Cl: 2 Li. Cl 2) кальцийтермически: 2 Cs. Cl + Ca 2 Li + Cl 2 Cs + Ca. Cl 2

Получение Бериллий получают: 1) магнийтермически: Ве. F 2 + Мg Ве + Мg. F 2 2) электролизом расплава Ве. Cl 2 Be + Cl 2

Магний получают: 1) карботермически: Mg. O + C Mg(пар) + CO 2) электролизом расплава Mg. Cl 2

Кальций, стронций и барий получают: 1) электролизом расплавов хлоридов кальция и стронция или оксида бария 2) алюмотермически в вакууме: 6 Ca. O + 2 Al 3 Ca + 3 Ca. O·Al 2 O 3

Оксиды MO Тугоплавки, бесцветны, гигроскопичны MO + Н 2 О = M(OH)2 MO + 2 НСl = МСl 2 + Н 2 О Be. O – амфотерен Ве. О + 2 Nа. ОН + Н 2 О = Nа 2[Ве(ОН)4] (раствор) Ве. О + 2 Nа. ОН Nа 2 Ве. О 2 + Н 2 О (сплавление) Ве. О + Nа 2 CО 3 Nа 2 Ве. О 2 + CО 2 (сплавление) От Be. O к Ba. O понижаются температуры плавления

Получение оксидов Be(OH)2 = Be. O + Н 2 О Ве. SО 4 = Ве. О + SО 3 MСО 3 = MО + СО 2 2 M(NО 3)2 = 2 MО + 4 NО 2 + О 2

Гидроксиды M(OH)2 Ca(OH)2 – известковое молоко Ba(OH)2 – баритовая вода M(ОН)2 + 2 НСl = MСl 2 + 2 Н 2 О Be(ОН)2 + 2 НСl + 2 H 2 O = [Be(Н 2 О)4]Сl 2 Ве(ОН)2 + 2 Nа. ОН = Nа 2[Ве(ОH)]4 M(OH)2 MO + Н 2 О

Получение гидроксидов Ве. Сl 2 + 2 КОН = Ве(ОН)2↓ + 2 КСl Mg. Сl 2 + 2 КОН = Mg(ОН)2↓ + 2 КСl Ве. Сl 2 + 2 NН 3·Н 2 О = Ве(ОН)2↓ + 2 NН 4 Сl Особые свойства: Mg. Сl 2 + 2 NН 3·Н 2 О = Mg(ОН)2 + 2 NН 4 Сl

Соли Карбонаты Be. CO 3· 4 H 2 O x. Be(OH)2·y. Be. CO 3 (NH 4)2[Be(CO 3)2] 3 Mg. CO 3·Mg(OH)2· 3 H 2 O Са, Sr, Ba: МСО 3, М(НСО 3)2 Са. СО 3↓ + CO 2 + H 2 O = Са(НСО 3)2 Са. СО 3 + 2 HCl = Ca. Cl 2 + CO 2 + H 2 O

Сульфаты Be. SO 4· 4 H 2 O [Be(H 2 O)4]SO 4 Mg. SO 4· 7 H 2 O Ca. SO 4· 2 H 2 O, Ca. SO 4· 0, 5 H 2 O, Ca. SO 4 Sr. SO 4, Ba. SO 4 Ca. SO 4· 2 H 2 O ← Ca. SO 4· 2 H 2 O Ca. SO 4· 0, 5 H 2 O + 1, 5 H 2 O Ca. SO 4 + 2 H 2 O

Галогениды Be. Cl 2· 4 H 2 O Be(OH)Cl [Be(H 2 O)4]Cl 2 Be(OH)Cl + HCl + 3 H 2 O Be. O + HCl Mg. Cl 2 + H 2 O = Mg. OHCl + HCl Mg 2 OCl 2

Бинарные соединения MS MSe M 3 N 2, M 2 N 4, Ba. N 2 M 3 P 2, M 3 As 2, M 3 Sb 2 Be 2 C и Be. C 2, Mg. C 2 и Mg 2 C 3, MC 2 Mg 2 Si и Mg 2 Ge, MSi 2

Жёсткость воды

Совокупность временной и постоянной жёсткости называется общей жёсткостью воды: ЖО = ЖК + ЖНК. Ж= , где m – масса растворённого вещества, г; МЭ – эквивалентная масса растворённого вещества, г/моль; V – объём воды, л. По значению жёсткости воду условно подразделяют на: • очень мягкую < 1, 5 ммоль/л • мягкую 1, 5– 4 ммоль/л • средней жёсткости 4– 8 ммоль/л • жёсткую 8– 12 ммоль/л • очень жёсткую > 12 ммоль/л

Устранение жёсткости воды Временная жёсткость устраняется кипячением: M(HCO 3)2 MCO 3 + CO 2 + H 2 O Постоянная жёсткость устраняется физическими или химическими способами Ca. SO 4 + Na 2 CO 3 → Ca. CO 3 + Na 2 SO 4 Са(НСО 3)2 + Са(ОН)2 = 2 Са. СО 3↓ + 2 Н 2 О

Иониты

Применение, влияние на живой организм