Кальций. Окись кальция. Гашеная известь
Задание:
Составьте конспект лекции по теме « Главная подгруппа II группы »
Выполненные задания присылать в личном сообщении ВК в виде фото или скринов (не перевернутые). Под своим именем.
Срок сдачи: до 14.10.2020г.
Обратите внимание: Не нужно переписывать лекцию дословно!!!!
Ваша задача: составить конспект таким, каким вам он будет понятен и доступен для изучения предложенной темы.
Тема: Главная подгруппа II группы
В главной подгруппе II группы периодической таблицы 6 элементов — это бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Са, Sr, Ва и Ra называют щелочноземельными металлами (во времена алхимии и позднее многие оксиды металлов считали разновидностями земли — «землями»).
Все члены подгруппы — металлы, сильные восстановители, степень окисления в соединениях +2 (отдавая валентные электроны, приобретают электронную оболочку инертных газов). Однако как восстановители они слабее щелочных металлов. С увеличением заряда ядра атомов в ряду Be — Ra химическая (восстановительная) способность элементов увеличивается, металлические свойства усиливаются.
Свойства бериллия существенно отличаются от свойств остальных членов подгруппы. Это объясняется меньшим радиусом его атома и большим значением энергии ионизации. По химическим свойствам он во многом похож на Аl.
Отсутствие строгой закономерности в изменении некоторых свойств элементов подгруппы объясняется различием кристаллической структуры этих металлов. У Be и Mg гексагональная плотная упаковка кристалла, у Са и Sr — гранецентрированная кубическая упаковка, а у Ва — объемно-центрированная кубическая упаковка.
|
|
|
Увеличение химической активности в ряду от Be к Ва ярко проявляется в их способности к окислению кислородом воздуха (с образованием оксидов МеО). Если Be и Mg на воздухе покрываются пленкой оксидов, защищающей их от дальнейшего окисления (в виде порошка или тонкой ленты Mg горит при поджигании на воздухе ослепительным пламенем), то Са, Sr и Ва на воздухе окисляются (до CaO, SrO, ВаО и ВаO2), поэтому их хранят под слоем керосина.
Химическая активность оксидов увеличивается в ряду от ВеО к ВаО. Взаимодействие с водой теоретически возможно для всех элементов:
Me + 2Н2O= Ме(ОН)2 + H2
и всех оксидов:
МеО + Н2O = Ме(ОН)2
Однако пленка ВеО не позволяет металлу реагировать с Н2O даже при температуре красного каления, Mg устойчив в холодной воде, но реагирует с водой при кипячении, а Са, Sr и Ва разлагают воду уже при комнатной температуре.
Оксиды МеО и гидроксиды Ме(ОН)2 всех элементов подгруппы, кроме Be, имеют основной характер. Гидроксид Be амфоте- рен, хотя его основные свойства выражены сильнее, чем кислотные:
|
|
|
Ве2+ + 2ОН- = Ве(ОН)2 = Н2ВеO2 = 2Н+ + ВеО22-
Все металлы подгруппы реагируют с Н2 (при нагревании) с образованием гидридов МеН2; гидриды бериллия и магния полимерны: (BeH2)n, (MgH2)n. Все гидриды при нагревании разлагаются на элементы.
Все металлы подгруппы взаимодействуют с галогенами, азотом, серой, углеродом; необходимая для взаимодействия температура уменьшается с ростом химической активности в ряду Be — Ва.
Бериллий взаимодействует со щелочами:
Be + 2NaOH + 2Н2О = Na2[Be(OH)4] + H2
Щелочноземельные металлы растворяются в жидком аммиаке. При испарении из полученных растворов аммиака при низкой температуре выделяются кристаллические комплексы [Me(NH3)6]°, обладающие металлическим блеском (похожи на бронзу) и электронной проводимостью.
Магний и его соединения
Электронная конфигурация атома магния 1s22s22p63s2. Структура его внешнего электронного слоя
Магний Mg — легкий серебристо-белый металл, довольно устойчивый к окислению, так как на воздухе покрывается защитной пленкой окиси. Магний поступает в лаборатории в виде порошка или лент.
Магний является сильнейшим восстановителем. Если магниевую ленту поджечь, то она быстро сгорает с ослепительной вспышкой, развивая высокую температуру. Поэтому магниевые вспышки применяются в фотографии, в изготовлении осветительных ракет, при поджигании термитных смесей и т. д.
|
|
|
При горении магния, как и прочих щелочноземельных металлов, образуется его окись:
2Mg + O2 = 2МgO
При горении магния развивается такая высокая температура, что он может гореть даже в двуокиси углерода, разлагая ее:
2Mg + СО2 = 2MgO + С
При горении на воздухе наряду с окисью магния образуется нитрид магния:
3Mg + N2 = Mg3N2
Магний является более активным металлом, чем водород, поэтому может реагировать с водой, вытесняя из нее водород:
Mg + 2Н2О = Mg(OH)2 + Н2 или Mg + Н2O = MgO + Н2
Реакция лучше происходит с горячей водой. С кислотами магний реагирует весьма бурно, вытесняя водород.
Среди кислородных соединений магния нужно отметить окись магния MgO, называемую также жженой магнезией, которая применяется в изготовлении огнеупорных кирпичей, так как ее температура плавления 2800º. Используется жженая магнезия и в медицинской практике.
Гидроокись магния Mg(OH)2 является типичным основанием: весьма мало растворяется в воде.
Среди солей особый интерес представляет хлорид магния MgCl2, широко применяющийся при электролитическом получении магния. В природе хлорид магния встречается в составе минерала карналлита KCl · MgCl · 6Н2O, откуда и извлекается.
|
|
|
Карбонат магния, или белая магнезия, встречается в природе в виде минерала магнезита MgCO3, а также входит в состав некоторых горных пород, например доломита MgCO3 СаСO3 в соединении с карбонатом кальция. Из них и получают прокаливанием чистую жженую магнезию.
MgCO3 = MgO + CO2
В природных водах встречается бикарбонат магния Mg(CO3)2, придающий воде жесткость, о чем подробнее сказано ниже.
Кальций. Окись кальция. Гашеная известь
Кальций — элемент четвертого периода. Электронная конфигурация внешнего и предвнешнего электронных слоев атома кальция 3s23p64s2.
Кальций — один из наиболее распространенных элементов земной коры. Кроме силикатных пород, он встречается в виде карбоната СаСO3 (мел, мрамор, известняк) и сульфата CaSO4 (гипс).
Кальций представляет собой белый, легко окисляющийся на воздухе металл, поэтому его, подобно калию и натрию, хранят под слоем керосина. Кальций довольно тверд. При окислении кальция на воздухе образуется окись кальция, или, как ее называют, жженая (негашеная ) известь СаО:
2Са + О2 = 2СаО
Предварительно нагретый кальций горит в кислороде, но не так ярко, как магний. Кальций энергично реагирует с горячей водой, вытесняя из нее водород и образуя гидроокись кальция, или гашеную известь, Са(ОН)2:
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2
С азотом кальций, подобно магнию, образует нитрид, но в двуокиси углерода гореть не может. Кальций, подобно магнию, проявляет ярко выраженные восстановительные свойства. Широкого применения металлический кальций не находит.
Окись кальция СаО, как и жженая магнезия, имеет очень высокую температуру плавления — около 3000°. Если облить СаО водой, то идет весьма бурная реакция, сопровождающаяся шипением, сильным разогреванием и увеличением объема. В результате этого процесса, называемого гашением извести, получается гашеная известь — гидроокись кальция
СаО + Н2О = Са(ОН)2
Гашеная известь широко используется в строительстве как связующее вещество и для изготовления штукатурки. Гашеная известь, взболтанная в воде, называется известковым молоком и применяется в производстве сахара при его очистке от посторонних примесей. Бесцветный прозрачный раствор гашеной извести называется известковой водой и применяется как реактив на двуокись углерода, а также для смягчения временной жесткости воды, вызываемой бикарбонатом кальция Са(HCО3)2
Гашеную известь получают из негашеной, а негашеную — обжигом известняка в известковообжиговых печах
Летучие соединения кальция окрашивают пламя горелки в кирпично-красный цвет.
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 71; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!