Щелочноземельные металлы 9 класс химия

Обновлено: 05.01.2025

Конспект
К щелочноземельным металлам относят кальций, стронций, барий, радий.
Происхождение этого названия связано с тем, что их оксиды по терминологии алхимиков «земли», взаимодействуя с водой образуют щелочи.
Щелочноземельные металлы вместе с бериллием и магнием образуют II группу главную подгруппу в периодической системе химических элементов им. Д.И. Менделеева. На внешнем энергетическом уровне в атомах щелочноземельных металлов, как и у бериллия и магния, два s- электрона. Степень окисления в соединениях у всех металлов второй группы +2.
Щелочноземельные металлы серебристо-белого цвета, твердость значительно выше, чем у щелочных металлов. Радий – радиоактивный металл. Во влажном воздухе щелочноземельные металлы быстро покрываются налетом, состоящим из оксидов, карбонатов, нитридов. Поэтому/, как и щелочные металлы, в лаборатории хранят под слоем керосина или в запаянных ампулах.
Щелочноземельные металлы сильные восстановители и взаимодействуют с простыми и сложными веществами. Щелочноземельные металлы и их соединения окрашивают пламя: кальций – в коричнево-красный, стронций – в ярко-красный, барий – в желто-зеленый цвета.
Оксиды щелочноземельных металлов – твердые белые вещества. По химическим свойствам - типичные основные оксиды. Взаимодействуют с водой; с кислотными оксидами; с кислотами.
Гидроксиды щелочноземельных металлов твердые вещества белого цвета - типичные растворимые основания.
Познакомимся с гидроксидом кальция – широко используемым в народном хозяйстве. Гидроксид кальция называют по-разному в зависимости от способа получения.
Гашеную известь получают взаимодействием негашеной извести - оксида кальция – с водой. Добавив к гашеной извести воду и хорошо перемешав, получим известковое молоко. После отстаивания и фильтрования известкового молока получают прозрачный раствор известковой воды. Известковая вода – сильный электролит.
Сильно щелочная среда известкового молока обладает обеззараживающим действием. Это свойство используют для обработки стен хранилищ, стволов деревьев.
Взаимодействие с кислотным оксидом – углекислым газом лежит в основе приготовления строительных смесей на основе гашеной извести. Являясь типичным основанием гидроксид кальция взаимодействует с кислотами. Это свойство используют для понижения кислотности почв используют гидроксид кальция.
Для растворимых оснований характерно взаимодействие с хлором. Это свойство используется для получения хлорной извести.
Среди солей щелочноземельных металлов абсолютный лидер в применении - карбонат кальция.В природе он встречается в виде известняка, мела и мрамора. Являясь солью слабой угольной кислоты карбоната кальция используют в медицине, например, для снижения повышенной кислотности желудка. Мраморные скульптуры являются достоянием многих музеев и парков. Мрамор как отделочный материал используется в строительстве. Среди солей кальция широкое применение находит гипс. Различают: природный гипс, жженый гипс, безводный, алебастр, который получают нагреванием природного гипса. Используют гипс в строительстве, медицине, при изготовлении художественных изделий. Широкое применение находят соединения стронция и бария. Соединения стронция используют:в радиоэлектронике, металлургии, при изготовлении эмалей,в пиротехнике для получения красных огней.Соединения бария используют в сельском хозяйстве в качестве инсектицида, в пиротехнике, рентгенотехнике .и других областях.

Щелочноземельные металлы (9-й класс)

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: комбинированный урок

Задачи урока:

Обучающие: формирование знаний учащихся о щелочноземельных элементах как типичных металлах, понятия о взаимосвязи строения атомов со свойствами (физическими и химическими).

Развивающие: развитие умений исследовательской деятельности, умения добывать информацию из различных источников, сравнивать, обобщать, делать выводы.

Воспитывающие: воспитание устойчивого интереса к предмету, воспитание таких нравственных качеств как аккуратность, дисциплина, самостоятельность, ответственное отношение к порученному делу.

Методы: проблемные, поисковые, лабораторная работа, самостоятельная работа учащихся.

Оснащение: компьютер, таблица по технике безопасности, диск “Виртуальная лаборатория по химии”, презентация.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Вводное слово учителя.

Мы изучаем раздел, металлы, и вы знаете, что металлы имеют большое значение в жизни современного человека. На предыдущих уроках мы познакомились с элементами I группы главной подгруппы – щелочными металлами. Сегодня приступаем к изучению металлов II группы главной подгруппы - щелочноземельных металлов. Для того чтобы усвоить материал урока, нам необходимо вспомнить наиболее важные вопросы, которые рассматривали на предыдущих уроках.

3. Актуализация знаний.

- Где находятся щелочные металлы в периодической системе Д.И. Менделеева?

- В периодической системе щелочные металлы расположены в I группе главной подгруппе, на внешнем уровне 1 электрон, который щелочные металлы легко отдают, поэтому во всех соединениях они проявляют степень окисления +1. С увеличением размеров атомов от лития к францию энергия ионизации атомов уменьшается и, как правило, возрастает их химическая активность.

- Физические свойства щелочных металлов?

- Все щелочные металлы серебристо-белого цвета с незначительными оттенками, лёгкие, мягкие и легкоплавкие. Их твёрдость и температура плавления закономерно снижаются от лития к цезию.

- Знания Химических свойств щелочных металлов проверим в виде небольшой проверочной работы по вариантам:

Iвариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия натрия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
I I вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия лития с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.
I I I вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия калия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.

Учитель: Тема нашего урока “Щелочноземельные металлы”

Задачи урока: Дать общую характеристику щелочноземельным металлам.

Рассмотреть их электронное строение, сравнить физические и химические свойства.

Узнать о важнейших соединениях этих металлов.

Определить области применения этих соединений.

- Наш план урока написан на доске, будем работать соответственно плана, просмотрим презентацию.

Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева.
Строение атома щелочных металлов.
Физические свойства.
Химические свойства.
Применение щелочноземельных металлов.

Исходя, из полученных ранее знаний ответим на следующие вопросы: Для ответа воспользуемся периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева .

1. Перечислите щелочноземельные металлы

- Это магний, кальций, стронций, барий, радий.

2. Почему данные металлы назвали щелочноземельными?

Происхождение этого названия связано с тем, что их гидроксиды являются щелочами, а оксиды по тугоплавкости сходны с оксидами алюминия и железа, носившими ранее общее название "земли"

3. Расположение щелочноземельные металлы в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

- II группа главная подгруппа. У металлов II группы главной подгруппы на внешнем энергетическом уровне содержится по 2 электрона, находящихся на меньшем удалении от ядра, чем у щелочных металлов. Поэтому их восстановительные свойства хотя и велики, но все же менее, чем у элементов I группы. Усиление восстановительных свойств также наблюдается при переходе от Mg к Ba, что связано с увеличением радиусов их атомов, во всех соединениях проявляют степень окисления +2.

Учитель: Физические свойства щелочноземельных металлов?

- Металлы II группы главной подгруппы - это серебристо-белые вещества, хорошо проводящие тепло и электрический ток. Плотность их возрастает от Be к Ba, а температура плавления, наоборот, уменьшается. Они значительно тверже щелочных металлов. Все, кроме бериллия, обладают способностью окрашивать пламя в разные цвета.

Проблема: В каком виде щелочноземельные металлы встречаются в природе?

Почему в природе щелочноземельные металлы в основном существуют в виде соединений?

Ответ: В природе щелочноземельные металлы находятся в виде соединений, потому что обладают высокой химической активностью, которая в свою очередь, зависит от особенностей электронного строения атомов (наличие двух неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне)

Физкультминутка – отдых глазам.

- Зная общие физические свойства, активность металлов, предположите химические свойства щелочноземельных металлов. С какими веществами взаимодействуют щелочные металлы?

- Щелочноземельные металлы взаимодействуют как с простыми веществами, и сложными. Активно взаимодействуют почти со всеми неметаллами ( с галогенами, водородом, образуя гидриды). Из сложных веществ с водой – образуя растворимые в воде основания – щелочи и с кислотами.

- А теперь на опытах убедимся, в правильности наших предположениях о химических свойствах щелочноземельных металлов.

4. Лабораторная работа по виртуальной лаборатории.

Цель: провести реакции, подтверждающие химические свойства щелочноземельных металлов.

Повторяем правила техники безопасности для работы со щелочноземельными металлами.

Урок по химии на тему " Щелочноземельные металлы"

Образовательные: изучить характерные особенности электронного строения атомов щелочноземельных металлов; обратить внимание на восстановительные свойства металлов, их химическую активность с позиции электронного строения; сформулировать понятие взаимосвязи строения атома и физических , химических свойств.

Развивающие: научить использовать ряд напряжений металлов при прогнозировании химических свойства щелочноземельных металлов; совершенствовать специальные навыки и умения работать с химическими реактивами, записывать уравнения химических реакций; умения наблюдать, делать выводы, составлять схемы, сравнивать.

Воспитательные: приучать к аккуратной работе в тетради, развивать коммуникативные способности, воспитывать взаимовыручку, умение делать самооценку, критически относится к оценке своих знаний.

Методы: словесный – беседа, рассказ,

наглядно - иллюстративные – демонстрация таблиц, опытов,

практический – лабораторный опыт,решение задач.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма урока: урок с использованием элементов исследовательской деятельности , проблемной ситуации, компьютерной презентации.

Формы работы: парная и индивидуальная.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, химическая посуда, вода, металлический кальций, спички, раствор соляной кислоты, оксид кальция, гидроксид кальция, раствор хлорида кальция, раствор карбоната натрия, коллекция «Карбонаты».

Ход урока: 1. Организационная часть урока.

2. Проверка знаний учащихся.

Вопросы и задания опроса:

1.Тест: Щелочные металлы и их соединения

1. Электронное строение внешнего энергетического уровня атомов

А) …S 1 В) …S 2 P 1

Б) …S 2 Г) …S 2 P 2

2. Степень окисления щелочных металлов:

3. Вид связи в кристалле натрия:

А) ковалентная полярная В) ионная

Б) ковалентная неполярная Г) металлическая

4. Выберите ряд элементов, относящихся к щелочным металлам:

А) Ca, Zn, Cl В) Li, Na, Rb

Б ) Mg, K, Al Г ) Cr, Mn, Co

5. Самый лёгкий щелочной металл:

6. Укажите характеристики, одинаковые для всех щелочных металлов

А) число валентных электронов

Б) сильные восстановительные свойства

Г) число энергетических уровней в атоме

7. Наиболее ярко выраженные металлические свойства у:

А) лития В) калия

Б) натрия Г) рубидия

8. Какие щелочные металлы, сгорая на воздухе, образуют

оксиды состава R₂O?

9. Способ получения натрия и калия:

А) алюмотермия В) электролиз

Б) магнийтермия Г) пиролиз

10. С какими из перечисленных веществ реагируют щелочные металлы:

11. NaOH относят к:

А) основным оксидам В) кислотам

Б) щелочам Г) амфотерным основаниям

12. Укажите восстановитель в реакции 2Na + S = Na₂S

13. С группой, каких веществ реагируют оксиды щелочных металлов:

14. Расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении

реакции, схема которой: КOH + AlCl₃ ® КCl + Al(OH)₃

Сумма коэффициентов в уравнении реакции равна _______________

15. Установите соответствие между ним формулой веществ и

ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ НАЗВАНИЯ ВЕЩЕСТВ

А) Na₂O 1. пероксид натрия

В) NaOH 3. гидрокарбонат натрия

Г) NaHCO₃ 4. оксид натрия

2.Вопросы опроса:

1.Где находятся щелочные металлы в периодической системе Д.И. Менделеева?

2. Физические свойства щелочных металлов?

3.Проверочная работа по вариантам:

1 вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия натрия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.

2 вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия лития с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель.

3 вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия калия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель .

3. Изучение программного материала.

1. Характеристика щелочноземельных металлов.

Щелочноземельные металлы — кальций, стронций, барий, радий , бериллий и магний— находятся в главной подгруппе II группы периодической системы Д.И.Менделеева.

Кальций – типичный представитель щелочноземельных металлов .

2. Расположение щелочноземельные металлы в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Находятся в главной подгруппе II группы. У металлов II группы главной подгруппы на внешнем энергетическом уровне содержится по 2 электрона, находящихся на меньшем удалении от ядра, чем у щелочных металлов. Поэтому их восстановительные свойства хотя и велики, но все же менее, чем у элементов I группы. Усиление восстановительных свойств также наблюдается при переходе от Mg к Ba, что связано с увеличением радиусов их атомов, во всех соединениях проявляют степень окисления +2.

Электронное строение атомов щелочных металлов.

Число электронов на внешнем уровне

3. Физические свойства щелочноземельных металлов?

Металлы II группы главной подгруппы - это серебристо-белые вещества, хорошо проводящие тепло и электрический ток. Плотность их возрастает от Be к Ba, а температура плавления, наоборот, уменьшается. Они значительно тверже щелочных металлов. Все, кроме бериллия, обладают способностью окрашивать пламя в разные цвета.

4.Химические свойства щелочноземельных металлов.

Взаимодействие щелочноземельных металлов с простыми веществами:

1. Взаимодействие с кислородом:

2. Взаимодействие с галогенами:

3. Взаимодействие с азотом:

4. Взаимодействие с водородом:

5. Взаимодействие с серой:

а) Ba + S = ; *б) Sr + S =

Взаимодействие щелочных металлов со сложными веществами.

1. Взаимодействие с водой:

а) С a + H ₂ O = ; *б) Ва + H ₂ O =

2. Взаимодействие с кислотами:

а) С a + HCI = ; *б) Ва + H ₂ SO ₄ =

Лабораторная работа

«Взаимодействие гидроксида кальция с соляной кислотой и сульфатом меди(II)».

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ - Качественная реакция

5. Щелочноземельные металлы в природе.

В природе щелочноземельные металлы находятся в виде соединений, потому что обладают высокой химической активностью, которая в свою очередь, зависит от особенностей электронного строения атомов (наличие двух неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне).

Бериллий – встречается в природе в виде минералов: берилла, хризоберилла и их разновидностей: изумруда, аквамарина, александрита – известных как драгоценные камни.

Бериллий и его растворимые в воде соединения высокотоксичны (ядовиты). Даже ничтожно малая примесь его в воздухе приводит к тяжёлым заболеваниям. Он находит широкое применение в технике. Добавленный к меди он сильно повышает её твёрдость, прочность, химическую стойкость, делает похожей на сталь. Основной потребитель бериллия – атомная энергетика. Потребность в нём с каждым годом растёт.

Магний был впервые получен Деви в 1808 году из белой магнезии (магнезит MqCO 3) – минерала, найденного близ греческого города Магнезия. По названию минерала и дали название простому веществу и химическому элементу. Сульфат магния (одна из распространённых солей магния) называют ещё горькой солью – она придаёт морской воде горьковатый вкус. Данная соль магния используется в качестве слабительного средства. Сплавы с магнием прочнее, твёрже, легко полируются, обрабатываются и их используют в автомобильной промышленности, авиационной, ракетной технике.

Как вы думаете, почему остальные металлы этой группы, главной подгруппы названы ЩЗМ?

Так они именуются по той причине, что их гидроксиды, подобно гидроксидам ЩМ, растворимы в воде, то есть являются щелочами.

«Земельными они названы потому, что в природе они встречаются в состоянии соединений, образующих нерастворимую массу земли, и сами в виде оксидов имеют землистый вид…» - Д.И.Менделеев.

Кальций занимает пятое место по распространённости. Так же впервые получен Деви в 1808 году. Название элемента происходит от латинского слова «кальс», что значит, «известь, мягкий камень». Встречается в виде гипса, кальцита (кальцит образует залежи мела, мрамора, известняка)

Подумайте из чего кальцит формируется?

Поэтому неудивительно, что иногда в известняках находят ракушки или отпечатки животных.

Где он применяется? (гипсовые слепки, карнизы, лепнина, штукатурка потолков, в хирургии, бумажная промышленность).

Стронций встречается реже в виде минерала целестина, что с латинского означает «небесный» - сульфат стронция, образован розово-красными, бледно-голубыми кристаллами. Своё название он (стронций) получил от названия шотландской деревни Стронциан, близ которой в конце XVIII века найден редкий минерал стронцианит SrCO 3.

Барий встречается в виде барита BaSO 4 («барис»- тяжёлый с латинского). Применяется для изготовления радиоламп, в кожевенном деле (для удаления шерсти), в сахарном производстве, для приготовления фотобумаги, выплавке специальных окон.

Кальциевые горные породы – известняк, мрамор, мел.

Мел, известняк, мрамор не растворимы в чистой воде, но растворимы в кислых растворах, даже таких слабых как природная вода.

При просачивании воды с поверхности земли через залежи известняка происходят процессы: - если порода залегает под тонким слоем почвы – образуются провалы;

- если породы залегают на большой глубине – возникают подземные карстовые пещеры.

6. Важнейшие соединения щелочноземельных металлов и их применение.

- Оксиды - CaO

- Гидроксиды - Ca ( OH )₂

У травянистых растений газообмен происходит через устьица на листьях и стеблях, у деревьев и кустарников - на стволах через чечевички или трещины.

Гашёная известь, негашёная известь, гашение, известковая вода, известковое молоко.

Применение гидроксида кальция:

- при побелке помещений;

- для приготовления известкового строительного раствора и силикатного бетона;

- для умягчение воды;

- для производства известковых удобрений;

- получение других соединений кальция, нейтрализация кислых растворов (в том числе сточных вод производств), получение органических кислот;

- Известковое молоко применяют в сахарной промышленности для очистки свекловичного сока

«Ознакомление с образцами природных соединений кальция»

Задание. Рассмотрите образцы и запишите в тетрадь названия природных соединений кальция.

Применение солей:

В строительстве:

Самый важный из минералов – известняк (карбонат кальция), без которого не обходится ни одно строительство. Во-первых, он сам является прекрасным строительным камнем. Во-вторых, это сырьё для получения цемента, гашёной и негашёной извести, стекла и др. Известковой щебёнкой укрепляют дороги. Природный мел представляет собой остатки раковин древних животных. Мел применяют для побелки, а также и в школе – школьный мел.

В сельском хозяйстве:

Среднего содержания кальция в почвах (1,37%) вполне достаточно для обеспечения физиологических потребностей растений. Тем не менее, соединения кальция вносят в почвы для химической мелиорации: известковым порошком уменьшают кислотность почв, гипсованием устраняют избыточную щёлочность. Нитрат и фосфаты кальция используются как азотные удобрения.

В архитектуре:

Минерал скульпторов – мрамор (карбонат кальция). Из него создавал свои прекрасные творения Микеланджело.

Сульфат кальция встречается в природе в виде минерала гипса. Его используют для получения слепков. Для этого применяют полуводный гипс – алебастр.

- Гипс используем и мы, медики, для наложения фиксирующих гипсовых повязок. Сульфат магния, известный под названием горькая или английская соль, используют в качестве слабительного средства. Он содержится в морской воде и придаёт ей горький вкус. Сульфат бария благодаря нерастворимости и способности задерживать рентгеновские лучи применяют в рентгенодиагностике («баритовая каша») для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта. Остальные соединения бария токсичны.

Из всех заболеваний подростков на первом месте стоят нарушения опорно-двигательного аппарата. Одна из причин – недостаточное содержание кальция в пище. Замедление поступления кальция в костную ткань вызывает деформацию костей у взрослых и рахит у детей. Человек должен получать в день 1,5г кальция. Наибольшее его количество содержится в сыре, твороге, петрушке, салате. Другой хороший источник пищевого кальция, часто не берущийся в расчет - мягкие кости лосося и сардин, которые мы съедаем при потреблении этой пищи.

- А сколько соединений кальция в составе любой зубной пасты! Из зубной пасты доставляются кальций, фосфор и магний. Кальций и фосфор являются основными строительными элементами эмали зуба. На протяжении всей жизни человека они участвуют в обменных процессах. Необходимость такой добавки обусловлена потребностью зубов в этих элементах при кариесе, и в еще большей степени при некариозных поражениях зубов. Некариозные поражения зубов чаще всего связаны с нарушениями функции щитовидной, поджелудочной, половых желез, заболевания ЖКТ и др., а так же с влиянием внешних неблагоприятных воздействий (ежедневная длительная - более 6 часов - работа с компьютером, экологические влияния) вызывающих заметную убыль минеральных компонентов в тканях зуба, ведущих в начале к повышенной чувствительности зубов, а затем к повреждению в виде кариеса. В связи с этим местное применение паст, содержащих фосфорно-кальциевые добавки, позволяет не только предупредить, но и в известной степени компенсировать потери при наличии заболевания.

В живых организмах:

Соединения кальция входят в состав скелетов и зубов позвоночных животных. Такие скелеты называются внутренними, и образованы они фосфатом кальция. На долю кальция приходится более 1,5% массы тела человека, 98% кальция содержится в костях.

- Перечислите функции скелета

Опорная, защитная, двигательная, кроветворная

- какой ещё тип скелета встречается в природе?

- Какое соединение кальция входит в состав наружного скелета?

- У каких животных наружный скелет образован карбонатом кальция?

Раковинные корненожки, кораллы, моллюски (раковина, жемчуг)

- Как образуется жемчуг?

Жемчужина образуется внутри раковины моллюска в результате попадания туда постороннего предмета (песчинки и др.). Далее вокруг предмета -"затравки" происходит отложение перламутровых слоёв. Добыча морского жемчуга ведётся главным образом в Красном море и Персидском заливе , а также у берегов Шри-Ланки и Японии . Пресноводный жемчуг добывается в Германии , России , Китае и странах Северной Америки . В настоящее время ведётся не только поиск природного жемчуга, но и выращивание его в промышленных масштабах (особенно в Японии). Внутрь устрицы помещаются бусинки из прессованных раковин, после чего устрицы возвращаются в воду. Через определённое время бусины, покрытые слоями перламутра, извлекаются из устриц. Искусственный жемчуг в последнее время широко используется как популярный компонент для создания бижутерии и украшений своими руками. Современные технологии позволяют создать искусственные жемчужины любых размеров, форм и цветов, при этом стоимость такого жемчуга существенно ниже натурального. История знает много примеров поистине гигантских жемчужин. Однако ни одна из них не дошла до наших дней: жемчужины не живут больше 150—200 лет, после этого срока камень, увы, рассыпается.

Мы практически ежедневно встречаемся с ещё одним объектом природы, который на 90% образован карбонатом кальция. Отгадайте загадку:

Может и разбиться,
Может и свариться.
Если хочешь, в птенчика
Может превратиться (Яйцо).

Более десяти лет исследований показали, что яичная скорлупа идеальный источник кальция, который легко усваивается организмом.

Готовят скорлупу так. Яйца моют в теплой воде с мылом, хорошо ополаскивают. Белок и желток выливают из яйца, а скорлупу еще раз прополаскивают и на 5 минут помещают в кипящую воду. Скорлупа яиц, сваренных вкрутую чуть менее активна, но зато готова к использованию. Дозировка от 1,5 до 3 г. в зависимости от возраста. Растереть скорлупу в порошок лучше в ступке. Принимать с утренней едой - с творогами или кашей.

Щелочноземельные металлы 9 класс химия

Ключевые слова конспекта: щелочноземельные металлы, элементы IIA-группы, земли, получение щелочноземельных металлов.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ IIA ГРУППЫ

К щёлочноземельным металлам относят кальций Са, стронций Sr, барий Ва, радий Ra – металлы IIА-группы. Название «щёлочноземельные» обусловлено тем, что гидроксиды этих металлов относятся к щелочам – растворимым в воде основаниям, а оксиды этих металлов с древних времён называли землями. Бериллий и магний к щёлочноземельным металлам не относятся.

Важнейшие параметры элементов IIA группы приведены в таблице:

Электронная конфигурация валентного слоя атомов щёлочноземельных металлов в стационарном состоянии ns 2 . Щёлочноземельные металлы являются s-элементами. Во всех своих соединениях они имеют степень окисления +2.

Высшие оксиды щёлочноземельных металлов имеют состав МеО и проявляют основный характер. Высшие гидроксиды этих элементов Ме(ОН)₂ являются типичными основаниями, их относят к щелочам, хотя их растворимость намного ниже, чем гидроксидов щелочных металлов. Водородные соединения щёлочноземельных металлов представляют собой твёрдые гидриды состава МеH₂.

ЩЁЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ – ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА

При обычных условиях щёлочноземельные металлы – твёрдые вещества, имеют металлический блеск на свежем срезе (быстро покрываются желтоватой плёнкой на воздухе), лёгкие (кроме радия), при этом более твёрдые, чем щелочные металлы. Кальций не режется ножом, он довольно твёрдый, стронций и барий мягче. Барий похож по твёрдости на свинец, но в отличие от него при разрезании крошится на отдельные кристаллы.

При внесении щёлочноземельных металлов или их соединений в бесцветное пламя появляется его характерная окраска:

Щёлочноземельные металлы являются активными восстановителями. Реакции с галогенами протекают легко даже при обычных условиях: При сгорании щёлочноземельных металлов на воздухе или в кислороде образуются оксиды:

При нагревании на воздухе или в кислороде кальций загорается, пламя при этом имеет красноватый цвет.

Щёлочноземельные металлы взаимодействуют с серой при нагревании. Образуются сульфиды: При нагревании щёлочноземельные металлы реагируют с азотом с образованием нитридов (Са – при температуре красного каления): При нагревании щёлочноземельные металлы взаимодействуют с водородом с образованием твёрдых гидридов: Щёлочноземельные металлы легко взаимодействуют с водой с образованием щёлочи и водорода:

Кальций с холодной водой реагирует сравнительно медленно, но с горячей водой реакция идёт бурно.

Щёлочноземельные металлы активно взаимодействуют с растворами солей, но происходит, как и в случае щелочных металлов, не замещение металла, входящего в состав соли, а реакция щёлочноземельных металлов с водой раствора.

Кальций и стронций получают электролизом расплавов хлоридов:

Конспект урока по химии «Щелочноземельные металлы. Элементы IIA-группы». Выберите дальнейшее действие:

Щелочноземельные металлы

К щелочноземельным металлам относятся металлы IIa группы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Отличаются легкостью, мягкостью и сильной реакционной способностью.

Общая характеристика

От Be к Ra (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств, реакционная способность. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Be - 2s 2
Mg - 3s 2
Ca - 4s 2
Sr - 5s 2
Ba - 6s 2
Ra - 7s 2

Природные соединения

Be - BeO*Al₂O₃*6SiO₂ - берилл
Mg - MgCO₃ - магнезит, MgO*Al₂O₃ - шпинель, 2MgO*SiO₂ - оливин
Ca - CaCO₃ - мел, мрамор, известняк, кальцит, CaSO₄*2H₂O - гипс, CaF₂ - флюорит

Получение

Это активные металлы, которые нельзя получить электролизом раствора. С целью их получения применяют электролиз расплавов, алюминотермию и вытеснением их из солей другими более активными металлами.

MgCl₂ → (t) Mg + Cl₂ (электролиз расплава)

CaO + Al → Al₂O₃ + Ca (алюминотермия - способ получения металлов путем восстановления их оксидов алюминием)

Химические свойства

Все щелочноземельные металлы (кроме бериллия и магния) реагируют с холодной водой с образованием соответствующих гидроксидов. Магний реагирует с водой только при нагревании.

Щелочноземельные металлы - активные металлы, стоящие в ряду активности левее водорода, и, следовательно, способные вытеснить водород из кислот:

Хорошо реагируют с неметаллами: кислородом, образуя оксиды состава RO, с галогенами (F, Cl, Br, I). Степень окисления у щелочноземельных металлов постоянная +2.

Mg + O₂ → MgO (оксид магния)

При нагревании реагируют с серой, азотом, водородом и углеродом.

Mg + S → (t) MgS (сульфид магния)

Ca + H₂ → (t) CaH₂ (гидрид кальция)

Ba + C → (t) BaC₂ (карбид бария)

Ba + TiO₂ → BaO + Ti (барий, как более активный металл, вытесняет титан)

Оксиды щелочноземельных металлов

Имеют общую формулу RO, например: MgO, CaO, BaO.

Оксиды щелочноземельных металлов можно получить путем разложения карбонатов и нитратов:

Рекомендую взять на вооружение общую схему разложения нитратов:

Проявляют преимущественно основные свойства, все кроме BeO - амфотерного оксида.

В нее вступают все, кроме оксида бериллия.

Амфотерные свойства оксида бериллия требуют особого внимания. Этот оксид проявляет двойственные свойства: реагирует с кислотами с образованием солей, и с основаниями с образованием комплексных солей.

BeO + NaOH + H₂O → Na₂[Be(OH)₄] (тетрагидроксобериллат натрия)

Если реакция проходит при высоких температурах (в расплаве) комплексная соль не образуется, так как происходит испарение воды:

BeO + NaOH → Na₂BeO₂ + H₂O (бериллат натрия)

Гидроксиды щелочноземельных металлов

Проявляют основные свойства, за исключением гидроксида бериллия - амфотерного гидроксида.

Получают гидроксиды в реакции соответствующего оксида металла и воды (все кроме Be(OH)₂)

Основные свойства большинства гидроксидов располагают к реакциям с кислотами и кислотными оксидами.

Реакции с солями (и не только) идут в том случае, если соль растворимы и по итогам реакции выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода).

Гидроксид бериллия относится к амфотерным: проявляет двойственные свойства, реагируя и с кислотами, и с основаниями.

Жесткость воды

Жесткостью воды называют совокупность свойств воды, зависящую от присутствия в ней преимущественно солей кальция и магния: гидрокарбонатов, сульфатов и хлоридов.

Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жесткость.

Вероятно, вы часто устраняете жесткость воды у себя дома, осмелюсь предположить - каждый день. Временная жесткость воды устраняется обычным кипячением воды в чайнике, и известь на его стенках - CaCO₃ - бесспорное доказательство устранения жесткости:

Также временную жесткость можно устранить, добавив Na₂CO₃ в воду:

С постоянной жесткостью бороться кипячением бесполезно: сульфаты и хлориды не выпадут в осадок при кипячении. Постоянную жесткость воды устраняют добавлением в воду Na₂CO₃:

Жесткость воды можно определить с помощью различных тестов. Чрезмерно высокая жесткость воды приводит к быстрому образованию накипи на стенках котлов, труб, чайника.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: