Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Элементы IA- и IIA-групп




Элементы литий Li, натрий Na, калий К, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr составляют IA-группу Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Их общее название – щелочные металлы. На валентном электронном уровне всех элементов этой группы содержится по одному электрону (валентная электронная конфигурация – ns1), вследствие этого в соединениях все щелочные металлы проявляют степень окисления +1. Низкая электроотрицательность щелочных металлов обусловливает существование их в виде однозарядных катионов, образующих со многими анионами соответствующие соли. В целом свойства элементов IА-группы отвечают свойства типичных металлов (ионные связи в соединениях, сильная восстановительная способность, сильнощелочной характер оксидов М2О и гидроксидов МОН).

Элементы бериллий Ве, магний Mg, кальций Ca, стронций Sr, барий Ba и радий Ra составляют IIА-группу Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Элементы кальция, стронций, барий и радий имеют групповое название – щелочноземельные металлы. Валентный уровень атомов элементов IIA-группы содержит по два электрона (ns2), поэтому характерная степень окисления этих элементов в соединениях +2. Металлические свойства элементов IIА-группы выражены слабее, чем у элементов IA-группы.

Получение щелочных и щелочноземельных металлов в свободном виде возможно только путем электролиза расплава их галогенидов или гидроксидов. Характерные реакции металлов IA- и IIA-групп связаны с их высокой восстановительной способностью. С водой они реагируют с образованием гидроксидов и выделением водорода (исключение – бериллий и магний, которые с водой на холоде не реагируют, так как их поверхность покрыта прочной оксидной пленкой).

При окислении на воздухе щелочные металлов образуют различные кислородные соединения: литий – оксид Li2O, натрий – пероксид Na2O2, а калий, рубидий и цезий – надпероксиды KO2, RbO2 и CsO2. Металлы IIA-группы с кислородом образуют оксиды MO. Оксиды щелочных металлов M2O являются типичными основными оксидами, а гидроксиды МОН – типичными растворимыми в воде основаниями (щелочами), которые создают сильнощелочную среду. Оксиды и гидроксиды элементов IIA-группы (кроме бериллия) проявляются основные свойства; гидроксиды стронция и бария из-за хорошей растворимости в воде можно назвать щелочами аналогично гидроксидам щелочных металлов. Оксид и гидроксид бериллия амфотерны.

В узлах ионных кристаллических решеток пероксидов щелочных металлов M2O2 и надпероксидов MO2 находятся пероксид-ионы О22– и надпероксид-ионы O2; известны ионные озониды MO3. Все эти соединения при нагревании легко распадаются с выделением кислорода, а также подвергаются гидролизу с образованием гидроксид- и гидропероксид-ионов. Пероксиды, надпероксиды и озониды – сильные окислители. Как и щелочные металлы, щелочноземельные образуют не только оксиды, но также пероксиды MO2 и надпероксиды М(О2)2, которые при обработке разбавленными растворами кислот на холоду выделяют пероксид водорода, а при нагревании – кислород.

Металлы IA- и IIA-групп, проявляя высокую химическую активность, образуют бинарные соединения: с водородом – гидриды MH и MH2, с азотом – нитриды M3N и M3N2, с галогенами – галогениды МГ и МГ2, с углеродом – ацетилениды М2С2 и МС2, с серой – сульфиды М2S и МS и т.д.

Соли щелочных металлов, за исключением некоторых солей лития (LiF, Li2CO3, Li3PO4), хорошо растворимы в воде. Ионы щелочных и щелочноземельных металлов гидролизу не подвергаются. Катионы бериллия и в меньшей степени магния в обменное взаимодействие с водой вступают. Карбонаты магния и щелочноземельных металлов МСО3 малорастворимы в воде, в то же время их гидрокарбонаты М(НСО3)2 растворимы хорошо. Именно гидрокарбонаты кальция и магния обусловливают так называемую временную жесткость воды. Ее можно устранить, осаждая малорастворимые карбонаты (например, кипячением или нейтрализацией раствором щелочи).

По многим физико-химическим свойствам литий обнаруживает большее сходство с магнием (элементом, находящимся в Периодической системе по диагонали от него), чем со своим непосредственным электронным аналогом – натрием. Литий и магний легко реагируют с азотом и дают нитриды Li3N и Mg3N2. Поэтому при сгорании на воздухе литий и магний образуют оксиды и нитриды. Гидроксиды лития и магния уже при умеренном нагревании (400-500 оС) разлагаются на соответствующий оксид и воду, тогда как гидроксиды остальных s-элементов в этих условиях термически устойчивы и образуют ионные расплавы.

Химические свойства бериллия напоминают свойства алюминия (диагональная периодичность свойств). Так, оба эти металла образуют ковалентные галогениды с мостиковыми атомами галогена, им свойственно комплексообразование (в частности, с галогенид-ионами, например [BeF4]2– и [AlF6]3–). Наконец, бериллий, как и алюминий, амфотерен (электроотрицательность обоих элементов 1,47).

Поскольку гидроксид бериллия амфотерен, его получают из растворов солей осаждением не щелочью, а гидратом аммиака. Растворимость Be(OH)2 в воде значительно ниже, чем Mg(OH)2.

 

2. ХИМИЯ Р-ЭЛЕМЕНТОВ







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 580. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия