Χημικές ιδιότητες των μετάλλων αλκαλικών γαιών
Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών είναι επίσης γνωστά ως μέταλλα της ομάδας 2. Τα μέταλλα της ομάδας 2 περιλαμβάνουν το βηρύλλιο, το μαγνήσιο, το ασβέστιο, το στρόντιο, το βάριο και το ράδιο. Εξαιρουμένου του βηρυλλίου, όλα τα μέταλλα της ομάδας 2 ονομάζονται μέταλλα αλκαλικών γαιών. Αντιδρούν με οξυγόνο, νερό και αραιά οξέα. Αυτά τα μέταλλα έχουν αυτό το όνομα επειδή τα οξείδια και τα υδροξείδια τους δρουν αλκαλικής φύσης. Τα οξείδια μετάλλων βρίσκονται στο φλοιό της Γης. Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών άγουν ηλεκτρισμό και είναι μεταλλικά. Σχηματίζουν επίσης μεταλλικούς δεσμούς. Μπορούν να δωρίσουν 2 ηλεκτρόνια τα οποία στη συνέχεια αλλάζουν τις καταστάσεις οξείδωσής τους σε +2. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση για μέταλλα αλκαλικών γαιών είναι ns2.
Για παράδειγμα, η ηλεκτρονική διαμόρφωση για το Na είναι =1s2 2s2 2p6 3s2
Αντιδράσεις με οξυγόνο
- Τα οξείδια μετάλλων σχηματίζονται όταν τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών αντιδρούν με το οξυγόνο.
- Η γενική εξίσωση είναι =2M(s) + O2(g) → 2MO(s)
Εδώ M =Μέταλλο
MO =Οξείδιο μετάλλου
| Μέταλλο | Αντίδραση με οξυγόνο | Χρώμα φλόγας |
| Βηρύλλιο | Απρόθυμος να καεί | Λευκό |
| Μαγνήσιο | Καίγεται εύκολα | Λευκό |
| Ασβέστιο | Δύσκολη ανάφλεξη | Κόκκινο |
| Στρόντιο | Δύσκολη ανάφλεξη | Κόκκινο |
| Βάριο | Δύσκολο να αναφλεγεί | Πράσινο |
- Το στρόντιο και το βάριο αντιδρούν με οξυγόνο για να σχηματίσουν SrO2 και BrO2, αντίστοιχα.
- Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών αντιδρούν με το νερό για να σχηματίσουν υδροξείδια.
Γενική εξίσωση =Οξείδια + άχρωμα υδροξείδια
Παράδειγμα =Οξείδιο ασβεστίου (Quick lime) + Νερό → Υδροξείδιο του ασβεστίου (γνωστό και ως ασβεστόνερο)
- Όταν τα οξείδια μετάλλων αλκαλικής γαίας αντιδρούν με οξέα, σχηματίζουν άχρωμα διαλύματα αλάτων και νερό.
Οξείδιο μετάλλου + HCl → Αλάτι + νερό
Οξείδιο μετάλλου + H2SO4 → Θειικό + νερό
- Τα υδροξείδια της ομάδας 2 αντιδρούν με οξύ για να σχηματίσουν χλωρίδια μετάλλων που είναι άχρωμα και νερό.
Υδροξείδιο μετάλλου + HCl → αλάτι + νερό
Υδροξείδιο μετάλλου + H2SO4 → θειικό + νερό
Αντίδραση με νερό
- Μέταλλα της ομάδας 2 σχηματίζουν υδροξείδια μετάλλων αντιδρώντας με το νερό.
Το βηρύλλιο αποτελεί εξαίρεση. Δεν αντιδρά με το νερό.
- Η αντιδραστικότητα μετάλλων της ομάδας 2 αυξάνεται με το νερό, κατεβαίνοντας στην ομάδα.
- Τα υδροξείδια μετάλλων γίνονται επίσης πιο διαλυτά στην ομάδα.
- Η γενική εξίσωση για τις αντιδράσεις είναι =M(s) + 2H2O(l) → M(OH)2(s) + H2(g)
| Μέταλλο | Αντίδραση |
| Βηρύλλιο | Καμία αντίδραση |
| Μαγνήσιο | Καμία αντίδραση με νερό Έντονη αντίδραση με ατμό |
| Ασβέστιο | Αντιδρά μέτρια |
| Στρόντιο | Ταχεία αντίδραση |
| Βάριο | Αντιδρά έντονα |
Αντίδραση με οξύ
- Μέταλλα αλκαλικών γαιών αντιδρούν με HCl σχηματίζοντας ένα άχρωμο διάλυμα χλωριούχου μετάλλου και απελευθερώνεται αέριο υδρογόνο.
- Γενική εξίσωση =M + 2HCl → MCl2 + H2
- Οι αντιδράσεις γίνονται πιο έντονες στην ομάδα
- Μέταλλα αλκαλικών γαιών αντιδρούν με αραιό θειικό οξύ για να δώσουν θειικά άλατα μετάλλων.
- Είναι ένα άχρωμο διάλυμα αντίδρασης θειικού μετάλλου και απελευθερώνεται αέριο υδρογόνο.
- Γενική εξίσωση =M(s) + H2SO4(aq) → MSO4(aq) + H2(g)
- Η διαλυτότητα των θειικών μειώνεται στην ομάδα
| Μέταλλο | Αραίωση HCl | Αραίωση H 2 SO 4 |
| Be | Αντιδρά γρήγορα | Αντιδρά έντονα |
| Mg | Αντιδρά έντονα | Αντιδρά έντονα |
| Ca | Αντιδρά έντονα | Η αντίδραση επιβραδύνεται με το σχηματισμό ενός αδιάλυτου θειικού στρώματος. Αυτό το στρώμα καλύπτει το μέταλλο. Τελικά, εμποδίζει την ανύψωση των φυσαλίδων υδρογόνου |
| Sr | Αντιδράστε δυναμικά | Η αντίδραση διακόπτεται με το σχηματισμό ενός αδιάλυτου θειικού στρώματος. Αυτό το στρώμα καλύπτει το μέταλλο. Αποτρέπει την ανύψωση των φυσαλίδων υδρογόνου |
| Ba | Αντιδρά έντονα | Η αντίδραση διακόπτεται σχηματίζοντας ένα αδιάλυτο θειικό στρώμα. Αυτό το στρώμα καλύπτει το μέταλλο. Οι φυσαλίδες υδρογόνου εμποδίζονται να ανέβουν. |
Αντίδραση με ανθρακικά άλατα της ομάδας 2
- Όταν τα ανθρακικά άλατα της ομάδας 2 αντιδρούν με το νερό, αποδεικνύονται αδιάλυτα. Μόνο το ανθρακικό βηρύλλιο (BeCO3) διαλύεται και αντιδρά στο νερό.
- Η αντίδραση ανθρακικών με αραιό HCl έχει ως αποτέλεσμα
- Διαλυτό χλωριούχο άλας
- Νερό
- Αέριο διοξείδιο του άνθρακα
- Η αντίδραση ανθρακικών αλάτων με αραιό H2SO4 έχει ως αποτέλεσμα
- θειικό
- Νερό
- Αέριο διοξείδιο του άνθρακα
Βασικές τάσεις μετάλλων αλκαλικών γαιών
- Όλα τα μέταλλα της ομάδας 2 σχηματίζουν ιόντα μετάλλων που έχουν φορτίο 2+. Χάνουν 2 ηλεκτρόνια από τα εξωτερικά τους ηλεκτρόνια.
- Τα μεταλλικά κατιόντα είναι μικρότερα σε μέγεθος στην κορυφή και το μέγεθος αυξάνεται καθώς κατεβαίνουμε στην ομάδα.
- Η ατομική ακτίνα των μετάλλων της ομάδας 2 συνεχίζει να αυξάνεται κατεβαίνοντας.
- Η χρέωση. Η πυκνότητα των μετάλλων της ομάδας 2 μειώνεται κατεβαίνοντας την ομάδα.
- Στην κορυφή της ομάδας 2, το φορτίο είναι πιο πυκνό επειδή τα ηλεκτρόνια είναι συσκευασμένα σε μικρότερο όγκο.
- Η θερμική σταθερότητα αυξάνεται στην ομάδα.
- Τα κατιόντα γίνονται μεγαλύτερα. Έτσι, η πυκνότητα φόρτισης μειώνεται.
- Τα ιόντα της μικρότερης ομάδας 2 σχηματίζουν υψηλότερη πολωτική επίδραση.
- Απαιτείται υψηλή θερμότητα για τη θερμική αποσύνθεσή τους.
- Καθοδηγώντας την ομάδα, η διαλυτότητα των υδροξειδίων των μετάλλων των αλκαλικών γαιών αυξάνεται.
- Καθοδηγώντας την ομάδα, η διαλυτότητα των ανθρακικών μετάλλων των αλκαλικών γαιών μειώνεται.
Συμπέρασμα
Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών είναι επίσης γνωστά ως μέταλλα της ομάδας 2. Έχουν αριθμό οξείδωσης +2. Τα μέταλλα της ομάδας 2 έχουν υψηλό σημείο τήξης και βρασμού. Αντιδρούν πιο έντονα κάτω από την ομάδα όταν αντιδρούν με νερό. Τα μέταλλα της ομάδας 2 έχουν μικρότερη ιοντική ακτίνα στην κορυφή. τότε, η ακτίνα συνεχίζει να αυξάνεται καθώς κατεβαίνουμε. Τα θειικά άλατα των μετάλλων της ομάδας 2 γίνονται λιγότερο διαλυτά στην ομάδα. Όταν τα ανθρακικά άλατα των μετάλλων της ομάδας 2 αντιδρούν με το νερό, είναι αδιάλυτα, εκτός από το βηρύλλιο. Τα ανθρακικά που σχηματίζονται από μέταλλα της ομάδας 2 είναι συνήθως αδιάλυτα στο νερό. Αντίδραση ανθρακικών της ομάδας 2 με νερό οδηγεί σε αλάτι + νερό + διοξείδιο του άνθρακα ως προϊόντα.
