Сілтілік жер металдарына жалпы сипаттама

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:

Сілтілік жер металдарына жалпы сипаттама
Берилийдің жалпы сиаттамасы.
Берилийдің физикалық және химиялық қасиеттері.
Табиғатта кездесуі
Қосылыстары

Екінші топтың негізгі топшасына берилий, магний, кальций, стронций, барий және радий элементтері жатады және олардың берилийден басқасын сілтілік жер металдар деп атау келісілген, бұл атау олардың жер қабастында кездесіп, оксидтерінің сумен әрекеттесіп, сілті түзуіне байланысты. Бұлардың барлығы да s элементтерге жатады және олардың атомдарының сыртқы қабатшасы екі s электронмен толады. Міне, осы сыртқы электрондық құрылымына сай s элементтердің тотығу дәрежесі +2 болып, олар металдар тобына жатқызылады.

Топ бойынша берилийден радийге қарай өткен кезде, олардың металдық қасиеті артады. Бұлардың ішінде орнықтылығы берилий және магний, ал қалғандары орнықсыздау. Сондықтан сілтілік жер металдар химиялық қасиеттері жағынан белсенді болғандықтан, жер қыртысында қосылыстар түрінде кездеседі.

Бериллий

Бериллий табиғатта өте сирек кездеседі, оның минералы берилл - Be ₃ AI ₂ (SiO ₃ ) ₆ . Бериллдің, оның құрамындағы қосылыстармен түске боялған түрлері асыл тастарға жатады, мысалы, изумруд көкшіл түсті құбылып тұрады. Алғашында ғалымдарды алюминийдің тасасына жасырылған бұл элементті анықтау қиындыққа соқтырды, өткені оның қасиеттері алюминийге өте ұқсас болды. Француз химигі Луи Никола Воклен олардың құрамынан сұрғылт келген ақ, бірақ морт сынғыш, жеңіл тотықты бөліп алады, ол алюминий тотығына өте ұқсас болды. Бірақ Воклен олардың бір-бірінен суда ерігіштігі әр түрлі екенін байқап, берилийді ашты. Берилидің тотығы сумен баяу әрекеттесіп, онда еріменейтін гидрототық түзеді:

BeO +H ₂ O = Be(OH) ₂

Бериллийдің сілтілік жер металдарынан айырмашылығы - ол сітімен әсерлеседі:

Be +2NaOH +2H ₂ O = [Be(OH) ₄ ] ^2- Na ⁺ ₂ +H ₂

Бериллий басқа да сілтілік жер металдар сияқты қышқыл құрамынан сутегін ығыстырады:

Be +2HCI = BeCI ₂ + H ₂

Ол оттегімен де баяу әрекеттеседі, содықтанда онда бейметалдық қасиет те, металдық қасиетте байқалады.

Бұл топша элементтері күміс тәрізді ақ түсті металдар. Бұлардың барлығы да жеңіл металдарр, тек радий металы тығыздығы >5 болғандықтан, ауыр металға жатады. Магний табиғатта магнезит MgCO ₃ , доломит MgCO ₃ ∙CaCO ₃ , карналлит KCI∙ MgCI ₂ ∙6H ₂ O, бишофит MgCI ₂ ∙ 6H ₂ O минералдары құрпамына кіреді. Магний металының көп мөлшері теңіз суында кездеседі (0, 13%), сондықтан ол оған ашқылтым дәм береді. Кальций жер қыртысында өзінің таралу жағынан оттекті, кремний, алюминий, темірден кейін тұрған бесінші элемент. Оның қосылыстары - әктас CaCO ₃ , доломит, гипс CaSO ₄ ∙2H ₂ O, апатит 3Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ ∙CaCO ₃ . Кальцийдің тұздары табиғи сулардың құрамына кіріп, оның кереметтілігін туғызады.

Өндірісте магнийді алу үщінг карналиттен немесе доломиттен, теңіз суынан алынған хлорлы магний балқытып электролиздейді. Кальцийдің алу үшін де оның балқыған хлорлы кальций тұзын электролиздейді.

Ал сронций және барий металдары кіретін минералдар: стронцийанит SrCO ₃ , целестин SrSO ₄ , витерит BaCO ₃ , барит BaSO ₄ . Осы минералдардан стронций және барийдің хлорлы тұздарын алып, магний және кальцийді алуға ұқсас жолмен, олардың балқымасын электролиздеу жолымен катодта стронций және барий металдарын бөліп алады. Радий - радиGaктивті элемент, ол аз мөлшерде уран кендерінің құрамында кездеседі.

Химиялық қасиеті. Химиялық қасиеті жағынан сілтілік жер металдары тобының элементтері сілтілік металдардан кейінгі күшті тотықсыздандырғыштар, өткені бұлар да өздерінің сырты екі электронын оңай беріп, ионға айналады және бұл иондардың электрондық құрлымы иертті газдардың электрондық құрылымына айналады. Тотықсыздандырғыш қасиеттері магнийден радийге қарай артады. Магний беті тотық қабаты мен берік қапталғандықтан ол оттегімен не басқа да элелеметтермен баяу әрекеттеседі. Кальций, сттронций, барий оттегәімен және сумен сілтілік металдарға ұұқсас жеңіл әсерлеседі. Магний салқын сумен әсерлеспейді, ал жылы сумен жеңіл әсерлесіп одан сутекті ығыстырып шығарады:

Mg +2H ₂ O = Mg(OH) ₂ + H ₂

Калциден радиге қарай әрекетесу күшиеді. Әсіресе барий өте активті, ол кішкене соққы әсерінен ауада жанады, сондықтан бұл металдарды да сілтілік металдар сияқты керосинде сақтайды. Сілтілік жер металдары металдардың белсенділік қатарында магнийдің сол жағында орналасқандықтан, сутегін сұйылтығын қышқылдар құрамынан оңай ығыстырып шығарады:

Me + H ₂ SO ₄ = MeSO ₄ + H ₂

Сілтілік жер металдары қыздырған кезде сутегінің әрекеттесіп, гидридттер түзеді: Me + H ₂ = MeH ₂

Бұл қосылыстар иондық қосылыстарға жатады, мұнда суктегінің тотығу дәрежесі-1 болады. Гидриттер сумен реакцияласып, ыдырап, сутек бөліп шығарады:

CaH ₂ + 2H ₂ O = Ca(OH) ₂ + 2H ₂

Бұл реакция эростаттарға қөажетті сутекті алу үшін қолданылады.

Қалыпты жағдайда өте орнықты азот пен сілтілік жер металдары кішкене қыздырғанда реакцияласып, нәтижесінде нитридтер түзеді:

3Me +N ₂ = Me ₃ N ₂

Кальцийдің және оның аналогтарының тотықтары ақ түсті, ауыр балқитын, температураға тұрақты ұнтақ заттар. Техникада сілтілік жер металдары тотықтарын карбонаттарды өртеп ыдырату арқылы алады. Мысалы, кальций тотығын практикалқ маңызы зор әктасты арнаулы пште өртеу арқылы алaнад:

CaCO ₃ = CaO +CO ₂

Сілілік жер металдар жанғыш.

Мал тамағында кальцийдің көбеюі оның жақсы қорытылып, малдың жақсы өсуіне әсер етеді. Өткені малдың сүйек қаңқасы өспесе, оның өсуі де болмайды, себебі сүйектің 20% салмағын кальций қосылыстары құрайды. Сиыр сүтінде кальций мөлшері 1, 07%, мөлшері емшек баласы мен жаңа туған бұзаудың өсулеріне тигізер әсері өте зор. Ал кейбір адамдардың жас кезінде борды құлшына жеуі де өсіп келе жатқан организм жетегінен туған.

Магний адам организіміне 25г мөлшерінде болады және ол оның тіршілігі үшін өте маңызды. Венгер ғалымдарының жануарларға жасаған тәжірбиесі организмде магний жетіспеген кезде оның инфаргтіге биімділігі жоғарлайтынын дәлелдеді. Зерттеулер шаршаған адам қанында магний мөлшерінің тым азайып, оның жүрек қызметінің әлсірейтінін көрсетті. Адам организіні өзіне керек магнийді бау-бақша дақылдарының көк жапырығын жеу арқылы алады. Ал өсімдік жапырағына көк түс беретін құрамында магний ионы бар хлорофлл.

Техникада магнийдің “электрон” деп аталатын құймасының маңызы өте зор. Мұның негізі - магшний, оған 10% алюминий, 5% мырыш, 1 - 2% -мөлшерінде марганец қосыладжы бұл құйма өте жеңіл (1, 8г/см ³ ) және механикалық қасиеттері жоғары. Сондықтан ол ұшақ және зымыран жасау ісінде кең қолданылады. Стронций металды өте белсенді болғандықтан, оның қосылыстары көбірек қолданылады. Стронций хроматы SrCrO ₄ сары лимон түсті пигмент, бұл “стронциянды сары” деп аталатын бояудың негізі. Стронций тұздарының негізіндегі фосфоресценциялық заттармен шлакбауымдар, жол белгілері, көпір ұстінің екі жағындағы таяныштары қапталады. Стронцийге деген қызушылық ХХ ғасырдың екінші жартысында атом бомбасының жасалуына байланысты болды. Өте ұзақ өмір сүретін ⁹⁰ Sr радиGaктивті изотобы адам организіміне неген кезде одан шықпай сүйекке еніп, оны бұза бастайды. Стронцийден шығатын β-сәуле сүйек сұйығына әсер етіп, қанның ақ түйіршгін көбйтеді. Сондықтан қазіргі заманда ядролық жарылысқа қарсы наралызылықтың көбеюі де осының нәтижесі.

Берилий.

Берилийдің физикалық және химиялық қасиеиттері.

Таңбасы:Be. A _r = 9, 01218; M(Be) = 9, 0121 Берилийдің

жалпы сиаттамасы. Берилийдің физикалық және химиялық қасиеттері. Табиғатта кездесуі 8 г/моль

m(Be) = 1, 496 ∙ 10 ^-26 кг

Электрондық құрылымы: ₄ Be 1s ² 2s ² .

Ашылуы. 1798 жылы француз химигі Луй Воклен берилл минералынан жаңа элемент бар екендігін жорамалдады. Ашылған элеемен “глицин” немесе “глициний” болып тек Францияда сақталған. Ашылған элементті 1814 жылы бериллий деп ұсыныс жасағандардың бірі Харьков оқу орның профессоры Ф. Гизе.

Бериллий - қатты, морт жеңіл металл. Жоғары температурада ғана өңдеуге, соғуға, иіуге көнеді. Өзінің беріктік қасиетін 700-800˚С кезінде де жоғалтпайтыны, құймаларының жеңіл болатыны, бериллийдің қолданылу аясына оң әсер етеді.

Бериллийдің шамадан тыс артық мөлшері “у” болып табылатыны - бронхид, өкпе қабынуы ауруларын туындататыны есте болып, бериллий қосылыстарымен жұмыс жұргізгенде қауіпсіздік ережелері қатаң сақталуы тиіс.

Табиғи изотоптары. ⁹ ₄ Be - 100%.

Табиғатта бериллий тек ⁹ ₄ Be изотобынан тұрады деп қабылдағанымызбен, оның жер қыртысында, ғарышта радиGaктивті ⁷ ₄ Be және ¹⁰ ₄ Be изотоптары бар екендігі анықталды.

Табиқи қосылыстары

Берилл - 3BeO ∙ AI ₂ O ₃ ∙ 6SiO ₂

Фенанит - Be ₂ SiO ₄

Кризоберилл - BeAI ₂ O ₄

Бертрандит - BeSi ₂ O ₇ (OH) ₂

Бериллит - Be ₂ BaSi ₂ O ₇

Гельвин - (Mn, Fe, Zn) ₈ (Be ₆ Si ₄ O ₂₄ S ₂ )

Алынуы

1. Бериллий фтроидін магнимен тотықсыздандыру барысында бериллий алынады:

BeF ₂ + Mg ^t˚ MgF ₂ + Be.

2. Хлорлы бериллий балқымасын хлорлы натрий қатысында электролизге ұшыратыды:

BeCI ₂ Be + CI ₂

Химиялық қасиеті

1. Бериллийдің ауадағы оттекпен әрекеттесуі нәтижесінде оның бетінде жұқа қорғауыш қабат тұзіледі. Алайда, шамалы қыздыру барысында берилий галогендермен оңай қосылады.

Be + F ₂ → BeF ₂

Be + CI ₂ → BeCI ₂

Be + Br ₂ → BeBr ₂

Be + I ₂ → BeI ₂

2. Қыздыру барысында бериллий оттекте жанады

2Be + O ₂ → 2BeO

3. Қыздыру барысында бериллий күкіртпен, азотпен оңай қосылады:

Be + S → BeS

3Be + N ₂ ^1000˚С Be ₃ N ₂

Бериллий тікелей көміртегі, сутекпен сумен әрекеттеспейді, оның карбит, гидриттернін өзге жанама жолдармен алады.

4. Бериллий амфотерлік қасиетке ие, қышқылғ сілтілермен әрекеттеседі:

3Be + N ₂ → BeSO ₄ +H ₂

Сұйытылған азот сұйытылған қышқылымен әрекеттесіп нитрат тұзеді:

4Be + 10HNO ₃ → 4Be(NO ₃ ) ₂ + NH ₄ NO ₃ + 3H ₂ O

ІІА топоша металдарының ішінде тек бериллий ғана сұйытылған сілтілермен тікелей әрекеттеседі:

Be + 2KOH + 2H ₂ O → K ₂ [Be(OH) ₄ ] +H ₂

Концентірлі HNO ₃ , H ₂ SO ₄ -мен салқын жағдайда әрекеттеспейді.

Бериллий қосылыстары

Галогенидтері

Бериллийдің галдолгенидтері су бойында гидролизге ұшырайды, ал органикалық еріткіштерде жақсы ериді.

Фтролы бериллийде амфотерлік қасиет айқын байқалады.

Қышқылдық қасиет:

BeF ₂ + 2KF → K ₂ [BeF ₄ ]

калийдің тетрафтор

бериллаты

Hегіздік қасиеті:

BeF ₂ + SiF ₄ → Be[SiF ₆ ]

бериллийдің

гексафторсиликаты

Фторбериллат иондары [BeF ₄ ] ^2- полимер тектес құрылымда болады, яғни:

F F

F - Be - F … Be - F

F F

Мысалы, Na[BeF ₃ ] қосылысының құрылымы келтіріген түрдегі аниондар тізбегінен тұрады.

Полимерлік байланыстағы бериллий галогенидтерінің, оның координациялық байланыстағы түрлерінен айырмашылығына олардың балқу температураларының жоғары болып келетіндігін атауға болады.

BeCI ₂ , BeBr ₂ , BeI ₂ -ылғалды өте жақсы тартады (гигроскопичный) ауада ұгітіледі.

BeF ₂ - (NH ₄ ) ₂ [BeF ₄ ] -ті термиялық жолмен ыдырату арқылы алады.

(NH ₄ ) ₂ [BeF ₄ ] ^t˚ BeF ₂ + 2NH ₄ F

Ал BeCI ₂ -ні 800˚С-де төмендегі өзгеріси нәтижесінде алады:

BeO +CI ₂ + C → BeCI ₂ +CO

BeF ₂ -суда жаюқсы ериді және ерітіндіден 5BeF ₂ ∙ 2BeO түрінде бөлініп алынады.

BeCI ₂ балқымасында төмендегідей тепе-теңдік орнайды

BeCI ₂ + BeCI ₂ → BeCI ⁺ + BeCI ₃ ^-

BeCI ₂ + LiH → BeH ₂ + LiCI

Оксиді

BeO-бериллий гидроксидін, сульфатын, нитратын немесе негіздік корбанатын термиялық ыдырату жол мен алынады.

Be(OH) ₂ → BeO + H ₂ O

BeO қиын балқитын құрылымы вюрцитке (ZnS) ұқсас суда ерімейтін амфотерлі оксид. Аталған оксид бериллийдің өзін вакуумдық жолмен алу барысында оймақтар (тегель) жасауда пайдаланылады.

BeO сутекпен тотықсызданбайды.

Қышқылдық негіздік оксидтермен бірге балқытқанда амфотерлік қасиет көсетеді:

BeO + SiO ₂ → BeSiO ₃

BeO + Na ₂ O → Na ₂ BeO ₂

Қыздыру барысында қышқыл, сілтілермен әрекеттеседі:

BeO + 2HCI + 3H ₂ O →[Be(H ₂ O) ₄ ] CI ₂

BeO + 2NaOH + H ₂ O → Na ₂ [Be(OH) ₄ ]

Гидроксиді

Be(OH) ₂ -суда ерімейді, полимерлдік құрылымдағы қосылычс қыздырғанда BeO түзеді.

Қышқыл, сілтілермен әрекеттесіп, амфотерлік қасиет көрсетеді:

Be(OH) ₂ + 2HCI → BeCI ₂ + 2H ₂ O

Be(OH) ₂ + 2NaOH → Na ₂ BeO ₂ + 2H ₂ O

Жалпы Be ²⁺ ионы қышқылдық сипаттағы ерітінділерде [Be(H ₂ O) ₄ ] ²⁺ , ал сілтілік сипаттағы ерітінділерде [Be(H ₂ O) ₄ ] ^2- түріндегі комплксті иондар түзеді

[Be(H ₂ O) ₄ ] ²⁺ → Be(OH) ₂ → [Be(H ₂ O) ₄ ] ^2- + H ₃ O ⁺

Сульфиді

BeS -сфалерид (ZnS) құрылымдағы бинарлы қосылыс.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.