Химиялық реакциялар мг. Be, Mg және сілтілі жер металдарына тән химиялық қасиеттері. Жай заттардың физикалық қасиеттері

IIA тобында тек металдар бар – Be (бериллий), Mg (магний), Ca (кальций), Sr (стронций), Ba (барий) және Ra (радий). Бұл топтың бірінші өкілі бериллийдің химиялық қасиеттері осы топтың басқа элементтерінің химиялық қасиеттерінен айтарлықтай ерекшеленеді. Оның Химиялық қасиеттерікөп жағынан олар IIA тобының басқа металдарына қарағанда алюминийге көбірек ұқсайды («диагональды ұқсастық» деп аталады). Магний өзінің химиялық қасиеттері бойынша Ca, Sr, Ba және Ra-дан айтарлықтай ерекшеленеді, бірақ олармен бериллийге қарағанда әлдеқайда ұқсас химиялық қасиеттерге ие. Кальций, стронций, барий және радийдің химиялық қасиеттерінің айтарлықтай ұқсастығына байланысты олар бір тұқымдасқа біріктірілген. сілтілі жер металдар.

IIA тобының барлық элементтері жатады с-элементтер, яғни. олардың барлық валенттік электрондарын қамтиды с- төменгі деңгей Осылайша, барлық сыртқы электрондық қабаттың электрондық конфигурациясы химиялық элементтербұл топтың нысаны бар ns 2 , Қайда n– элемент орналасқан периодтың нөмірі.

IIA тобының металдарының электрондық құрылымының ерекшеліктеріне байланысты бұл элементтер нөлден басқа +2-ге тең бір ғана тотығу дәрежесіне ие болуы мүмкін. Қарапайым заттар элементтері арқылы қалыптасады IIA тобы, кез келген қатысумен химиялық реакциялартек тотықтыруға қабілетті, яғни. электрондарды беру:

Мен 0 – 2e — → Мен +2

Кальций, стронций, барий және радий өте жоғары химиялық реакцияға ие. Олар түзетін қарапайым заттар өте күшті тотықсыздандырғыштар болып табылады. Магний сонымен қатар күшті қалпына келтіретін агент болып табылады. Металдардың тотықсыздану белсенділігі Д.И периодтық заңының жалпы заңдарына бағынады. Менделеев және кіші топ бойынша жоғарылайды.

Қарапайым заттармен әрекеттесу

оттегімен

Жылытусыз бериллий және магний атмосфералық оттегімен де, таза оттегімен де әрекеттеспейді, өйткені олар сәйкесінше BeO және MgO оксидтерінен тұратын жұқа қорғаныш қабықшалармен жабылған. Оларды сақтау ауа мен ылғалдан қорғаудың арнайы әдістерін қажет етпейді, сілтілі жер металдарынан айырмашылығы, олар сұйық инертті қабат астында сақталады, көбінесе керосин.

Be, Mg, Ca, Sr оттегіде жанғанда, MeO құрамды оксидтер түзеді, ал Ba - барий оксиді (BaO) мен барий асқын тотығы (BaO 2) қоспасы:

2Mg + O2 = 2MgO

2Са + О2 = 2СаО

2Ba + O 2 = 2BaO

Ba + O 2 = BaO 2

Айта кету керек, сілтілі жер металдары мен магний ауада жанған кезде бұл металдардың ауа азотымен жанама реакциясы да жүреді, нәтижесінде металдардың оттегімен қосылыстарынан басқа, жалпы формуласы Me 3 N нитридтері бар. 2 де қалыптасады.

галогендермен

Бериллий галогендермен тек жоғары температурада әрекеттеседі, ал IIA тобының қалған металдары - қазірдің өзінде бөлме температурасында:

Mg + I 2 = MgI 2 – Магний йодиді

Ca + Br 2 = CaBr 2 – кальций бромиді

Ba + Cl 2 = BaCl 2 – барий хлориді

IV–VI топтағы бейметалдармен

IIA тобындағы барлық металдар IV-VI топтағы барлық бейметалдармен қызған кезде әрекеттеседі, бірақ топтағы металдың орнына, сондай-ақ бейметалдардың белсенділігіне байланысты әртүрлі қыздыру дәрежесі қажет. Бериллий IIA тобының барлық металдарының ішінде ең химиялық инертті болғандықтан, оның бейметалдармен реакциясын жүргізген кезде айтарлықтай пайдалану қажет. Ожоғары температура.

Айта кету керек, металдардың көміртегімен әрекеттесуі әртүрлі табиғаттағы карбидтерді түзе алады. Метанидтерге жататын және шартты түрде метанның туындылары болып саналатын карбидтер бар, оларда барлық сутегі атомдары металмен ауыстырылады. Олардың құрамында метан сияқты көміртегі -4 тотығу күйінде болады, ал олар гидролизденгенде немесе тотықтырмайтын қышқылдармен әрекеттескенде өнімдердің бірі метан болып табылады. Сондай-ақ карбидтердің тағы бір түрі бар - ацетиленидтер, олардың құрамында С 2 2- ионы бар, ол шын мәнінде ацетилен молекуласының фрагменті болып табылады. Гидролиздеу немесе тотықтырмайтын қышқылдармен әрекеттесу кезінде ацетиленидтер сияқты карбидтер реакция өнімдерінің бірі ретінде ацетиленді құрайды. Белгілі бір металл көміртегімен әрекеттескенде алынатын карбидтің түрі – метанид немесе ацетиленид металл катионының мөлшеріне байланысты. Кіші радиусы бар металл иондары әдетте метанидтерді, ал үлкен иондар ацетиленидтерді құрайды. Екінші топтағы металдар жағдайында бериллийдің көміртегімен әрекеттесуінен метанид алынады:

II А тобындағы қалған металдар көміртегімен ацетиленидтер түзеді:

Кремниймен, IIA тобындағы металдар силицидтер түзеді - Me 2 Si типті қосылыстар, азотпен - нитридтер (Me 3 N 2), фосформен - фосфидтер (Me 3 P 2):

сутегімен

Барлық сілтілі жер металдары қыздырғанда сутегімен әрекеттеседі. Магнийдің сутегімен әрекеттесуі үшін сілтілі жер металдардағыдай тек қыздыру жеткіліксіз, жоғары температурадан басқа сутегі қысымының жоғарылауы да қажет. Бериллий ешбір жағдайда сутекпен әрекеттеспейді.

Күрделі заттармен әрекеттесу

сумен

Барлық сілтілі жер металдары сумен белсенді әрекеттесіп, сілтілер (ерігіш металл гидроксидтері) және сутегі түзеді. Магний сумен тек қайнатқанда әрекеттеседі, себебі қыздырғанда MgO қорғаныш оксидті қабықшасы суда ериді. Бериллий жағдайында қорғаныш оксидті пленка өте төзімді: су онымен қайнаған кезде де, тіпті қызыл-ыстық температурада да әрекеттеспейді:

тотықтырмайтын қышқылдармен

II топтың негізгі топшасының барлық металдары тотықтырмайтын қышқылдармен әрекеттеседі, өйткені олар сутегінің сол жағындағы белсенділік қатарында. Бұл жағдайда сәйкес қышқыл мен сутегінің тұзы түзіледі. Реакциялардың мысалдары:

Be + H 2 SO 4 (сұйылтылған) = BeSO 4 + H 2

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

Ca + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + H 2

тотықтырғыш қышқылдармен

− сұйылтылған азот қышқылы

IIA тобының барлық металдары сұйылтылған азот қышқылымен әрекеттеседі. Бұл жағдайда тотықсыздану өнімдері сутегінің орнына (тотықтырмайтын қышқылдардағы сияқты) азот оксидтері, негізінен азот оксиді (I) (N 2 O), ал жоғары сұйылтылған азот қышқылы жағдайында аммоний болады. нитрат (NH 4 NO 3):

4Ca + 10HNO3 ( разб .) = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

4Mg + 10HNO3 (өте бұлыңғыр)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

− концентрлі азот қышқылы

Кәдімгі (немесе төмен) температурадағы концентрлі азот қышқылы бериллийді пассивтендіреді, яғни. оған реакция жасамайды. Қайнаған кезде реакция мүмкін және негізінен теңдеу бойынша жүреді:

Магний және сілтілі жер металдары концентрлі азот қышқылымен әрекеттесіп, әртүрлі азотты қалпына келтіру өнімдерінің кең спектрін түзеді.

− концентрлі күкірт қышқылы

Бериллий концентрлі күкірт қышқылымен пассивтенеді, яғни. қалыпты жағдайда онымен әрекеттеспейді, бірақ реакция қайнаған кезде жүреді және берилий сульфаты, күкірт диоксиді және судың түзілуіне әкеледі:

Be + 2H 2 SO 4 → BeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Барий ерімейтін барий сульфатының түзілуіне байланысты концентрлі күкірт қышқылымен де пассивтенеді, бірақ қыздырғанда онымен әрекеттеседі, барий сульфаты концентрлі күкірт қышқылында қыздырғанда барий сутегі сульфатына айналуына байланысты ериді.

IIA негізгі тобының қалған металдары концентрлі күкірт қышқылымен кез келген жағдайда, соның ішінде суықта әрекеттеседі. Күкірттің тотықсыздануы металдың белсенділігіне, реакция температурасына және қышқыл концентрациясына байланысты SO 2, H 2 S және S-ке дейін болуы мүмкін:

Mg + H2SO4 ( конц. .) = MgSO 4 + SO 2 + H 2 O

3Мг + 4Н 2 SO 4 ( конц. .) = 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Ca + 5H 2 SO 4 ( конц. .) = 4CaSO 4 +H 2 S + 4H 2 O

сілтілермен

Магний және сілтілі жер металдары сілтілермен әрекеттеспейді, ал берилий балқыту кезінде сілті ерітінділерімен де, сусыз сілтілермен де оңай әрекеттеседі. Сонымен қатар, реакция сулы ерітіндіде жүргізілгенде, реакцияға су да қатысады, ал өнімдер сілтілі немесе сілтілі жер металдары мен сутегі газының тетрагидроксобериллаттары болып табылады:

Be + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - калий тетрагидроксобериллаты

Балқу кезінде қатты сілтімен реакция жүргізгенде сілтілі немесе сілтілі жер металдары мен сутегінің бериллаттары түзіледі.

Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - калий бериллаты

оксидтермен

Сілтілік жер металдары, сондай-ақ магний, қыздырған кезде олардың оксидтерінен белсенділігі аз металдар мен кейбір бейметалдарды азайта алады, мысалы:

Металдарды оксидтерінен магниймен тотықсыздандыру әдісі магний деп аталады.

Натрий сутегі фосфатымен реакциясы. а) Пробиркаға ерітінділердің тамшыларын салыңыз, алынған қоспаға 2-3 тамшы ерітінді қосыңыз. Пробирканың ішіндегісін шыны таяқшамен жақсылап араластырып, содан кейін реакция сілтілі болғанша ерітіндіге қосады. Магний аммоний фосфатының ақ кристалды тұнбасы түзіледі:

немесе иондық түрде:

б) Микрокристаллографиялық анықтау үшін сыналатын ерітіндінің бір тамшысын шыны слайдқа салыңыз. Оған капиллярлық пипеткадан алдымен ерітінді тамшысын, содан кейін концентрлі ерітіндіні қосыңыз. Соңында ерітіндіге натрий сутегі фосфатының кристалын қосыңыз. Су моншасының қақпағындағы сырғыманы ақырын қыздыру ұсынылады. Бұл жағдайда кристалдар алты сәулелі жұлдыздар түрінде түзіледі (42-сурет).

Сұйылтылған ерітінділерден басқа типтегі кристалдар ерекшеленеді (Cурет 43).

Күріш. 42. Концентрлі ерітінділерден бөлінген кристалдар.

Күріш. 43. Сұйылтылған ерітінділерден бөлінген кристалдар.

Алынған тұнба қышқылдарда ериді. Реакциялар әлсіз электролиттердің түзілуіне бағытталған: фосфат сутегі және дигидрофосфат иондары. Күшті қышқылдар әсер еткенде ортофосфор қышқылы да түзіледі:

Белгілі бір реакция өнімдерінің түзілуі ерітіндінің қышқылдығына, яғни тұнбаны еріту үшін алынған қышқылдың күші мен концентрациясына байланысты. Әсер еткенде, тек және түзілмейді, өйткені сірке қышқылы әлсіз қышқылға қарағанда. Сондықтан сірке қышқылында еру реакциясын келесі түрде көрсету керек:

Бірақ күшті қышқылдарда еріген кезде негізінен фосфор қышқылы түзілетінін есте ұстаған жөн.

Реакция шарттары. 1. Жауын-шашынды орындаған жөн.

2. және басқа катиондарды (I аналитикалық топ катиондарынан басқа) алдымен алып тастау керек, өйткені басқа аналитикалық топ катиондарының көпшілігі осы шарттарда ерімейтін фосфаттар түзеді.

Микрокристаллографиялық реакцияны жүргізу кезінде зерттелетін ерітіндіге жиі ілеспе лимон қышқылын қосады.

Бұл реакцияны қатысуымен жүргізуге мүмкіндік береді.

3. Тұндыру кезінде сілтілі ортада аморфты тұнбаның пайда болуын болдырмау үшін аздап артық қосу керек. Дегенмен, көп мөлшерде күрделі иондардың пайда болуына байланысты жауын-шашынның алдын алады:

4. Ерітіндіні кристалдық тұнба түзуге қолайлы болғанша қыздыру.

5. Ерітінділер аса қанығуға бейім, сондықтан тұнбаны тездету үшін пробирканың қабырғаларына шыны таяқшаны ысқылау ұсынылады.

6. Төмен концентрацияларда немесе сұйылтылған ерітінділермен жұмыс істегенде бар-жоғы туралы соңғы қорытынды реакция жүргізілгеннен кейін ғана жасалуы мүмкін.

-гидроксихинолинмен (оксин) реакциясы. Құрамында ерітіндінің бір тамшысын пробиркаға немесе фарфор пластинкаға салыңыз, бір тамшы ерітінді мен -гидроксихинолин қосыңыз. Бұл жағдайда магний гидроксихинолатының жасыл-сары кристалды тұнбасы түзіледі:

Иондар -гидроксихинолинмен тұнба түзбейді.

Бұл реакция I топтың басқа катиондарынан, соның ішінде одан бөлу үшін, сондай-ақ магнийді сандық анықтау үшін қолданылады.

Реакция шарттары. 1. Жауын-шашынды орындаған жөн

Басқа иондардың гидроксихинолаттары әртүрлі мәндерде тұнбаға түседі:

2. Реагент көптеген басқа элементтердің катиондарын тұнбаға түсіреді, сондықтан I және II аналитикалық топтардан басқа катиондар болмауы керек.

3. Егер реакцияны гидроксихинолинмен тұндырылған басқа катиондардың қатысуымен жүргізу қажет болса, онда кедергі жасайтын иондарды бүркемелеу әдістері қолданылады (III тарауды, § 14-ті қараңыз).

4. Жауын-шашын қыздырылған кезде жақсы орындалады.

-нитробензенарезорцинолмен («магнезон») реакциясы. Сыналатын бейтарап немесе аздап қышқыл ерітіндінің 2-3 тамшысын тамшы пластинасына салыңыз, сілтілі ортада қызыл-күлгін түске ие магнезон ерітіндісінің 1-2 тамшысын қосыңыз. Ерітінді сары түске бояса (ортаның қышқылдық қасиетін көрсетеді), 1-3 тамшы ерітінді мен КОН қосыңыз. Магний иондары болған кезде ерітінді көк түске боялады немесе сол түсті тұнба пайда болады.

Реакция механизмі магний гидроксидінің бетінде бояғыштардың адсорбциялану құбылысымен жүретін тұнбаға негізделген. Антрахинондар қатары деп аталатын кейбір бояғыштардың адсорбциясы адсорбцияланбаған бояғыштың бастапқы түсінің өзгеруімен бірге жүреді. Бояғыштың бетінде адсорбциясы бірден болатындықтан, бұл құбылыс магний иондарын анықтаудың тамаша құралы ретінде қызмет етеді. бұл реакцияға кедергі жасамаңыз. Аммоний тұздары жауын-шашынға жол бермейді, сондықтан оларды алдымен алып тастау керек.

Тамшы реакциясы Н.А.Тананаев. Сүзгі қағазына бір тамшы фенолфталеин ерітіндісін, бір тамшы зерттелетін заттың бейтарап ерітіндісін және бір тамшы аммиак ерітіндісін салыңыз. Бұл жағдайда аммиак ерітіндісінің сілтілілігіне және алынған магний гидроксидіне байланысты қызыл дақ пайда болады. Бояудың пайда болуы оның болуына қатысты қорытынды жасауға әлі негіз бермейді. Ылғалды дақты оттық жалынында кептіргенде, артық зат буланып, магний гидроксиді сусызданып, қызыл дақ түссізденеді. Содан кейін кептірілген дақты тазартылған сумен ылғалдандырсаңыз, пайда болуына байланысты қызыл түс қайтадан пайда болады.

Кесте 8. Бірінші аналитикалық топ катиондарына реагенттердің әсері

Кестенің жалғасы. 8.

Тананаевтың түсті реакциясы қатысуымен ашуға мүмкіндік береді. Басқа аналитикалық топтардың катиондары жойылуы керек. Сүзгі қағазындағы реакция суретте көрсетілген. 12 (III тарауды қараңыз, § 5).

Гипоиодитпен реакция. Жаңадан тұндырылған ақ тұнба гипойодитпен әсер еткенде магний гидроксиді тұнбасының бетіне элементар йодтың адсорбциясы нәтижесінде қызыл-қоңыр түске боялады. Қызыл-қоңыр түс тұнбаны йодидпен немесе калий гидроксидімен, спиртпен және йодты ерітетін басқа еріткіштермен өңдегенде, сондай-ақ элементтік йодты төмендететін сульфит немесе тиосульфатпен әсер еткенде түссізденеді.

2. III, IV және V аналитикалық топтардың аммоний тұздары мен иондары болмауы керек.

3. Тотықсыздандырғыштар реакцияға кедергі жасайды.

4. Фосфаттар мен оксалаттар да аморфты тұнбаның жақсы дамыған бетінен айырмашылығы, элементар йодты сіңіре алмайтын магний фосфатының және оксалаттың жинақы тұнбаларының түзілуіне байланысты реакцияға кедергі жасайды.

Отбасына сілтілі жер элементтерікальций, стронций, барий және радий кіреді. Д.И.Менделеев бұл отбасына магнийді қосқан. Сілтілік жер элементтері деп аталады, өйткені олардың гидроксидтері сілтілі металдардың гидроксидтері сияқты суда ериді, яғни олар сілтілер. «...Оларды жер деп атайды, өйткені олар табиғатта жердің ерімейтін массасын түзетін қосылыстар күйінде кездеседі, ал өздері RO оксидтері түрінде жер тәріздес көрінеді», - деп түсіндірді Менделеев «Химия негіздері». .”

IIа топ элементтерінің жалпы сипаттамасы

II топтың негізгі топшасының металдары ns² сыртқы энергия деңгейінің электрондық конфигурациясына ие және s-элементтер болып табылады.

Екі валенттік электронды оңай беріңіз және барлық қосылыстарда +2 тотығу дәрежесі бар

Күшті төмендеткіштер

Металдардың белсенділігі және олардың қалпына келтіру қабілеті келесі қатарда артады: Be–Mg–Ca–Sr–Ba

Сілтілік жер металдарына тек кальций, стронций, барий және радий жатады, сирек магний

Бериллий көптеген қасиеттері бойынша алюминийге жақын

Жай заттардың физикалық қасиеттері

Сілтілік жер металдары (сілтілік металдармен салыстырғанда) жоғары температураға ие. және қайнау температурасы, иондану потенциалдары, тығыздықтар мен қаттылық.

Сілтілік жер металдарының химиялық қасиеттері + Be

1. Сумен әрекеттесуі.

Қалыпты жағдайда Be және Mg беті инертті оксидті қабықпен жабылған, сондықтан олар суға төзімді. Керісінше, Ca, Sr және Ba суда ериді және сілтілер түзеді:

Mg + 2H 2 O – t° → Mg(OH) 2 + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2. Оттегімен әрекеттесу.

Барлық металдар RO оксидтерін, барий пероксиді - BaO 2 түзеді:

2Mg + O 2 → 2MgO

Ba + O 2 → BaO 2

3. Басқа бейметалдармен екілік қосылыстар түзеді:

Be + Cl 2 → BeCl 2 (галогенидтер)

Ba + S → BaS (сульфидтер)

3Mg + N 2 → Mg 3 N 2 (нитридтер)

Ca + H 2 → CaH 2 (гидридтер)

Ca + 2C → CaC 2 (карбидтер)

3Ba + 2P → Ba 3 P 2 (фосфидтер)

Бериллий мен магний бейметалдармен салыстырмалы түрде баяу әрекеттеседі.

4. Барлық сілтілі жер металдары қышқылдарда ериді:

Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2

Mg + H 2 SO 4 (сұйылтылған) → MgSO 4 + H 2

5. Бериллий ериді сулы ерітінділерсілтілер:

Be + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2

6. Сілтілік жер металдарының ұшқыш қосылыстары жалынға тән түс береді:

кальций қосылыстары кірпіш қызыл, стронций қосылыстары кармин қызыл, барий қосылыстары сарғыш жасыл.

Бериллий, литий сияқты, s-элементтердің бірі болып табылады. Be атомында пайда болған төртінші электрон 2s орбиталында орналасады. Бериллийдің иондану энергиясы ядролық зарядтың жоғары болуына байланысты литийге қарағанда жоғары. Күшті негізде BeO 2-2 бериллат ионын түзеді. Демек, бериллий металл, бірақ оның қосылыстары амфотерлі. Бериллий, металл болса да, литийге қарағанда электропозитивтілігі айтарлықтай төмен.

Бериллий атомының жоғары иондану энергиясы ПА топшасының басқа элементтерінен (магний және сілтілі жер металдары) айтарлықтай ерекшеленеді. Оның химиясы негізінен алюминийге ұқсас (диагональды ұқсастық). Осылайша, бұл оның қосылыстарында амфотерлік қасиеттері бар элемент, олардың арасында әлі де негізгілері басым.

Mg электрондық конфигурациясы: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 натриймен салыстырғанда бір маңызды ерекшелігі бар: он екінші электрон 2s орбитальға орналастырылған, онда қазірдің өзінде 1e - .

Магний мен кальций иондары кез келген жасуша өмірінің алмастырылмайтын элементтері болып табылады. Олардың ағзадағы қатынасы қатаң түрде анықталуы керек. Магний иондары ферменттердің белсенділігіне (мысалы, карбоксилаза), кальций - қаңқа құрылысына және зат алмасуға қатысады. Кальций деңгейінің жоғарылауы тағамның сіңуін жақсартады. Кальций жүректің жұмысын ынталандырады және реттейді. Оның артық болуы жүректің белсенділігін күрт арттырады. Магний кальций антагонистінің рөлін атқарады. Тері астына Mg 2+ иондарын енгізу қозу кезеңінсіз анестезияны, бұлшықеттердің, жүйкелердің және жүректің салдануын тудырады. Металл түрінде жараға түсіп, ұзақ уақыт емделмейтін іріңді процестерді тудырады. Өкпедегі магний оксиді құю безгегі деп аталатын ауруды тудырады. Тері бетінің оның қосылыстарымен жиі байланысы дерматитке әкеледі. Медицинада ең көп қолданылатын кальций тұздары CaSO 4 сульфаты және CaCL 2 хлориді. Біріншісі гипсті құю үшін қолданылады, ал екіншісі ішілік инфузия үшін және ішкі құрал ретінде қолданылады. Ол ісінумен, қабынумен, аллергиямен күресуге көмектеседі, жүрек-тамыр жүйесінің спазмын жеңілдетеді, қанның ұюын жақсартады.

BaSO 4-тен басқа барлық барий қосылыстары улы. Олар мидың зақымдалуымен, жүректің тегіс бұлшықеттерінің зақымдануымен, салданумен, ал үлкен дозада - бауырдағы дегенеративті өзгерістермен менегоэнцефалит тудырады. Кішігірім дозаларда барий қосылыстары сүйек кемігінің қызметін ынталандырады.

Асқазанға стронций қосылыстарын енгізгенде, асқазанның бұзылуы, паралич және құсу пайда болады; зақымдану белгілері барий тұздарының зақымдалуына ұқсас, бірақ стронций тұздарының уыттылығы аз. Ағзада стронций 90 Sr радиоактивті изотопының пайда болуы ерекше алаңдаушылық тудырады. Ол организмнен өте баяу шығарылады, және оның ұзақ жартылай шығарылу кезеңі, сондықтан ұзақ әсер ету ұзақтығы радиациялық ауруды тудыруы мүмкін.

Радий өзінің сәулеленуі мен жартылай ыдырау периоды өте үлкен болғандықтан (Т 1/2 = 1617 жыл) организм үшін қауіпті. Бастапқыда азды-көпті таза түрде радий тұздары табылып, өндірілгеннен кейін ол флюорографияда, ісіктерді және кейбір ауыр ауруларды емдеу үшін кеңінен қолданыла бастады. Енді басқа да қолжетімді және арзанырақ материалдардың пайда болуымен медицинада радийді қолдану іс жүзінде тоқтатылды. Кейбір жағдайларда радон өндіру үшін және минералды тыңайтқыштарға қоспа ретінде қолданылады.

Кальций атомында 4s орбиталының толтырылуы аяқталады. Калиймен бірге төртінші периодтың s-элементтерінің жұбын құрайды. Кальций гидроксиді - жеткілікті күшті негіз. Барлық сілтілі жер металдарының ең аз белсендісі кальций, оның қосылыстарында иондық байланыс бар.

Сипаттамалары бойынша стронций кальций мен барий арасында аралық орынды алады.

Барийдің қасиеттері сілтілік металдардың қасиеттеріне ең жақын.

Бериллий мен магний қорытпаларда кеңінен қолданылады. Бериллий қолалары – 0,5-3% бериллий бар мыстың серпімді қорытпалары; Авиациялық қорытпаларда (тығыздығы 1,8) 85-90% магний («электрон») бар. Бериллийдің IIA тобының басқа металдарынан айырмашылығы – ол сутекпен және сумен әрекеттеспейді, бірақ амфотерлі гидроксид түзетіндіктен сілтілерде ериді:

Be+H 2 O+2NaOH=Na 2 +H 2.

Магний азотпен белсенді әрекеттеседі:

3 Mg + N 2 = Mg 3 N 2.

Кестеде II топ элементтерінің гидроксидтерінің ерігіштігі көрсетілген.

Дәстүрлі техникалық мәселе - судың кермектігі, ондағы Mg 2+ және Са 2+ иондарының болуымен байланысты. Бикарбонаттар мен сульфаттардан магний және кальций карбонаттары және кальций сульфаты жылыту қазандықтарының және ыстық су құбырларының қабырғаларына шөгеді. Олар әсіресе зертханалық дистилляторлардың жұмысына кедергі келтіреді.

S-элементтер тірі организмде маңызды биологиялық қызмет атқарады. Кесте олардың мазмұнын көрсетеді.

Жасушадан тыс сұйықтықта натрий иондары жасушаларға қарағанда 5 есе көп. Изотоникалық ерітінді («физиологиялық сұйықтық») құрамында 0,9% натрий хлориді бар, ол инъекцияға, жараларды және көзді жууға және т.б. қолданылады. Гипертоникалық ерітінділер (3-10% натрий хлориді) іріңді жараларды емдеуде лосьон ретінде қолданылады (« тарту « ірің ). Ағзадағы калий иондарының 98% жасуша ішінде, ал тек 2% жасушадан тыс сұйықтықта болады. Адамға тәулігіне 2,5-5 г калий қажет. 100 г кептірілген өрік 2 г-ға дейін калийден тұрады. 100 г қуырылған картопта 0,5 г-ға дейін калий бар. Жасуша ішінде ферментативті реакцияларАТФ және АДФ магний кешендері түрінде қатысады.

Күн сайын адамға 300-400 мг магний қажет. Организмге нанмен (100 г нанда 90 мг магний), жармамен (100 г сұлы жармасында 115 мг-ге дейін магний бар), жаңғақтармен (100 г жаңғақта 230 мг магнийге дейін) түседі. Гидроксилапатит Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 негізінде сүйектер мен тістерді құрудан басқа, кальций катиондары қанның ұюына, жүйке импульстарының берілуіне және бұлшықеттердің жиырылуына белсенді қатысады. Ересек адам күніне шамамен 1 г кальцийді тұтынуы керек. 100 г қатты ірімшікте 750 мг кальций бар; 100 г сүт – 120 мг кальций; 100 г қырыққабатта – 50 мг дейін.

4-ші аналитикалық топқа Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+ катиондары жатады.

IV топ катиондарының гидроксидтері артық сілтілерде және аммиак ерітіндісінде ерімейді. Олар осы топтың иондары үшін топтық реагент болып табылатын сутегі асқын тотығының қатысуымен NaOH ерітіндісінің артық мөлшерімен сандық түрде тұнбаға түседі. Барлық катиондар нашар еритін фосфаттар, оксалаттар және сульфидтер түзеді (Mg 2+ қоспағанда). Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+ тотығу-тотықсыздану қасиетін көрсетеді.

Магний иондарының реакциялары

Сілтілермен әрекеттесу.

Күйдіргіш сілтілер магний гидроксидінің ақ желатинді тұнбасын түзеді:

MgCl 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2  + 2NaCl

Магний гидроксиді қышқылдар мен аммоний тұздарында ериді, бірақ артық сілтілерде ерімейді.

Су ерітіндісімен реакцияН.Х. 3 .

Магний иондары бар аммиак магний гидроксидінің тұнбасын түзеді:

Mg 2+ + 2NH 3 ˙ H 2 O = Mg(OH) 2  + 2NH 4 + ,

бұл толығымен шешілмейді. Аммоний тұздарының қатысуымен NH 3 диссоциациясы ˙ H 2 O азайғаны сонша, OH – иондарының концентрациясы ерігіштік өнімі Mg(OH) 2 асуы үшін қажеттіден аз болады. Басқаша айтқанда, NH 4 Cl және NH 3 рН = 8,3 буферлік ерітінді түзеді, бұл кезде магний гидроксиді тұнбаға түспейді.

3. Натрий сутегі фосфатымен реакциясы.

MgCl 2 + Na 2 HPO 4 = MgHPO 4  + 2NaCl

Магний сутегі фосфаты – ақ түсті аморфты тұнба, минералды қышқылдарда, ал қыздырғанда сірке қышқылында ериді.

Реакцияны орындау: реакцияны NH 3 қатысуымен жүргізгенде ˙ H 2 O және NH 4 Cl магний мен аммоний фосфатының ақ кристалды тұнбасын тұндырады. Пробиркаға 3-4 тамшы магний тұзын (тапсырма) салыңыз, аздап лайланғанша аммиак ерітіндісін, ерігенше NH 4 Cl ерітіндісін және 2-3 тамшы Na 2 HPO 4 ерітіндісін қосыңыз. астында салқындатылады суық сушыны таяқшаны пробирканың ішкі қабырғаларына үйкеу арқылы. Магний иондарының қатысуымен уақыт өте келе ақ кристалды тұнба пайда болады:

MgCl 2 + Na 2 HPO 4 + NH 3 ˙ H 2 O = MgNH 4 PO 4  + 2NaCl + H 2 O

Реакцияны микрокристалскопиялық реакция ретінде де жүргізуге болады. Бір тамшы магний тұзы (тапсырма), бір тамшы NH 4 Cl шыны слайдқа жағылады, NH 3 концентрлі ерітіндісі бар бөтелкенің үстінде ұсталады (төменде), құрғақ Na 2 HPO 4 · 12H 2 O кристалы. қосылады және бір минуттан кейін микроскоппен дендриттер (жапырақтар) түрінде MgNH 4 PO 4 кристалдары байқалады.

Аммоний карбонатымен әрекеттесуі.

2MgCl 2 + 2(NH 4) 2 CO 3 + H 2 O = Mg 2 (OH) 2 CO 3  + 4NH 4 Cl + CO 2 

Тұнба суда аз ериді және рН > 9 болғанда ғана түзіледі. Аммоний тұздарында ериді, оны келесі тепе-теңдік негізінде түсіндіруге болады: Mg 2 (OH) 2 CO 3  Mg 2 (OH) 2 CO 3  2Мг 2+ + 2ОН – + CO 3 2–

NH 4 Cl енгізілгенде оның диссоциациялануы NH 4 Cl жүреді  NH 4 + + Cl – . NH 4 + иондары гидроксид иондарымен байланысып, NH 3 төмен диссоциацияланатын қосылыс түзеді. ˙ H 2 O, нәтижесінде OH – иондарының концентрациясы төмендейді және оған қол жеткізілмейді және тұнба ериді.

5. 8-гидроксихинолинмен реакциясы.

рН 9,5–12,7 аммиак ортасындағы 8-гидроксихинолин магний иондарымен магний оксихинолатының Mg(C 9 H 6 NO) 2 2H 2 O комплексішілік тұзының жасыл-сары түсті кристалды тұнбасын түзеді:

Mg 2+ + 2C 9 H 6 NOH + 2NH 4 OH = Mg(C 9 H 6 NO) 2 + 2NH 4 +

Тұнба сірке және минералды қышқылдарда ериді. Сілтілік және сілтілік жер металдарының катиондары реакцияға кедергі жасамайды.

Реакцияны орындау: Зерттелетін ерітіндінің 3-4 тамшысына қызғылт түс пайда болғанша 2 тамшы фенолфталеин ерітіндісін және 2 М аммиак ерітіндісін тамшылатып қосады. Пробирканың ішіндегісін қайнағанша қыздырып, 4-5 тамшы 8-гидроксихинолиннің 5% спирт ерітіндісін қосады. Магнийдің қатысуымен жасыл-сары түсті тұнба пайда болады. Реакцияға сілтілік және сілтілі жер металл иондары кедергі келтірмейді.

Осы мақаладан сіз магнийдің не екенін білесіз және нағыз химиялық ғажайыпты көресіз - магнийдің суда жануы!

17 ғасырда Англияның Эпсом қаласында минералды бұлақтан іш жүргізетін әсері бар ащы зат бөлініп алынды. Бұл зат магний сульфатының кристалды гидраты немесе MgSO₄∙7H₂O болып шықты. Оның ерекше дәміне байланысты фармацевтер бұл қосылысты «ащы тұз» деп атады. 1808 жылы ағылшын химигі Хамфри Дэви магнезия мен сынапты пайдаланып он екінші элементтің амальгамасын алды. Он бір жылдан кейін француз химигі Антуан Бусси магний мен калий хлоридін пайдаланып, магнийді төмендететін затты алды.

Магний - ең көп таралған элементтердің бірі жер қыртысы. Магний қосылыстарының көпшілігі құрамында кездеседі теңіз суы. Бұл элемент ойнайды маңызды рөладам өмірінде, жануарларда, т.б.

Металл ретінде магний таза түрінде қолданылмайды - тек қорытпаларда (мысалы, титанмен). Магний ультра жеңіл қорытпаларды жасауға мүмкіндік береді.

Магнийдің физикалық қасиеттері

Бұл өзіне тән металдық жылтырлығы бар күміс-ақшыл түсті жеңіл және иілгіш металл.

Магний ауамен тотығады және оның бетінде металды коррозиядан қорғайтын жеткілікті күшті MgO қабықшасы пайда болады.

Күміс металының балқу температурасы 650 °C, қайнау температурасы 1091 °C.

Магнийдің химиялық қасиеттері

Бұл металл қорғаныс оксидті пленкамен жабылған. Егер ол жойылса, магний ауада тез тотығады. Температураның әсерінен металл галогендермен және көптеген бейметалдармен белсенді әрекеттеседі. Магний ыстық сумен әрекеттесіп, тұнба түрінде магний гидроксиді түзеді:

Mg + 2H₂O = Mg(OH)₂ + H₂

Егер сіз магний ұнтағын газ оттығындағы арнайы химиялық қасықта жағып, оны суға түсірсеңіз, ұнтақ қатты күйе бастайды.

Бұл қалай болады:

Интенсивті түрде бөлінген сутегінің арқасында ол сүйемелденетін болады. Бұл жағдайда магний оксиді, содан кейін оның гидроксиді түзіледі.

Магний - белсенді металл, сондықтан қышқылдармен күшті әрекеттеседі. Бірақ бұл сілтілі металл калий жағдайындағыдай қатты болмайды, яғни реакция тұтанусыз жүреді. Бірақ тән ысқырықпен сутегі көпіршіктері белсенді түрде шығарылады. Ал сутегі көпіршіктері металды көтергенімен, ол суда тұру үшін жеткілікті жеңіл емес.

Магний мен тұз қышқылының реакция теңдеуі:

Mg + 2HCl = MgCl₂ +H₂

600 °C жоғары температурада магний ауада жанып, Күнге ұқсас бүкіл спектрде өте жарқын жарық шығарады.

Назар аударыңыз! Бұл эксперименттерді өзіңіз қайталауға тырыспаңыз!

Мұндай соқыр жарқыл көзді зақымдауы мүмкін: тордың күйіп қалуы мүмкін, ал ең нашар жағдайда көру қабілетін жоғалтуы мүмкін. Сондықтан мұндай тәжірибелер ең әдемі ғана емес, сонымен қатар ең қауіпті. Бұл экспериментті арнайы қорғаныш қара көзілдіріксіз жүргізу ұсынылмайды. Сіз үйде қауіпсіз түрде жасалуы мүмкін магний жану тәжірибесін таба аласыз.

Реакция нәтижесінде магний оксидінің ақ ұнтағы (магнезия деп те аталады), сонымен қатар магний нитриді түзіледі. Жану теңдеулері:

2Mg + O₂ = 2MgO;

3Mg + N₂ = Mg₃N₂.

Магний суда да, атмосферада да жануды жалғастырады Көмір қышқыл газы, сондықтан мұндай өртті сөндіру өте қиын. Сумен сөндіру тек жағдайды нашарлатады, өйткені сутегі шығарыла бастайды, ол да тұтанады.

Магнийдің жарық көзі ретінде ерекше қолданылуы (1931)

12-ші элемент сілтілік металға өте ұқсас. Мысалы, ол нитрид түзу үшін азотпен де әрекеттеседі:

3Mg +N₂ = Mg₃N₂.

Сондай-ақ, литий сияқты, магний нитриді сумен оңай ыдырауы мүмкін:

Mg₃N₂ + 6H₂O = 3Mg(OH)₂ + 2NH₃.