Mga reaksiyong kemikal na may mg. Mga katangiang kemikal ng Be, Mg at alkaline earth na mga metal. Mga pisikal na katangian ng mga simpleng sangkap

Ang Group IIA ay naglalaman lamang ng mga metal - Be (beryllium), Mg (magnesium), Ca (calcium), Sr (strontium), Ba (barium) at Ra (radium). Ang mga kemikal na katangian ng unang kinatawan ng pangkat na ito, ang beryllium, ay higit na naiiba sa mga kemikal na katangian ng iba pang mga elemento ng pangkat na ito. Ang kanyang Mga katangian ng kemikal sa maraming paraan ay mas katulad sila ng aluminyo kaysa sa iba pang mga metal ng Group IIA (ang tinatawag na "diagonal na pagkakatulad"). Magnesium, sa mga kemikal na katangian nito, ay kapansin-pansing naiiba sa Ca, Sr, Ba at Ra, ngunit mayroon pa ring mas katulad na mga katangian ng kemikal sa kanila kaysa sa beryllium. Dahil sa makabuluhang pagkakatulad sa mga kemikal na katangian ng calcium, strontium, barium at radium, sila ay pinagsama sa isang pamilya na tinatawag na alkaline earth mga metal.

Lahat ng elemento ng pangkat IIA ay nabibilang s-mga elemento, i.e. naglalaman ng lahat ng kanilang mga valence electron sa s-sublevel Kaya, ang elektronikong pagsasaayos ng panlabas na layer ng elektron ng lahat mga elemento ng kemikal ng grupong ito ay may anyo ns 2 , Saan n– bilang ng panahon kung saan matatagpuan ang elemento.

Dahil sa mga kakaibang katangian ng elektronikong istraktura ng mga metal ng pangkat IIA, ang mga elementong ito, bilang karagdagan sa zero, ay maaari lamang magkaroon ng isang solong estado ng oksihenasyon na katumbas ng +2. Mga simpleng sangkap nabuo ng mga elemento IIA group, na may partisipasyon sa alinman mga reaksiyong kemikal ay may kakayahang mag-oxidize lamang, i.e. mag-abuloy ng mga electron:

Ako 0 – 2e — → Ako +2

Ang kaltsyum, strontium, barium at radium ay may napakataas na chemical reactivity. Ang mga simpleng sangkap na nabuo sa kanila ay napakalakas na mga ahente ng pagbabawas. Ang Magnesium ay isa ring malakas na ahente ng pagbabawas. Ang aktibidad ng pagbabawas ng mga metal ay sumusunod sa mga pangkalahatang batas ng pana-panahong batas ng D.I. Mendeleev at tumataas pababa sa subgroup.

Pakikipag-ugnayan sa mga simpleng sangkap

may oxygen

Kung walang pag-init, ang beryllium at magnesium ay hindi tumutugon sa alinman sa atmospheric oxygen o purong oxygen dahil sa ang katunayan na sila ay natatakpan ng manipis na mga proteksiyon na pelikula na binubuo ng BeO at MgO oxides, ayon sa pagkakabanggit. Ang kanilang pag-iimbak ay hindi nangangailangan ng anumang mga espesyal na pamamaraan ng proteksyon mula sa hangin at kahalumigmigan, hindi katulad ng mga metal na alkaline earth, na nakaimbak sa ilalim ng isang layer ng likidong hindi gumagalaw sa kanila, kadalasang kerosene.

Be, Mg, Ca, Sr, kapag sinunog sa oxygen, bumubuo ng mga oxide ng komposisyon na MeO, at Ba - isang pinaghalong barium oxide (BaO) at barium peroxide (BaO 2):

2Mg + O2 = 2MgO

2Ca + O2 = 2CaO

2Ba + O 2 = 2BaO

Ba + O 2 = BaO 2

Dapat pansinin na kapag ang mga alkaline earth metal at magnesium ay nasusunog sa hangin, ang isang side reaction ng mga metal na ito na may air nitrogen ay nangyayari din, bilang isang resulta kung saan, bilang karagdagan sa mga compound ng mga metal na may oxygen, nitride na may pangkalahatang formula na Me 3 N 2 ay nabuo din.

may mga halogens

Ang Beryllium ay tumutugon sa mga halogens lamang sa mataas na temperatura, at ang natitirang bahagi ng Group IIA na mga metal - nasa temperatura na ng silid:

Mg + I 2 = MgI 2 – Magnesium iodide

Ca + Br 2 = CaBr 2 – calcium bromide

Ba + Cl 2 = BaCl 2 – barium chloride

na may mga di-metal ng mga pangkat IV–VI

Ang lahat ng mga metal ng pangkat IIA ay tumutugon kapag pinainit sa lahat ng mga nonmetals ng mga pangkat IV-VI, ngunit depende sa posisyon ng metal sa grupo, pati na rin ang aktibidad ng mga nonmetals, ang iba't ibang antas ng pag-init ay kinakailangan. Dahil ang beryllium ay ang pinaka-chemically inert sa lahat ng pangkat ng IIA na mga metal, kapag isinasagawa ang mga reaksyon nito sa mga di-metal, kinakailangan ang makabuluhang paggamit. O mas mataas na temperatura.

Dapat pansinin na ang reaksyon ng mga metal na may carbon ay maaaring bumuo ng mga carbide ng iba't ibang kalikasan. Mayroong mga karbida na nabibilang sa methanides at karaniwang itinuturing na mga derivatives ng methane, kung saan ang lahat ng hydrogen atoms ay pinapalitan ng metal. Ang mga ito, tulad ng methane, ay naglalaman ng carbon sa -4 na estado ng oksihenasyon, at kapag sila ay na-hydrolyzed o nakikipag-ugnayan sa mga non-oxidizing acid, ang isa sa mga produkto ay methane. Mayroon ding isa pang uri ng carbides - acetylenides, na naglalaman ng C 2 2- ion, na talagang isang fragment ng molekula ng acetylene. Ang mga karbida tulad ng acetylenides, sa hydrolysis o pakikipag-ugnayan sa mga non-oxidizing acid, ay bumubuo ng acetylene bilang isa sa mga produkto ng reaksyon. Ang uri ng carbide - methanide o acetylenide - na nakuha kapag ang isang partikular na metal ay tumutugon sa carbon ay depende sa laki ng metal cation. Ang mga metal ions na may maliit na radius ay kadalasang bumubuo ng metanides, at ang mas malalaking ions ay bumubuo ng acetylenides. Sa kaso ng mga metal ng pangalawang pangkat, ang methanide ay nakuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng beryllium sa carbon:

Ang natitirang mga metal ng pangkat II A ay bumubuo ng mga acetylenides na may carbon:

Sa silikon, ang mga metal ng pangkat IIA ay bumubuo ng mga silicides - mga compound ng uri ng Me 2 Si, na may nitrogen - nitride (Me 3 N 2), na may phosphorus - phosphides (Me 3 P 2):

may hydrogen

Lahat ng alkaline earth metal ay tumutugon sa hydrogen kapag pinainit. Upang ang magnesiyo ay tumugon sa hydrogen, ang pag-init nang nag-iisa, tulad ng sa kaso ng mga alkaline earth metal, ay hindi sapat; bilang karagdagan sa mataas na temperatura, kinakailangan din ang pagtaas ng presyon ng hydrogen. Ang Beryllium ay hindi tumutugon sa hydrogen sa anumang kondisyon.

Pakikipag-ugnayan sa mga kumplikadong sangkap

may tubig

Ang lahat ng alkaline earth metal ay aktibong tumutugon sa tubig upang bumuo ng alkalis (natutunaw na metal hydroxides) at hydrogen. Ang Magnesium ay tumutugon sa tubig lamang kapag pinakuluan dahil sa katotohanan na kapag pinainit, ang proteksiyon na oxide film na MgO ay natutunaw sa tubig. Sa kaso ng beryllium, ang protective oxide film ay masyadong lumalaban: ang tubig ay hindi tumutugon dito kapag kumukulo o kahit na sa mainit na temperatura:

na may mga non-oxidizing acid

Ang lahat ng mga metal ng pangunahing subgroup ng pangkat II ay tumutugon sa mga non-oxidizing acid, dahil sila ay nasa serye ng aktibidad sa kaliwa ng hydrogen. Sa kasong ito, ang isang asin ng kaukulang acid at hydrogen ay nabuo. Mga halimbawa ng reaksyon:

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

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

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

na may mga oxidizing acid

− diluted na nitric acid

Ang lahat ng mga metal ng pangkat IIA ay tumutugon sa dilute na nitric acid. Sa kasong ito, ang mga produktong pagbabawas, sa halip na hydrogen (tulad ng sa kaso ng non-oxidizing acids), ay nitrogen oxides, pangunahin ang nitrogen oxide (I) (N 2 O), at sa kaso ng mataas na dilute na nitric acid, ammonium. nitrate (NH 4 NO 3):

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

4Mg + 10HNO3 (napaka blurry)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

− puro nitric acid

Ang puro nitric acid sa ordinaryong (o mababang) temperatura ay nagpapasibo ng beryllium, i.e. hindi tumutugon dito. Kapag kumukulo, ang reaksyon ay posible at nagpapatuloy nang nakararami alinsunod sa equation:

Magnesium at alkaline earth metals ay tumutugon sa concentrated nitric acid upang bumuo ng malawak na hanay ng iba't ibang produkto ng nitrogen reduction.

− puro sulfuric acid

Ang Beryllium ay na-passivated na may puro sulfuric acid, i.e. ay hindi tumutugon dito sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ngunit ang reaksyon ay nangyayari sa kumukulo at humahantong sa pagbuo ng beryllium sulfate, sulfur dioxide at tubig:

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

Ang barium ay na-passivated din ng concentrated sulfuric acid dahil sa pagbuo ng hindi matutunaw na barium sulfate, ngunit tumutugon dito kapag pinainit; ang barium sulfate ay natutunaw kapag pinainit sa concentrated sulfuric acid dahil sa conversion nito sa barium hydrogen sulfate.

Ang natitirang mga metal ng pangunahing pangkat IIA ay tumutugon sa puro sulfuric acid sa ilalim ng anumang mga kondisyon, kabilang ang lamig. Ang pagbabawas ng asupre ay maaaring mangyari sa SO 2, H 2 S at S depende sa aktibidad ng metal, temperatura ng reaksyon at konsentrasyon ng acid:

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

3Mg + 4H 2 SO 4 ( conc. .) = 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O

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

may alkalis

Ang magnesium at alkaline earth na mga metal ay hindi nakikipag-ugnayan sa alkalis, at ang beryllium ay madaling tumutugon kapwa sa alkali solution at sa anhydrous alkalis sa panahon ng pagsasanib. Bukod dito, kapag ang isang reaksyon ay isinasagawa sa isang may tubig na solusyon, ang tubig ay nakikilahok din sa reaksyon, at ang mga produkto ay mga tetrahydroxoberyllates ng alkali o alkaline earth na mga metal at hydrogen gas:

Be + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - potasa tetrahydroxoberyllate

Kapag nagsasagawa ng isang reaksyon na may solidong alkali sa panahon ng pagsasanib, ang mga beryllate ng alkali o alkaline earth na mga metal at hydrogen ay nabuo.

Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - potassium beryllate

na may mga oxide

Ang mga alkaline earth metal, pati na rin ang magnesium, ay maaaring mabawasan ang mga hindi gaanong aktibong metal at ilang mga nonmetals mula sa kanilang mga oxide kapag pinainit, halimbawa:

Ang paraan ng pagbabawas ng mga metal mula sa kanilang mga oxide na may magnesium ay tinatawag na magnesium.

Reaksyon sa sodium hydrogen phosphate. a) Ilagay ang mga patak ng solusyon sa isang test tube, magdagdag ng 2-3 patak ng solusyon sa nagresultang timpla. Paghaluin nang lubusan ang mga nilalaman ng test tube gamit ang isang glass rod at pagkatapos ay idagdag sa solusyon hanggang sa maging alkalina ang reaksyon. Ang isang puting mala-kristal na precipitate ng magnesium ammonium phosphate ay namuo:

o sa ionic form:

b) Para sa microcrystalloscopic detection, ilagay ang isang patak ng test solution sa isang glass slide. Idagdag dito mula sa isang capillary pipette, una isang patak ng solusyon, pagkatapos ay isang patak ng puro solusyon. Sa wakas, magdagdag ng isang kristal ng sodium hydrogen phosphate sa solusyon. Inirerekomenda na malumanay na init ang slide sa takip ng isang paliguan ng tubig. Sa kasong ito, ang mga kristal ay nabuo sa anyo ng anim na sinag na mga bituin (Larawan 42).

Ang mga kristal ng ibang uri ay namumukod-tangi sa mga dilute na solusyon (Larawan 43).

kanin. 42. Mga kristal na nakahiwalay sa mga puro solusyon.

kanin. 43. Mga kristal na nakahiwalay sa mga dilute na solusyon.

Ang nagresultang precipitate ay natutunaw sa mga acid. Ang mga reaksyon ay nakadirekta patungo sa pagbuo ng mahina electrolytes: hydrogen phosphate at dihydrogen phosphate ions. Kapag nalantad sa mga malakas na acid, nabuo din ang orthophosphoric acid:

Ang pagbuo ng ilang mga produkto ng reaksyon ay nakasalalay sa kaasiman ng solusyon, ibig sabihin, sa lakas at konsentrasyon ng acid na kinuha upang matunaw ang precipitate. Kapag nalantad sa, lamang at hindi nabuo, dahil ang acetic acid ay isang mas mahinang acid kaysa. Samakatuwid, ang reaksyon ng dissolution sa acetic acid ay dapat na kinakatawan bilang mga sumusunod:

Gayunpaman, dapat itong isipin na kapag natunaw sa mga malakas na acid, nakararami ang phosphoric acid ay nabuo.

Mga kondisyon ng reaksyon. 1. Inirerekomenda ang pag-ulan na isagawa sa .

2. at iba pang mga cation (maliban sa mga cation ng analytical group I) ay dapat munang alisin, dahil karamihan sa mga cation ng iba pang mga analytical na grupo ay bumubuo ng mga hindi matutunaw na phosphate sa ilalim ng mga kondisyong ito.

Kapag nagsasagawa ng isang microcrystalloscopic reaksyon sa presensya, madalas na kasama, ang sitriko acid ay idinagdag sa solusyon sa pagsubok.

Ginagawa nitong posible na isagawa ang reaksyon sa pagkakaroon ng .

3. Sa panahon ng pag-ulan, ang isang maliit na labis ay dapat idagdag upang maiwasan ang pagbuo ng isang amorphous precipitate sa isang alkaline na kapaligiran. Gayunpaman, ang isang malaking labis ay pumipigil sa pag-ulan dahil sa pagbuo ng mga kumplikadong ions:

4. Pag-init ng solusyon hanggang sa ito ay pabor sa pagbuo ng isang crystalline precipitate.

5. Ang mga solusyon ay madaling kapitan ng supersaturation, kaya upang mapabilis ang pag-ulan, inirerekomenda na kuskusin ang isang glass rod laban sa mga dingding ng test tube.

6. Sa mababang konsentrasyon o kapag nagtatrabaho sa mga dilute na solusyon, ang isang pangwakas na konklusyon tungkol sa presensya o kawalan ay maaari lamang gawin pagkatapos maisagawa ang reaksyon.

Reaksyon sa -hydroxyquinoline (oxine). Maglagay ng isang patak ng solusyon na naglalaman ng , sa isang test tube o sa isang porcelain plate, magdagdag ng isang patak ng mga solusyon at -hydroxyquinoline. Sa kasong ito, nabuo ang isang maberde-dilaw na crystalline precipitate ng magnesium hydroxyquinolate:

Ang mga ion ay hindi gumagawa ng ulan na may -hydroxyquinoline.

Ang reaksyong ito ay ginagamit para sa paghihiwalay mula sa iba pang mga grupo I kasyon, kabilang ang mula sa, pati na rin para sa dami ng pagpapasiya ng magnesiyo.

Mga kondisyon ng reaksyon. 1. Inirerekomenda ang pag-ulan na isagawa sa

Ang mga hydroxyquinolates ng iba pang mga ion ay namuo sa iba't ibang halaga:

2. Ang reagent ay namuo ng mga kasyon ng maraming iba pang mga elemento, kaya ang mga kasyon maliban sa mga analytical na grupo I at II ay dapat na wala.

3. Kung ang reaksyon ay kailangang isagawa sa pagkakaroon ng iba pang mga kasyon na namuo ng hydroxyquinoline, kung gayon ang mga paraan ng pagtatakip ng mga nakakasagabal na ion ay ginagamit (tingnan ang Kabanata III, § 14).

4. Ang pag-ulan ay pinakamahusay na isinasagawa kapag pinainit.

Reaksyon sa -nitrobenzenazoresorcinol ("magnezone"). Maglagay ng 2-3 patak ng neutral o bahagyang acidic na solusyon na sinusuri sa drop plate, magdagdag ng 1-2 patak ng magnesone solution, na may pulang-violet na kulay sa isang alkaline na kapaligiran. Kung ang solusyon ay nagiging dilaw (na nagpapahiwatig ng acidic na katangian ng medium), magdagdag ng 1-3 patak ng solusyon at KOH. Sa pagkakaroon ng mga ion ng magnesiyo, ang solusyon ay nagiging asul o isang precipitate ng parehong mga anyo ng kulay.

Ang mekanismo ng reaksyon ay batay sa pag-ulan, na sinamahan ng hindi pangkaraniwang bagay ng dye adsorption sa ibabaw ng magnesium hydroxide. Ang adsorption ng ilang dyes ng tinatawag na anthraquinone series ay sinamahan ng pagbabago sa orihinal na kulay ng non-adsorbed dye. Dahil ang adsorption ng dye sa ibabaw ay nangyayari kaagad, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nagsisilbing isang mahusay na paraan para sa pag-detect ng mga magnesium ions. huwag makialam sa reaksyong ito. Ang mga ammonium salt ay pumipigil sa pag-ulan, kaya dapat muna itong alisin.

Drop reaksyon N. A. Tananaev. Maglagay ng isang patak ng phenolphthalein solution, isang patak ng neutral na solusyon ng test substance at isang drop ng ammonia solution sa filter na papel. Sa kasong ito, lumilitaw ang isang pulang lugar dahil sa alkalinity ng ammonia solution at ang nagresultang magnesium hydroxide. Ang hitsura ng pangkulay ay hindi pa nagbibigay ng mga batayan upang makagawa ng anumang mga konklusyon tungkol sa presensya. Kapag ang basang mantsa ay natuyo sa apoy ng burner, ang labis ay sumingaw, ang magnesium hydroxide ay nade-dehydrate at ang pulang mantsa ay nagiging kupas. Kung ibabasa mo ang pinatuyong mantsa ng distilled water, lilitaw muli ang pulang kulay dahil sa pagbuo.

Talahanayan 8. Epekto ng mga reagents sa mga cation ng unang analytical group

Pagpapatuloy ng mesa. 8.

Ang reaksyon ng kulay ni Tananaev ay ginagawang posible na magbukas sa pagkakaroon ng. Dapat alisin ang mga kasyon ng iba pang mga pangkat ng pagsusuri. Ang reaksyon sa filter na papel ay ipinapakita sa Fig. 12 (tingnan ang Kabanata III, § 5).

Reaksyon sa hypoioditis. Ang bagong precipitate na puting precipitate ay nagiging pula-kayumanggi kapag nalantad sa hypoiodite dahil sa adsorption ng elemental na iodine sa ibabaw ng precipitate ng magnesium hydroxide. Ang pulang-kayumanggi na kulay ay nadidilim kapag ang namuo ay ginagamot ng iodide o potassium hydroxide, alkohol at iba pang mga solvent na tumutunaw sa yodo, gayundin kapag nalantad sa sulfite o thiosulfate, na nagpapababa ng elemental na iodine.

2. Ang mga ammonium salts at ions ng III, IV at V analytical group ay dapat wala.

3. Ang mga ahente ng pagbabawas ay nakakasagabal sa reaksyon.

4. Ang mga phosphate at oxalates ay nakakasagabal din sa reaksyon dahil sa pagbuo ng mga compact precipitates ng magnesium phosphate at oxalate, na hindi nakakapag-adsorb ng elemental na iodine, hindi katulad ng well-developed surface ng isang amorphous precipitate.

Sa pamilya mga elemento ng alkaline earth kasama ang calcium, strontium, barium at radium. Kasama ni D.I. Mendeleev ang magnesium sa pamilyang ito. Ang mga elemento ng alkaline earth ay tinatawag dahil ang kanilang mga hydroxides, tulad ng alkali metal hydroxides, ay natutunaw sa tubig, ibig sabihin, sila ay alkalis. "...Tinatawag silang earthy dahil sa kalikasan sila ay matatagpuan sa estado ng mga compound na bumubuo ng isang hindi matutunaw na masa ng lupa, at ang kanilang mga sarili, sa anyo ng mga oxides RO, ay may makalupang anyo," paliwanag ni Mendeleev sa "Mga Batayan ng Chemistry. .”

Pangkalahatang katangian ng mga elemento ng pangkat IIa

Ang mga metal ng pangunahing subgroup ng pangkat II ay may elektronikong pagsasaayos ng panlabas na antas ng enerhiya na ns², at mga s-elemento.

Madaling mag-donate ng dalawang valence electron, at sa lahat ng compound ay may oxidation state na +2

Malakas na pagbabawas ng mga ahente

Ang aktibidad ng mga metal at ang kanilang kakayahan sa pagbabawas ay tumataas sa serye: Be–Mg–Ca–Sr–Ba

Ang mga alkaline earth metal ay kinabibilangan lamang ng calcium, strontium, barium at radium, mas madalas na magnesiyo

Ang Beryllium ay mas malapit sa aluminyo sa karamihan ng mga katangian

Mga pisikal na katangian ng mga simpleng sangkap

Ang mga alkaline earth metal (kumpara sa alkali metal) ay may mas mataas na temperatura. at boiling point, mga potensyal ng ionization, densidad at tigas.

Mga kemikal na katangian ng alkaline earth metals + Be

1. Reaksyon sa tubig.

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang ibabaw ng Be at Mg ay natatakpan ng isang inert oxide film, kaya sila ay lumalaban sa tubig. Sa kaibahan, ang Ca, Sr at Ba ay natutunaw sa tubig upang bumuo ng alkalis:

Mg + 2H 2 O – t° → Mg(OH) 2 + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2. Reaksyon sa oxygen.

Ang lahat ng mga metal ay bumubuo ng mga oxide RO, barium peroxide - BaO 2:

2Mg + O 2 → 2MgO

Ba + O 2 → BaO 2

3. Bumubuo sila ng mga binary compound kasama ng iba pang hindi metal:

Be + Cl 2 → BeCl 2 (halides)

Ba + S → BaS (sulfides)

3Mg + N 2 → Mg 3 N 2 (nitrides)

Ca + H 2 → CaH 2 (hydride)

Ca + 2C → CaC 2 (carbides)

3Ba + 2P → Ba 3 P 2 (phosphides)

Ang Beryllium at magnesium ay medyo mabagal na tumutugon sa mga di-metal.

4. Lahat ng alkaline earth metal ay natutunaw sa mga acid:

Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2

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

5. Natutunaw ang Beryllium may tubig na solusyon alkalis:

Be + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2

6. Ang mga pabagu-bagong compound ng alkaline earth metal ay nagbibigay sa apoy ng isang katangiang kulay:

Ang mga compound ng calcium ay pula ng ladrilyo, ang mga compound ng strontium ay pula ng carmine, at ang mga compound ng barium ay madilaw-dilaw na berde.

Ang Beryllium, tulad ng lithium, ay isa sa mga s-element. Ang ikaapat na electron na lumilitaw sa Be atom ay inilalagay sa 2s orbital. Ang enerhiya ng ionization ng beryllium ay mas mataas kaysa sa lithium dahil sa mas mataas na nuclear charge. Sa matibay na base ito ay bumubuo ng beryllate ion BeO 2-2. Dahil dito, ang beryllium ay isang metal, ngunit ang mga compound nito ay amphoteric. Beryllium, bagaman isang metal, ay makabuluhang mas mababa electropositive kaysa sa lithium.

Ang mataas na enerhiya ng ionization ng beryllium atom ay kapansin-pansing naiiba sa iba pang mga elemento ng PA subgroup (magnesium at alkaline earth metals). Ang kimika nito ay higit na katulad ng aluminyo (diagonal na pagkakatulad). Kaya, ito ay isang elemento na may mga amphoteric na katangian sa mga compound nito, kung saan ang mga pangunahing ay nangingibabaw pa rin.

Ang electronic configuration ng Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 kumpara sa sodium ay may isang makabuluhang katangian: ang ikalabindalawang electron ay inilalagay sa 2s orbital, kung saan mayroon nang 1e - .

Magnesium at calcium ions ay hindi maaaring palitan na mga elemento ng buhay ng anumang cell. Ang kanilang ratio sa katawan ay dapat na mahigpit na tinukoy. Ang mga ion ng magnesiyo ay kasangkot sa aktibidad ng mga enzyme (halimbawa, carboxylase), kaltsyum - sa pagbuo ng balangkas at metabolismo. Ang pagtaas ng mga antas ng calcium ay nagpapabuti sa pagsipsip ng pagkain. Pinasisigla at kinokontrol ng calcium ang paggana ng puso. Ang labis nito ay mabilis na nagpapataas ng aktibidad ng puso. Magnesium ay gumaganap ng bahagi ng papel ng isang calcium antagonist. Ang pagpapakilala ng Mg 2+ ions sa ilalim ng balat ay nagdudulot ng kawalan ng pakiramdam nang walang panahon ng paggulo, pagkalumpo ng mga kalamnan, nerbiyos at puso. Ang pagpasok sa sugat sa anyo ng metal, nagiging sanhi ito ng pangmatagalang hindi nakapagpapagaling na mga purulent na proseso. Ang magnesium oxide sa baga ay nagdudulot ng tinatawag na foundry fever. Ang madalas na pakikipag-ugnay sa ibabaw ng balat kasama ang mga compound nito ay humahantong sa dermatitis. Ang pinakamalawak na ginagamit na calcium salts sa medisina ay CaSO 4 sulfate at CaCL 2 chloride. Ang una ay ginagamit para sa mga plaster cast, at ang pangalawa ay ginagamit para sa intravenous infusions at bilang isang panloob na lunas. Nakakatulong ito na labanan ang pamamaga, pamamaga, allergy, pinapawi ang spasms ng cardiovascular system, at pinapabuti ang pamumuo ng dugo.

Lahat ng barium compound, maliban sa BaSO 4, ay lason. Nagdudulot sila ng menegoencephalitis na may pinsala sa cerebellum, pinsala sa makinis na mga kalamnan ng puso, paralisis, at sa malalaking dosis - mga degenerative na pagbabago sa atay. Sa maliliit na dosis, ang mga barium compound ay nagpapasigla sa aktibidad ng bone marrow.

Kapag ang mga strontium compound ay ipinakilala sa tiyan, ang tiyan ay sumasakit, paralisis, at pagsusuka ay nangyayari; ang mga sintomas ng mga sugat ay katulad ng mga sugat mula sa mga barium salt, ngunit ang mga strontium salt ay hindi gaanong nakakalason. Ang partikular na pag-aalala ay ang hitsura sa katawan ng radioactive isotope ng strontium 90 Sr. Ito ay napakabagal na inilalabas mula sa katawan, at ang mahabang kalahating buhay nito at samakatuwid ang mahabang tagal ng pagkilos ay maaaring magdulot ng radiation sickness.

Ang radium ay mapanganib sa katawan dahil sa radiation nito at malaking kalahating buhay (T 1/2 = 1617 taon). Sa una, pagkatapos ng pagtuklas at paggawa ng mga radium salts sa mas marami o hindi gaanong dalisay na anyo, nagsimula itong magamit nang malawakan para sa fluoroscopy, paggamot ng mga tumor at ilang malubhang sakit. Ngayon, sa pagdating ng iba pang mas naa-access at mas murang mga materyales, ang paggamit ng radium sa gamot ay halos tumigil. Sa ilang mga kaso, ito ay ginagamit upang makabuo ng radon at bilang isang additive sa mineral fertilizers.

Sa calcium atom, ang pagpuno ng 4s orbital ay nakumpleto. Kasama ng potassium, ito ay bumubuo ng isang pares ng s-element ng ikaapat na yugto. Ang calcium hydroxide ay isang medyo malakas na base. Ang calcium, ang hindi gaanong aktibo sa lahat ng alkaline earth metals, ay may ionic bond sa mga compound nito.

Ayon sa mga katangian nito, ang strontium ay sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng calcium at barium.

Ang mga katangian ng barium ay pinakamalapit sa mga katangian ng mga metal na alkali.

Ang Beryllium at magnesium ay malawakang ginagamit sa mga haluang metal. Beryllium bronzes ay nababanat na haluang metal ng tanso na may 0.5-3% beryllium; Ang mga haluang metal sa paglipad (density 1.8) ay naglalaman ng 85-90% magnesium ("electron"). Ang Beryllium ay naiiba sa ibang grupo ng IIA na mga metal - hindi ito tumutugon sa hydrogen at tubig, ngunit natutunaw ito sa alkalis dahil ito ay bumubuo ng isang amphoteric hydroxide:

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

Ang Magnesium ay aktibong tumutugon sa nitrogen:

3 Mg + N 2 = Mg 3 N 2.

Ipinapakita ng talahanayan ang solubility ng hydroxides ng mga elemento ng pangkat II.

Tradisyonal na teknikal na problema - tigas ng tubig, na nauugnay sa pagkakaroon ng Mg 2+ at Ca 2+ ions sa loob nito. Mula sa bicarbonates at sulfates, ang magnesium at calcium carbonates at calcium sulfate ay tumira sa mga dingding ng mga heating boiler at pipe na may mainit na tubig. Lalo silang nakakasagabal sa pagpapatakbo ng mga laboratory distiller.

Ang mga S-element ay gumaganap ng isang mahalagang biological function sa isang buhay na organismo. Ipinapakita ng talahanayan ang kanilang mga nilalaman.

Ang extracellular fluid ay naglalaman ng 5 beses na mas maraming sodium ions kaysa sa loob ng mga cell. Ang isotonic solution ("physiological fluid") ay naglalaman ng 0.9% sodium chloride, ginagamit ito para sa mga iniksyon, paghuhugas ng mga sugat at mata, atbp. Ang mga hypertonic solution (3-10% sodium chloride) ay ginagamit bilang lotion sa paggamot ng purulent na mga sugat (" paghila ng " nana). 98% ng potassium ions sa katawan ay matatagpuan sa loob ng mga cell at 2% lamang sa extracellular fluid. Ang isang tao ay nangangailangan ng 2.5-5 g ng potasa bawat araw. Ang 100 g ng pinatuyong mga aprikot ay naglalaman ng hanggang 2 g ng potasa. Ang 100 g ng pritong patatas ay naglalaman ng hanggang 0.5 g ng potasa. Sa intracellular mga reaksyong enzymatic Ang ATP at ADP ay lumahok sa anyo ng mga magnesium complex.

Araw-araw ang isang tao ay nangangailangan ng 300-400 mg ng magnesium. Ito ay pumapasok sa katawan na may tinapay (90 mg ng magnesium bawat 100 g ng tinapay), mga cereal (100 g ng oatmeal ay naglalaman ng hanggang 115 mg ng magnesium), at mga mani (hanggang sa 230 mg ng magnesium bawat 100 g ng mga mani). Bilang karagdagan sa pagbuo ng mga buto at ngipin batay sa hydroxylapatite Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2, ang mga calcium cation ay aktibong kasangkot sa pamumuo ng dugo, paghahatid ng mga nerve impulses, at contraction ng kalamnan. Ang isang may sapat na gulang ay kailangang kumonsumo ng humigit-kumulang 1 g ng calcium bawat araw. 100 g ng matapang na keso ay naglalaman ng 750 mg ng calcium; 100 g ng gatas - 120 mg ng calcium; sa 100 g ng repolyo - hanggang sa 50 mg.

Kasama sa ika-4 na pangkat ng analitikal ang mga kasyon Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+.

Ang mga hydroxide ng pangkat IV na mga kasyon ay hindi matutunaw sa labis na alkalis at ammonia solution. Ang mga ito ay quantitatively precipitated sa pamamagitan ng isang labis na solusyon ng NaOH sa pagkakaroon ng hydrogen peroxide, na isang pangkat reagent para sa mga ion ng pangkat na ito. Ang lahat ng mga kasyon ay bumubuo ng mga hindi natutunaw na phosphate, oxalates, at sulfides (maliban sa Mg 2+). Ang Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+ ay nagpapakita ng mga katangian ng redox.

Mga reaksyon ng magnesium ions

Reaksyon sa alkalis.

Ang caustic alkalis ay bumubuo ng puting gelatinous precipitate ng magnesium hydroxide:

MgCl 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2  + 2NaCl

Ang magnesium hydroxide ay natutunaw sa mga acid at ammonium salts, ngunit hindi matutunaw sa labis na alkali.

Reaksyon sa may tubig na solusyonN.H. 3 .

Ang ammonia na may magnesium ions ay bumubuo ng isang precipitate ng magnesium hydroxide:

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

na hindi ganap na tumira. Sa pagkakaroon ng mga ammonium salt, paghihiwalay ng NH 3 ˙ Ang H 2 O ay bumababa nang husto na ang konsentrasyon ng OH – mga ion ay nagiging mas mababa kaysa sa kinakailangan para sa solubility na produkto na Mg(OH) 2 na lampasan. Sa madaling salita, ang NH 4 Cl at NH 3 ay bumubuo ng buffer solution na may pH = 8.3, kung saan ang magnesium hydroxide ay hindi namuo.

3. Reaksyon sa sodium hydrogen phosphate.

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

Ang Magnesium hydrogen phosphate ay isang puting amorphous precipitate, natutunaw sa mga mineral acid, at kapag pinainit, sa acetic acid.

Pagpapatupad ng reaksyon: kapag isinasagawa ang reaksyon sa pagkakaroon ng NH 3 ˙ Ang H 2 O at NH 4 Cl ay namuo ng isang puting mala-kristal na namuo ng magnesium at ammonium phosphate. Maglagay ng 3–4 na patak ng magnesium salt (gawain) sa isang test tube, magdagdag ng ammonia solution hanggang bahagyang malabo, isang NH 4 Cl solution hanggang sa ito ay matunaw, at 2–3 patak ng Na 2 HPO 4 na solusyon. Ang test tube ay pinalamig sa ilalim malamig na tubig sa pamamagitan ng pagkuskos ng glass rod sa mga panloob na dingding ng test tube. Sa pagkakaroon ng mga ion ng magnesium, isang puting mala-kristal na namuo sa paglipas ng panahon:

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

Ang reaksyon ay maaari ding isagawa bilang isang microcrystalscopic na reaksyon. Ang isang patak ng magnesium salt (gawain), isang patak ng NH 4 Cl ay inilalapat sa isang glass slide, na pinananatili sa itaas ng isang bote na may puro solusyon ng NH 3 (drop down), isang kristal ng tuyong Na 2 HPO 4 12H 2 O ay idinagdag at pagkatapos ng isang minuto, ang mga kristal ng MgNH 4 PO 4 ay makikita sa anyo ng mga dendrite (dahon) sa ilalim ng mikroskopyo.

Reaksyon sa ammonium carbonate.

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

Ang precipitate ay bahagyang natutunaw sa tubig at nabubuo lamang sa pH > 9. Ito ay natutunaw sa ammonium salts, na maaaring ipaliwanag batay sa sumusunod na equilibrium: Mg 2 (OH) 2 CO 3  Mg 2 (OH) 2 CO 3  2Mg 2+ + 2OH – + CO 3 2–

Kapag ang NH 4 Cl ay ipinakilala, ang paghihiwalay nito ay nangyayari NH 4 Cl  NH 4 + + Cl – . Ang NH 4 + ions ay nagbubuklod sa mga hydroxide ions upang bumuo ng isang mababang dissociating compound na NH 3 ˙ H 2 O, bilang isang resulta kung saan ang konsentrasyon ng OH - ions ay bumababa at hindi nakakamit at ang namuo ay natunaw.

5. Reaksyon sa 8-hydroxyquinoline.

Ang 8-hydroxyquinoline sa isang ammonia medium sa pH 9.5–12.7 ay bumubuo na may magnesium ions ng isang maberde-dilaw na crystalline precipitate ng intracomplex salt ng magnesium oxyquinolate Mg(C 9 H 6 NO) 2 2H 2 O:

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

Ang precipitate ay natutunaw sa acetic at mineral acids. Ang mga cation ng alkali at alkaline earth na mga metal ay hindi nakakasagabal sa reaksyon.

Pagpapatupad ng reaksyon: Sa 3–4 na patak ng pansubok na solusyon, magdagdag ng 2 patak ng phenolphthalein solution at 2 M ammonia solution patak-patak hanggang lumitaw ang kulay rosas na kulay. Ang mga nilalaman ng test tube ay pinainit hanggang sa isang pigsa at 4-5 patak ng isang 5% na solusyon ng alkohol ng 8-hydroxyquinoline ay idinagdag. Sa pagkakaroon ng magnesiyo, isang maberde-dilaw na precipitate form. Ang reaksyon ay hindi naaapektuhan ng alkali at alkaline earth metal ions.

Mula sa artikulong ito matututunan mo kung ano ang magnesiyo at makita ang isang tunay na himala ng kemikal - ang pagkasunog ng magnesiyo sa tubig!

Noong ika-17 siglo, sa bayan ng Epsom sa Ingles, isang mapait na substansiya ang nahiwalay sa isang mineral spring na may laxative effect. Ang substance na ito ay naging crystalline hydrate ng magnesium sulfate o MgSO₄∙7H₂O. Dahil sa espesipikong lasa nito, tinawag ng mga parmasyutiko ang tambalang ito na "mapait na asin." Noong 1808, ang English chemist na si Humphry Davy ay nakakuha ng amalgam ng ikalabindalawang elemento gamit ang magnesia at mercury. Makalipas ang labing-isang taon, nakuha ng French chemist na si Antoine Bussy ang pinag-uusapang substance gamit ang magnesium at potassium chloride, na binabawasan ang magnesium.

Ang Magnesium ay isa sa mga pinakakaraniwang elemento sa crust ng lupa. Karamihan sa mga compound ng magnesium ay matatagpuan sa tubig dagat. Ang elementong ito ay gumaganap mahalagang papel sa buhay ng tao, hayop, atbp.

Bilang isang metal, ang magnesiyo ay hindi ginagamit sa dalisay na anyo nito - sa mga haluang metal lamang (halimbawa, na may titan). Pinapayagan ka ng Magnesium na lumikha ng mga ultra-light na haluang metal.

Mga pisikal na katangian ng magnesiyo

Ito ay isang magaan at malagkit na metal ng isang kulay-pilak-ilaw na kulay na may katangiang kinang ng metal.

Ang magnesiyo ay na-oxidized sa pamamagitan ng hangin, at isang medyo malakas na MgO film ay nabuo sa ibabaw nito, na pinoprotektahan ang metal mula sa kaagnasan.

Ang punto ng pagkatunaw ng pilak na metal ay 650 °C, at ang kumukulo na punto ay 1091 °C.

Mga kemikal na katangian ng magnesiyo

Ang metal na ito ay natatakpan ng isang protective oxide film. Kung ito ay nawasak, ang magnesium ay mabilis na mag-oxidize sa hangin. Sa ilalim ng impluwensya ng temperatura, ang metal ay aktibong nakikipag-ugnayan sa mga halogens at maraming di-metal. Ang Magnesium ay tumutugon sa mainit na tubig upang bumuo ng magnesium hydroxide bilang isang namuo:

Mg + 2H₂O = Mg(OH)₂ + H₂

Kung sunugin mo ang magnesium powder sa isang espesyal na kutsara ng kemikal sa isang gas burner at pagkatapos ay ibababa ito sa tubig, ang pulbos ay magsisimulang magsunog nang mas matindi.

Narito kung paano ito nangyayari:

Dahil sa intensively release hydrogen, ito ay sasamahan. Sa kasong ito, nabuo ang magnesium oxide, at pagkatapos ay ang hydroxide nito.

Ang Magnesium ay isang aktibong metal at samakatuwid ay marahas na tumutugon sa mga acid. Gayunpaman, hindi ito nangyayari nang marahas tulad ng sa kaso ng alkali metal potassium, iyon ay, ang reaksyon ay nagaganap nang walang pag-aapoy. Ngunit sa isang katangian na pagsisisi, ang mga bula ng hydrogen ay aktibong pinakawalan. At bagama't itinataas ng mga bula ng hydrogen ang metal, hindi ito sapat na magaan upang manatiling nakalutang.

Equation para sa reaksyon ng magnesium at hydrochloric acid:

Mg + 2HCl = MgCl₂ +H₂

Sa mga temperaturang higit sa 600 °C, nagniningas ang magnesium sa hangin, na naglalabas ng napakaliwanag na liwanag sa halos buong spectrum, katulad ng Araw.

Pansin! Huwag subukang ulitin ang mga eksperimentong ito sa iyong sarili!

Ang ganitong nakabulag na flash ay maaaring makapinsala sa iyong mga mata: maaari kang makakuha ng paso sa retina, at sa pinakamasamang kaso, mawala ang iyong paningin. Samakatuwid, ang gayong mga karanasan ay hindi lamang kabilang sa pinakamaganda, kundi pati na rin sa pinaka-mapanganib. Hindi inirerekomenda na isagawa ang eksperimentong ito nang walang espesyal na proteksiyon na madilim na baso. Makakahanap ka ng magnesium combustion experiment na maaaring gawin nang ligtas sa bahay.

Ang reaksyon ay gumagawa ng puting pulbos ng magnesium oxide (tinatawag ding magnesia), pati na rin ang magnesium nitride. Mga equation ng combustion:

2Mg + O₂ = 2MgO;

3Mg + N₂ = Mg₃N₂.

Ang Magnesium ay patuloy na nasusunog kapwa sa tubig at sa atmospera carbon dioxide, kaya medyo mahirap patayin ang ganoong apoy. Ang pagpatay sa tubig ay nagpapalubha lamang sa sitwasyon, habang ang hydrogen ay nagsisimulang ilabas, na nag-aapoy din.

Hindi Karaniwang Paggamit ng Magnesium Bilang Isang Pinagmumulan ng Banayad (1931)

Ang ika-12 elemento ay halos kapareho ng alkali metal. Halimbawa, tumutugon din ito sa nitrogen upang bumuo ng nitride:

3Mg +N₂ = Mg₃N₂.

Gayundin, tulad ng lithium, ang magnesium nitride ay madaling mabulok ng tubig:

Mg₃N₂ + 6H₂O = 3Mg(OH)₂ + 2NH₃.