Получение. Общая характеристика элементов IIA группы

Общая характеристика элементов IIA группы.

Получение

Li, Na, K получают электролизом расплавов их хлоридов или гидроксидов:

2KCl=2K⁺+2Cl-,
катод 2K⁺ + 2e = 2K; анод 2Cl^- -2e = Cl₂.

Используя относительно меньшую, чем у Al, Si, Ca, Mg, температуру кипения, можно получать щелочные металлы восстановлением их из оксидов, хлоридов, карбонатов при высоких температурах:

3Li₂ O + 2Al ð 6Li + Al₂O₃,
4NaCl + 3CaO + Si ð 4Na + 2CaCl₂ + CaSiO₃.

Свойства: Щелочные металлы - очень сильные восстановители. Они энергично реагируют с большинством неметаллов, разлагают воду и бурно взаимодествуют с кислотами. В общем виде эти реакции будут выглядеть так:

2Me + H₂ = 2MeH (гидриды),
2Me + Г₂ = 2MeГ (галогениды),
2Me + S = Me₂S (сульфиды),
3Me + P = Me₃P (фосфиды),
6Me + N₂ = 2Me₃N (нитриды),
2Me + 2H₂O = 2MeOH + H₂.

Гидриды щелочных металлов реагируют с водой и кислородом:

MeH + H₂O = MeOH + H₂,
2MeH + O₂ = 2 MeOH.

Из солей щелочных металлов с галогенами гидролизуются только фториды:

MeF + H₂O = MeOH + HF.

Li используют в некоторых сплавах и для получения трития в термоядерном синтезе. Na и K применяют для получения Ti, Zr, Nb, Ta:

TiCl₄ + 4Na = Ti + 4NaCl.

Li, Na, и K используют в реакциях органического синтезах. Na эффективен при осушке органических растворителей. Сs применяется для изготовления фотоэлементов, так как у его атомов самое малое значение ПИ из всех химических элементов.

Оксиды щелочных металлов, растворяясь в воде, дают щелочи:

Ме₂O + H₂O = 2 МеOH.

Гидроксиды получают с помощью обменных реакций из сульфатов и карбонатов:

Me₂SO₄ + Ba(OH)₂ = BaSO₄ + 2 MeOH,
Me₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃ + 2 MeOH,

электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов:

2 МеCl + 2 H₂O = 2 МеOH + H₂ + Cl₂,
катод: 2H⁺ + 2e = H₂; анод: 2Cl^- - 2e = Cl₂.

Натриевые соли очень широко используются в химической промышленности, их применение рассматривается в соответствующих группах неметаллов. Калийные соли используют как удобрение и при получении стекла.

К ним относятся Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra. Атомы металлов IIA подгруппы имеют валентную электронную конфигурацию ns², где n - номер периода, в котором находится металл.

Металлы IIА группы относительно легкоплавки. Самым тугоплавким является Ве. Все эти металлы сравнительно легкие.

Металлы от кальция до радия могут взаимодействовать с водой, давая гидроксиды, растворимые в воде (т.е. щелочи), поэтому их называют щелочноземельными:

Me + 2 H₂O = Me(OH)₂ + H₂.

Щелочноземельные металлы самые активные после щелочных металлов. Поэтому иногда говорят, что атомы щелочноземельных металлов "стремятся отдавать валентные электроны, чтобы приобрести устойчивую электронную оболочку инертного газа".

Be, Mg, Ca и Sr (Ме) получают электролизом расплавов их хлоридов:

MeCl₂ = Me²⁺ + 2Cl^-,
катод: Me²⁺ + 2e = Me; анод: 2Cl^- -2e = Cl₂,

а Ва - электролизом его окислов.

Используя относительно меньшую, чем у Al, С, Si, температуру кипения, можно получать эти металлы восстановлением их из оксидов и фторидов при высоких температурах:

4МеO + 2Al ðМе(AlO₂)₂+ 3Me
(Ме = Ca, Sr, Ba),
MeO + Cð CO + Me,
2MeO + CaO + Si ðCaSiO₃ + 2Me,
BeF₂ + Mg ð MgF₂ + Be.

Дата добавления: 2014-01-07