Свойства щелочноземельных металлов

Элементы главной подгруппы второй группы представляют собой серые или белые металлы (блестящие на свежем разрезе или изломе). которые, однако, на воздухе быстро тускнеют. Их твердость и прочность на разрыв уменьшаются от бериллия к барию.

Среди металлов главной подгруппы II группы практически наиболее важным является магний, отличающийся серебристым блеском, который на воздухе вскоре принимает матово-белый оттенок. Магний отличается средней твердостью и довольно тягуч, так что при вальцевании из него удается получать топкие листы и проволоку; однако эти его свойства значительно изменяются под влиянием очень небольших примесей. Электропроводность магния составляем 9/25 электропроводности меди и ¹²/₁₉ электропроводности алюминия, а теплопроводность равна ⁶/₁₃ теплопроводности меди и 7/10 соответствующей величины для алюминия. Холодная вода действует на магний крайне медленно, тем не менее, при действии воды на обезжиренные стружки магния (промытые и эфире) но поднимающимся пузырькам газа можно судит о выделении водорода. С кипящей водой эта реакция протекает гораздо энергичнее.

При нагревании магнии реагирует и со спиртом. Если магний предварительно протравить йодом, то реакция протекает почти так же быстро, как и с водой. Магнии растворяется в разбавленных кислотах с бурным выделением водорода. Амальгама магния, очень энергично реагирует с водой уже при обычной температуре. Магний в виде ленты или порошка, зажженный на воздухе, горит ослепительно белым пламенем с выделением белого дыма, состоящего из МgO. Свет, испускаемый магнием при горении, богат фотохимически активными лучами. Этим пользуются в фотографии (моментальные съемки при свете магния). Во влажном хлоре магний самопроизвольно загорается, сгорая и в этом случае с энергичным выделением света. Магний обнаруживает сильное сродство по отношению к другим неметаллам. Так, при нагревании он легко соединяется с азотом, образуя нитрид состава Мg₃N₂. Последний получается в значительных количествах вместе с оксидом МgO при обжиге магния в условиях недостаточного доступа воздуха. Магний способен отнимать у многих других соединений их электроотрицательную составную часть; так, реакция его с некоторыми оксидами или гидрооксидами щелочных металлов протекает даже со взрывом. Со многими металлами он образует сплавы; однако лишь некоторые из них имеют значение в технике, так как в большинстве случаев они ломки и слишком легко окисляются. С органическими йодсодержащими соединениями в эфирном растворе магний образует магнийалкилйодиды (Гриньяр).

Mg + CH₃I = I−Mg−CH₃

Подобным же образом магний реагирует и со многими органическими бромидами и хлоридами (главным образом с алифатическими); однако в этих случаях реакция протекает лучше в присутствии следов йода или при условии, что магний был предварительно «активирован» йодом.

Магнийалкилгалоидные соединения имеют большое значение в препаративной органической химии (реакция Гриньяра).

Щелочноземельные металлы в узком смысле этого термина — кальций, стронций и барий — по своим свойствам гораздо ближе к щелочным металлам, чем магний. Они значительно мягче магния, хотя их точки плавления выше. На воздухе они окисляются не так быстро, лак щелочные металлы, Подобно щелочным металлам, их приходится хранить под керосином, Они легко воспламеняются: барий загорается на воздухе уже при простом раздавливании. В качестве продуктов горения при этом наряду с оксидом получается и нитрид. Последний медленно образуется и при обычной температуре. При нагревании в струе азота при температуре красного каления образование нитридов протекает легко и полностью.

Свойства щелочноземельных металлов:

Щелочноземельные металлы энергично вступают в реакции и с другими неметаллами, отнимая кислород от многих оксидов. С водой кальций при обычной температуре реагирует довольно вяло, стронций несколько энергичнее, а барий очень энергично. Со спиртом они реагируют с выделением водорода. Разбавленные кислоты растворяют щелочноземельные металлы, причем бурно выделяется водород по реакции:

Са + 2Н⁺ = Са²⁺ + Н₂.

С жидким аммиаком щелочноземельные металлы образуют темно-синее растворы. После отгонки из этих растворов аммиака остаются твердые продукты, имеющие медный до золотистого блеск и представляющие собой аммиакаты, т, е. продукты присоединения аммиака к названным элементам. Аммиакаты имеют строго определенный состав, а именно [Са(NH₃)₆], [Sr(NH₃)₆] и [Ва(NH₃)₆]. Бильтц установил, что существуют только гексааммиакаты, других аммиакатов эти металлы не образуют.

В присутствии катализаторов (платины) продукты присоединения аммиака постепенно разлагаются с образованием амидов, например:

Са(NH₃)₆ = Са(NH₂)₂ + 4NH₃ + H₂.

При нагревании щелочноземельные металлы реагируют с аммиаком c образованием нитридов и гидридов. Сродство их к водороду настолько велико, что, например, кальций при нагревании в струе водорода образует гидрид, причем эта реакция сопровождается воспламенением:

Са + Н₂ = СаН₂.

Щелочноземельные металлы образуют соединения со многими другими металлами; по крайней мере для кальция, который в этом отношении исследован лучше всего, известно большое число интерметаллических соединений.

Металлический радий очень похож на барий, однако значительно более летуч и чрезвычайно неустойчив на воздухе.

Металлический бериллий отличается серо-стальным цветом к значительной твердостью, так что царапает стекло. При обычной температуре он ломок и не выдерживает ковки. Однако при температуре красного каления Ве становится ковким. Электропроводность бериллия равна около 1/12 электропроводности меди. В сухой атмосфере он сохраняет блестящую поверхность. При соприкосновении с водой Ве покрывается тонкой пленкой окисла, которая и предохраняет его от дальнейшей коррозии; разбавленные кислоты энергично его растворяют. Копцентрированная азотная кислота на холоду не оказывает на него заметного действия, а реакция его с разбавленной (2 н) азотной кислотой на холоду вскоре прекращается. При нагревании эти кислоты бистро его растворяют. От остальных металлов главной подгруппы ІІ группы бериллий резко отличается своей растворимостью в водных растворах щелочей, Впрочем, разбавленное едкое кали растворяет его только при нагревании, но 50 %-ный раствор КОН действует на бериллий уже при комнатной температуре.