...
Головна » Общая характеристика и химические свойства s-элементов IIА группы и их соединений

Общая характеристика и химические свойства s-элементов IIА группы и их соединений

В периодической системе Д. И. Менделеева IIА группу составляют Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra. Атомы этих элементов имеют на s — подуровне внешнего энергетического уровня по два валентных электрона (S), на предпоследнем уровне у атома бериллия расположено два электрона, у остальных атомов элементов — по восемь.

В невозбужденном состоянии у атомов элементов IIА группы нет неспаренных (валентных) электронов. В возбужденном состоянии происходит распаривание электронов, расположенных на s - подуровне, и переход одного из них на р — подуровень. Следовательно, в возбужденном состоянии на внешнем уровне атомы элементов IIА имеют два неспаренных электрона, которые они могут отдавать, образуя положительно заряженные ионы. Поэтому характерная степень окисления этих элементов в соединениях равна +2. Как указывалось выше, поведение соединений, образованных элементами, в различных химических реакциях во многом зависит от размеров атомов и ионов в большей мере; чем от заряда ядра. От размеров атомов и ионов зависят также кислотный или основный характер оксидов и гидроксидов, образуемых элементом.

Атомные характеристики s - элементов IIА группы представлены в таблице 6, из данных которой видно, что с увеличением порядкового номера элементов атомные радиусы возрастают, а потенциал ионизации уменьшается в направлении сверху вниз и, соответственно, восстановительная активность повышается от Be к Ra. Все элементы IIА группы - металлы с сильно выраженными восстановительными свойствами. Анализ атомных характеристик s-элементов IA и IIА групп (см.табл.З и табл.6) показывает, что размеры радиусов  S-элементов  IA группы больше, чем     у     S-элементов     IIА     группы.     При     этом     энергия     ионизации электроотрицательность  S- элементов IА меньше, чем у S-элементов IIА. Это свидетельствует о том, что восстановительная способность металлов IA группы выше, чем у металлов II группы. Однако металлы IIА группы довольно активно взаимодействуют с большинством неметаллов, при обычных условиях интенсивно разлагают воду (за исключением Be и Mg), растворяются в кислотах, бериллий реагирует не только с кислотами, но и со щелочами.

Таблица 6. Атомные характеристики S-элементов IIA группы
Элемент Be Mg Ca Sr Ba Ra
Атомный номер 4 12 20 38 56 88
Радиус атома 0,113 0,16 0,197 0,215 0,221 0,235
Первый потенциал ионизации, В 9,32 7,65 6,11 5,69 5,21 5,28
Сродство к электрону 0,38 -0,22 -1,93 -1,51 -0,48 -

Относительная

электроотрицательность 

1,53 1,24 0,7 0,7 0,79 -

Степерь окисления элемента

в соединениях 

+2 +2 +2 +2 +2 +2

Оксиды Mg, Са, Sr, Ва проявляют основные свойства, оксид бериллия — амфотерные. Химическая активность оксидов металлов группы IIА увеличивается в ряду ВеО — ВаО. Ве(ОН)2 носит ярко выраженный амфотерный характер, практически нерастворим в воде. Гидроксид магния плохо растворим в воде, и обладает основными свойствами. Гидроксид кальция - сильное основание, малорастворимое в воде. Гидроксиды стронция и бария - сильные основания, лучше растворимые в воде, чем гидроксид кальция.

Характер диссоциации Э(ОН)г закономерно изменяется от Ве(ОН)2 (амфотерное соединение) до Ва(ОН)2 (сильное основание). При этом Mg(OH)2, проявляя только основные свойства, слабый электролит. Исходя из изложенного выше следует, что по химическим свойствам Be существенно отличается от остальных элементов ПА группы, Mg также во многих отношениях отличается от Са, Sr, Ba, Ra, которые относятся к щелочноземельным металлам. Бериллий^ как указано выше относится к металлам, но он более электроотрицателен, чем стоящий рядом литий, а размер радиуса атома Be значительно меньше, чем у лития. Этим объясняется, почему Be не образует в растворах простых ионов Be+2. Образуемые им химические связи ковалентные. Химические свойства Be объясняют биологическую несовместимость его с физиологическими процессами, протекающими в организме человека. Количественное содержание Be, Ba. Ra в организме известно, но данных об их биологических функциях пока не имеется

Как отмечалась выше, свойства элемента Mg отличаются от свойств Са, несмотря на то, что оба элемента имеют одинаковую электронную конфигурацию. Поэтому Mg в живом организме может замещать кальций,   т.е. они являются антагонистами. Различие в химических свойствах элементов IIА группы определяют и различные биологические функции этих элементов в живом организме.