Kovy alkalických zemín sú skupinou chemických prvkov v druhej skupine periodickej tabuľky, ktorá zahŕňa berýlium, horčík, vápnik, stroncium, bárium a rádium. Majú podobné fyzikálne a chemické vlastnosti, ako je vysoká reaktivita a nízka hustota. Tieto kovy sú známe svojimi jedinečnými vlastnosťami, špecifickými reakciami a rozmanitým využitím v rôznych oblastiach vedy a priemyslu. V tomto texte preskúmame vlastnosti, reakcie a využitie kovov alkalických zemín.
Charakteristiky kovov alkalických zemín: spoznajte ich vlastnosti a aplikácie v chémii.
Kovy alkalických zemín sú skupinou chemických prvkov nachádzajúcich sa v periodickej tabuľke. Majú jedinečné vlastnosti, ktoré ich odlišujú od ostatných prvkov, vďaka čomu sú dôležité v chémii. Pozrime sa na niektoré hlavné vlastnosti a aplikácie týchto kovov.
Jeden z najznámejších kovov alkalických zemín je vápnik, ktoré sa nachádzajú v rôznych produktoch, ako je mlieko a syr. Tieto kovy sú vysoko reaktívne a majú tendenciu ľahko tvoriť iónové zlúčeniny.
Ďalšou charakteristikou kovov alkalických zemín je ich nízka hustota, vďaka ktorej sú ľahšie ako iné kovy. Okrem toho majú v porovnaní s inými prvkami relatívne nízke teploty topenia a varu.
V chémii sa kovy alkalických zemín používajú v rôznych aplikáciách. horčík, napríklad, sa používa pri výrobe kovových zliatin a pri výrobe ohňostrojov. stroncium používa sa v osvetľovacích zariadeniach, ako sú katódové trubice.
Pokiaľ ide o chemické reakcie, kovy alkalických zemín ľahko reagujú s vodou, pričom uvoľňujú vodík a tvoria hydroxidy. Tieto reakcie sú exotermické, čo znamená, že uvoľňujú energiu vo forme tepla.
Stručne povedané, kovy alkalických zemín majú jedinečné vlastnosti, vďaka ktorým sú dôležité v chémii. Ich aplikácie sú rôznorodé, od výroby kovových zliatin až po výrobu elektronických zariadení. Preto tieto prvky zohrávajú zásadnú úlohu v rôznych oblastiach vedy a priemyslu.
Elektronická distribúcia kovov alkalických zemín: ako sa to robí?
Kovy alkalických zemín sú chemické prvky patriace do 2. skupiny periodickej tabuľky, vrátane berýlia, horčíka, vápnika, stroncia, bária a rádia. Majú dva elektrónové obaly, pričom vonkajší obal obsahuje dva elektróny. Rozloženie elektrónov v týchto kovoch sa riadi špecifickým vzorom podľa atómového čísla každého prvku.
Na rozloženie elektrónov v kovoch alkalických zemín je potrebné dodržiavať oktetové pravidlo, ktoré hovorí, že atómy majú tendenciu nadobudnúť stabilitu, keď majú vo valenčnej vrstve osem elektrónov. V prípade týchto kovov je rozloženie elektrónov usporiadané tak, že vnútorné vrstvy sa zaplnia pred valenčnou vrstvou.
Napríklad vápnik (Ca) má atómové číslo 20, čo znamená, že má 20 elektrónov. Elektrónová konfigurácia vápnika je 2-8-8-2, kde prvé dva elektrónové obaly sú plné a dva valenčné elektróny poskytujú atómu stabilitu.
Toto elektrónové rozloženie kovov alkalických zemín je kľúčové pre pochopenie ich vlastností, reakcií a aplikácií v priemysle a vede. Tieto prvky sú nevyhnutné pre mnohé chemické procesy a často sa používajú v kovových zliatinách, liekoch, stavebných materiáloch a ďalších.
Stručne povedané, rozdelenie elektrónov v kovoch alkalických zemín sa riadi oktetovým pravidlom, pričom elektrónové obaly sa vypĺňajú spôsobom, ktorý atómom poskytuje stabilitu. Toto rozdelenie je kľúčové pre pochopenie správania sa týchto prvkov a ich významu v rôznych oblastiach chémie a technológie.
Rozdiely medzi alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín: kompletný sprievodca k pochopeniu ich vlastností.
Os alkalické kovy a kovy alkalických zemín sú dve skupiny chemických prvkov s odlišnými charakteristikami a vlastnosťami. Alkalické kovy sa skladajú z prvkov v 1. skupine periodickej tabuľky, zatiaľ čo kovy alkalických zemín sa skladajú z prvkov v 2. skupine. Pozrime sa na niektoré rozdiely medzi týmito dvoma skupinami, aby sme lepšie pochopili ich vlastnosti.
Jedným z hlavných rozdielov medzi alkalickými kovmi a kovmi alkalických zemín je ich reaktivita. Alkalické kovy, ako napríklad lítium a sodík, sú extrémne reaktívne a ľahko reagujú s vodou a kyslíkom. Kovy alkalických zemín, ako napríklad vápnik a horčík, sú menej reaktívne ako alkalické kovy, ale stále reagujú s určitými chemickými prvkami.
Ďalším významným rozdielom medzi týmito dvoma skupinami je ich hustota. Alkalické kovy majú menšiu hustotu ako kovy alkalických zemín. Napríklad draslík, čo je alkalický kov, má nižšiu hustotu ako vápnik, čo je kov alkalických zemín.
Okrem toho, alkalické kovy majú tendenciu tvoriť iónové zlúčeniny ľahšie ako kovy alkalických zemín. Je to kvôli ich elektronickým vlastnostiam a ich tendencii strácať elektróny za vzniku kladných iónov. Na druhej strane, kovy alkalických zemín môžu tiež tvoriť iónové zlúčeniny, ale ich tendencia strácať elektróny je menšia ako u alkalických kovov.
Pokiaľ ide o aplikácie, alkalické kovy aj kovy alkalických zemín majú rôzne využitie v priemysle a každodennom živote. Alkalické kovy sa používajú pri výrobe batérií, pri výrobe skla a pri syntéze chemických zlúčenín. Kovy alkalických zemín sa používajú pri výrobe kovových zliatin, v poľnohospodárstve a medicíne.
Stručne povedané, alkalické kovy a kovy alkalických zemín vykazujú významné rozdiely, pokiaľ ide o reaktivitu, hustotu a tvorbu zlúčenín. Obe skupiny zohrávajú dôležitú úlohu v rôznych aplikáciách a prispievajú k pokroku vedy a techniky.
Pochopiť význam a dôležitosť alkalickej vlastnosti v chemickom kontexte.
Kovy alkalických zemín sú chemické prvky patriace do 2. skupiny periodickej tabuľky, vrátane berýlia, horčíka, vápnika, stroncia, bária a rádia. Sú známe svojimi alkalickými vlastnosťami, čo znamená, že keď reagujú s vodou, tvoria alkalické hydroxidy, čo vedie k zásaditým roztokom.
Dôležitosť tejto zásaditej vlastnosti v chemickom kontexte súvisí s reaktivitou týchto kovov. Keďže sú vysoko reaktívne, kovy alkalických zemín sa používajú v rôznych priemyselných a každodenných aplikáciách. Napríklad vápnik je nevyhnutný pre zdravé kosti a zuby a nachádza sa v potravinách, ako je mlieko a mliečne výrobky. Horčík sa používa v kovových zliatinách, pri výrobe hnojív a dokonca aj v liekoch.
Okrem toho sú kovy alkalických zemín dôležité aj v chemickom priemysle, kde sa používajú ako katalyzátory v rôznych reakciách. Ich alkalické vlastnosti im umožňujú pôsobiť ako redukčné činidlá, čo uľahčuje rozbíjanie chemických väzieb a urýchľuje reakčný proces.
Stručne povedané, alkalické vlastnosti kovov alkalických zemín sú kľúčové pre pochopenie ich chemických vlastností a aplikácií. Či už v priemysle, medicíne alebo poľnohospodárstve, tieto prvky zohrávajú kľúčovú úlohu vďaka svojej reaktivite a schopnosti tvoriť zásadité zlúčeniny.
Kovy alkalických zemín: vlastnosti, reakcie, použitie
Os kovy alkalických zemín sú tie, ktoré tvoria 2. skupinu periodickej tabuľky a sú zobrazené v spodnom fialovom stĺpci. Zhora nadol sú to berýlium, horčík, vápnik, stroncium, bárium a rádium. Na zapamätanie si ich mien je vynikajúcou mnemotechnickou metódou vyslovenie pán Becamgbara.
Ak rozoberieme písmená pána Becamgbaru, zistíme, že „pán“ je stroncium. „Be“ je chemický symbol pre berýlium, „Ca“ je symbol pre vápnik, „Mg“ je horčík a „Ba“ a „Ra“ zodpovedajú kovom bárium a rádium, pričom rádium je rádioaktívny prvok.
Termín „alkalický“ označuje skutočnosť, že tieto kovy sú schopné tvoriť veľmi zásadité oxidy; a na druhej strane „terestrický“ označuje zem, čo je názov pripisovaný ich nízkej rozpustnosti vo vode. Tieto kovy v čistom stave majú podobné strieborné farby, potiahnuté vrstvami sivého alebo čierneho oxidu.
Chémia kovov alkalických zemín je veľmi bohatá: od ich štrukturálnej účasti v mnohých anorganických zlúčeninách až po takzvané organokovové zlúčeniny; to sú tie, ktoré interagujú prostredníctvom kovalentných väzieb alebo koordinácie s organickými molekulami.
Chemické vlastnosti
Fyzikálne sú tvrdšie, hustejšie a odolnejšie voči teplu ako alkalické kovy (tie v 1. skupine). Tento rozdiel spočíva v ich atómoch, alebo inými slovami, v ich elektronických štruktúrach.
Keďže patria do rovnakej skupiny v periodickej tabuľke, všetky ich kongenéry vykazujú chemické vlastnosti, ktoré ich ako také identifikujú.
Pretože kvôli svojej valenčnej elektrónovej konfigurácii je n s 2 , čo znamená, že majú dva elektróny na interakciu s inými chemickými látkami.
Iónsky charakter
Vzhľadom na svoju kovovú povahu majú tendenciu strácať elektróny a tvoriť dvojmocné katióny: 2+ , Mg 2+ , Posun 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ a Ra 2+ .
Rovnako ako sa mení veľkosť ich neutrálnych atómov s ich pohybom v skupine, zväčšuje sa aj veľkosť ich katiónov, od Be 2+ k Raovi 2+ .
V dôsledku elektrostatických interakcií tieto kovy tvoria soli s elektronegatívnejšími prvkami. Táto vysoká tendencia tvoriť katióny je ďalšou chemickou vlastnosťou kovov alkalických zemín: sú vysoko elektropozitívne.
Veľké atómy reagujú ľahšie ako malé; to znamená, že Ra je najreaktívnejší kov a Be najmenej reaktívny. Je to výsledok menej príťažlivej sily, ktorou jadro pôsobí na čoraz vzdialenejšie elektróny, ktoré teraz s väčšou pravdepodobnosťou „uniknú“ k iným atómom.
Nie všetky zlúčeniny sú však iónovej povahy. Napríklad berýlium je veľmi malé a má vysokú hustotu náboja, ktorá polarizuje elektrónový oblak susedného atómu a vytvára kovalentnú väzbu.
Aký dôsledok to prináša? Že zlúčeniny berýlia sú prevažne kovalentné a neiónové, na rozdiel od ostatných, aj keď ide o katión Be. 2+ .
Kovové väzby
Pretože majú dva valenčné elektróny, môžu vo svojich kryštáloch vytvárať viac nabitých „elektrónových morí“, ktoré integrujú a zoskupujú atómy kovov bližšie k sebe ako alkalické kovy.
Tieto kovové väzby však nie sú dostatočne pevné na to, aby poskytovali vynikajúce vlastnosti tvrdosti, keďže sú v skutočnosti mäkké.
Podobne sú slabé v porovnaní s prechodnými kovmi, čo sa odráža v ich nižších bodoch topenia a varu.
Reakcie
Kovy alkalických zemín sú vysoko reaktívne, a preto sa v prírode nevyskytujú v čistom stave, ale sú viazané v rôznych zlúčeninách alebo mineráloch. Reakcie, ktoré vedú k ich vzniku, možno všeobecne zhrnúť pre všetkých členov tejto skupiny.
Reakcia vody
Reagujú s vodou (s výnimkou berýlia kvôli jeho „húževnatosti“ pri uvoľňovaní elektrónového páru) za vzniku korozívnych hydroxidov a plynného vodíka.
H(s) + 2H 2 O (l) => M (OH) 2 (aq) + H 2 (G)
Hydroxidy horečnaté – Mg(OH) 2 – a berýlium – Be (OH) 2 – sú mierne rozpustné vo vode; Okrem toho druhá zložka nie je veľmi zásaditá, pretože interakcie sú kovalentné.
Reakcia s kyslíkom
Horia pri kontakte s kyslíkom vo vzduchu za vzniku zodpovedajúcich oxidov alebo peroxidov. Bárium, druhý najobjemnejší kov v atómoch, tvorí peroxid (BaO 2 ), stabilnejšie, pretože iónové polomery Ba 2+ e O 2 2- sú podobné, čím sa posilňuje kryštálová štruktúra.
Reakcia je nasledovná:
2M (s) + O 2 (g) => 2Mo (s)
Preto sú to oxidy: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO a RaO.
Reakcia s halogénmi
To zodpovedá situácii, keď reagujú v kyslom prostredí s halogénmi za vzniku anorganických halogenidov. Má všeobecný chemický vzorec MX 2 , vrátane: CaF 2 , BeCl 2 , SrCl 2 , BaI 2 , RaI 2 , CaBr 2 , Atď
Aplicações
Berýlium
Vďaka svojej inertnej reaktivite je berýlium kov s vysokou odolnosťou proti korózii, ktorý sa pridáva v malých množstvách do zliatin medi alebo niklu so zaujímavými mechanickými a tepelnými vlastnosťami pre rôzne priemyselné odvetvia.
Patria sem tie, ktoré pracujú s prchavými rozpúšťadlami, kde nástroje nesmú vytvárať iskry v dôsledku mechanického nárazu. Okrem toho sú ich zliatiny užitočné pri vývoji raketových a leteckých materiálov.
Horčík
Na rozdiel od berýlia je horčík šetrnejší k životnému prostrediu a je nevyhnutnou súčasťou rastlín. Z tohto dôvodu má významnú biologickú a farmaceutickú hodnotu. Napríklad mliečna magnézia je liekom na pálenie záhy a pozostáva z roztoku Mg(OH)₂. 2 .
Má tiež priemyselné využitie, ako je zváranie hliníkových a zinkových zliatin alebo pri výrobe ocele a titánu.
Vápnik
Jedným z jeho hlavných použití je CaO, ktorý reaguje s hlinitokremičitanmi a kremičitanmi vápenatými, čím dodáva cementu a betónu požadované vlastnosti pre stavebníctvo. Je tiež nevyhnutným materiálom pri výrobe ocele, skla a papiera.
Na druhej strane, CaCO 3 zúčastňuje sa Solvayovho procesu, pri ktorom vzniká Na 2 CO 3 CaF zase 2 nachádza uplatnenie pri výrobe kyviet na spektrofotometrické merania.
Iné zlúčeniny vápnika sa používajú pri spracovaní potravín, výrobkoch osobnej starostlivosti alebo kozmetike.
stroncium
Pri horení stroncium blika intenzívne červené svetlo, ktoré sa používa v pyrotechnike a na vytváranie výbuchov.
bárium
Zlúčeniny bária absorbujú röntgenové lúče, takže BaSO4 4 je tiež nerozpustný a zabraňuje vzniku Ba 2+ Toxický Ronde voľný pre telo sa používa na analýzu a diagnostiku porúch tráviacich procesov.
Rádio
Rádium sa kvôli svojej rádioaktivite používalo pri liečbe rakoviny. Niektoré z jeho solí boli určené na použitie vo farebných hodinkách, ale ich používanie bolo zakázané kvôli rizikám pre tých, ktorí ich používali.
Referencie
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7. júna 2018). Kovy alkalických zemín: Vlastnosti skupín prvkov. Zdroj: thoughtco.com
- Mentzer, A.P. (14. mája 2018). Použitie kovov alkalických zemín. Sciencing. Získané 07. júna 2018 z: sciencing.com
- Aké sú využitia kovov alkalických zemín? (29. októbra 2009). eNotes. Získané 07. júna 2018 z: enotes.com
- Advameg, Inc. (2018). Kovy alkalických zemín Zdroj: 7. júna 2018, scienceclarified.com
- Wikipédia (2018). Kov alkalických zemín Zdroj: 7. júna 2018, en.wikipedia.org
- Chémia LibreTexts. (2018). Kovy alkalických zemín (skupina 2) Zdroj: 7. júna 2018, chem.libretexts.org
- Chemické prvky (11. augusta 2009). Berýlium (Be). [Obrázok]. Získané 7. júna 2018 z: commons.wikimedia.org
- Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia prvkov 2. skupiny. (Štvrté vydanie). McGraw Hill