Химические свойства щелочных и щелочноземельных металлов

4.3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 481.

Химические свойства щелочных и щелочноземельных металлов схожи. На внешнем энергетическом уровне щелочных металлов находится один электрон, щелочноземельных – два. При реакциях металлы легко расстаются с валентными электронами, проявляя свойства сильного восстановителя.

Щелочные

В I группу периодической таблицы входят щелочные металлы:

литий;
натрий;
калий;
рубидий;
цезий;
франций.

Они отличаются мягкостью (можно разрезать ножом), низкими температурами плавления и кипения. Это наиболее активные металлы.

Химические свойства щелочных металлов представлены в таблице.

Реакция	Особенности	Уравнение
С кислородом	Быстро окисляются на воздухе. Литий образует оксид при температуре выше 200°C. Натрий образует смесь – 80 % пероксида (R₂O₂) и 20 % оксида. Остальные металлы образуют надпероксиды (RO₂)	– 4Li + O₂ → 2Li₂O; – 2Na + О₂ → Na₂O₂; – Rb + O₂ → RbO₂
С азотом	Реагирует только литий при комнатной температуре	6Li + N₂ → 2Li₃N
С галогенами	Реакция проходит бурно	2Na + Cl₂→ 2NaCl
С неметаллами	При нагревании. Образуют сульфиды, гидриды, фосфиды, силициды. С углеродом реагируют только литий и натрий, образуя карбиды	– 2K + S → K₂S; – 2Na + H₂ → 2NaH; – 2Cs + 5P → Cs₂P₅; – Rb + Si → RbSi; – 2Li + 2C → Li₂C₂
С водой	Спокойно реагирует только литий. Натрий горит жёлтым пламенем. Калий реагирует со вспышкой. Цезий и рубидий взрываются	2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑
С кислотами	С соляной, фосфорной, разбавленной серной кислотами реагируют с взрывом. При реакции с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород, с концентрированной азотной кислотой образует оксид азота (I), с разбавленной азотной кислотой – азот	– 2Na + 2HCl → 2NaCl + H₂; – 8Na + 5H₂SO₄ (конц) → 4Na₂SO₄ + H₂S↑ + 4H₂O; – 8K + 10HNO₃ (конц) → 8KNO₃ + N₂O + 5H₂O; – 10Na + 12HNO₃ (разб) → N₂ + 10NaNO₃ + 6H₂O
С аммиаком	Образуют амины	2Li + 2NH₃ → 2LiNH₂ + H₂↑

Могут реагировать с органическими кислотами и спиртами.

Щелочноземельные

Во II группе таблицы Менделеева находятся щелочноземельные металлы:

бериллий;
магний;
кальций;
стронций;
барий;
радий.

В отличие от щелочных металлов они более твёрдые. Ножом можно разрезать только стронций. Наиболее плотный металл – радий (5,5 г/см³).

Бериллий взаимодействует с кислородом только при нагревании до 900°С. С водородом и водой не реагирует при любых условиях. Магний окисляется при температуре 650°С и взаимодействует с водородом под высоким давлением.

В таблице отражены основные химические свойства щелочноземельных металлов.

Реакция	Особенности	Уравнение
С кислородом	Образуют оксидные плёнки. При нагревании до 500°С самовоспламеняются	2Mg + O₂ → 2MgO
С водородом	При высокой температуре образуют гидриды	Sr + H₂ → SrH₂
С галогенами и неметаллами	Реагируют при нагревании	– Be + Cl₂ → BeCl₂; – Mg + S → MgS; – 3Ca + 2P → Ca₃P₂; – 3Ca + N₂ → Ca₃N₂; – Ba + 2C → BaC₂
С водой	При комнатной температуре	Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂
С кислотами	Реагируют все металлы с образованием солей	4Ca + 10HNO₃ (конц.) → 4Ca(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O
Со щелочами	Реагирует только бериллий	Be + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Be(OH)₄] + H₂
Замещение	Замещают менее активные металлы в оксидах. Исключение – бериллий	2Mg + ZrO₂ → Zr + 2MgO

Ионы щелочных и щелочноземельных металлов в солях легко обнаружить по изменению цвета пламени. Соли натрия горят жёлтым пламенем, калия – фиолетовым, рубидия – красным, кальция – кирпично-красным, бария – жёлто-зелёным. Соли этих металлов используют для создания фейерверков.

Что мы узнали?

Щелочные и щелочноземельные металлы – активные элементы периодической таблицы, вступающие в реакции с простыми и сложными веществами. Щелочные металлы более мягкие, бурно реагируют с водой и галогенами, легко окисляются на воздухе, образуя оксиды, пероксиды, надпероксиды, взаимодействуют с кислотами и аммиаком. При нагревании вступают в реакцию с неметаллами. Щелочноземельные металлы реагируют с неметаллами, кислотами, водой. Бериллий не взаимодействует с водородом и водой, но реагирует со щелочами и с кислородом при высокой температуре.