Perheelle maa-alkalielementit sisältää kalsiumia, strontiumia, bariumia ja radiumia. D.I. Mendelejev sisällytti magnesiumin tähän perheeseen. Maa-alkalielementtejä kutsutaan, koska niiden hydroksidit, kuten alkalimetallihydroksidit, ovat veteen liukenevia, eli ne ovat emäksiä. "...Niitä kutsutaan maanläheisiksi, koska luonnossa niitä esiintyy yhdisteiden tilassa, jotka muodostavat liukenemattoman maamassan, ja itse oksidien muodossa RO ovat maanläheisiä", Mendelejev selitti "Fundamentals of Chemistryssä". .”
Ryhmän IIa elementtien yleiset ominaisuudet
Ryhmän II pääalaryhmän metalleilla on ulkoisen energiatason ns² elektroninen konfiguraatio ja ne ovat s-elementtejä.
Luovuta helposti kaksi valenssielektronia, ja kaikkien yhdisteiden hapetusaste on +2
Vahvoja pelkistäviä aineita
Metallien aktiivisuus ja niiden pelkistyskyky lisääntyvät sarjassa: Be–Mg–Ca–Sr–Ba
Maa-alkalimetalleja ovat vain kalsium, strontium, barium ja radium, harvemmin magnesium
Beryllium on useimmissa ominaisuuksissa lähempänä alumiinia
Yksinkertaisten aineiden fysikaaliset ominaisuudet
Maa-alkalimetalleilla (verrattuna alkalimetalleihin) on korkeampi lämpötila. ja kiehumispiste, ionisaatiopotentiaalit, tiheydet ja kovuus.
Maa-alkalimetallien kemialliset ominaisuudet + Be
1. Reaktio veden kanssa.
Normaaleissa olosuhteissa Be:n ja Mg:n pinta on peitetty inertillä oksidikalvolla, joten ne kestävät vettä. Sitä vastoin Ca, Sr ja Ba liukenevat veteen muodostaen alkaleja:
Mg + 2H 2O – t° → Mg(OH)2 + H2
Ca + 2H 2O → Ca(OH) 2 + H2
2. Reaktio hapen kanssa.
Kaikki metallit muodostavat oksideja RO, bariumperoksidia - BaO 2:
2Mg + O2 → 2MgO
Ba + O 2 → BaO 2
3. Ne muodostavat binääriyhdisteitä muiden ei-metallien kanssa:
Be + Cl 2 → BeCl 2 (halogenidit)
Ba + S → BaS (sulfidit)
3Mg + N2 → Mg3N2 (nitridit)
Ca + H2 → CaH2 (hydridit)
Ca + 2C → CaC 2 (karbidit)
3Ba + 2P → Ba 3P 2 (fosfidit)
Beryllium ja magnesium reagoivat suhteellisen hitaasti ei-metallien kanssa.
4. Kaikki maa-alkalimetallit liukenevat happoihin:
Ca + 2HCl → CaCl 2 + H2
Mg + H 2 SO 4 (laimennettu) → MgSO 4 + H 2
5. Beryllium liukenee alkalien vesiliuoksiin:
Be + 2NaOH + 2H 2O → Na 2 + H2
6. Maa-alkalimetallien haihtuvat yhdisteet antavat liekille ominaisen värin:
kalsiumyhdisteet ovat tiilenpunaisia, strontiumyhdisteet ovat karmiininpunaisia ja bariumyhdisteet kellanvihreitä.
Beryllium, kuten litium, on yksi s-alkuaineista. Be-atomissa esiintyvä neljäs elektroni sijoitetaan 2s-kiertoradalle. Berylliumin ionisaatioenergia on suurempi kuin litiumin korkeamman ydinvarauksen vuoksi. Vahvissa emäksissä se muodostaa beryllaatti-ionin BeO 2-2. Näin ollen beryllium on metalli, mutta sen yhdisteet ovat amfoteerisia. Vaikka beryllium on metalli, se on huomattavasti vähemmän sähköpositiivista kuin litium.
Berylliumatomin korkea ionisaatioenergia eroaa huomattavasti muista PA-alaryhmän alkuaineista (magnesium ja maa-alkalimetallit). Sen kemia on suurelta osin samanlainen kuin alumiinin (diagonaalinen samankaltaisuus). Tämä on siis alkuaine, jolla on amfoteerisia ominaisuuksia yhdisteissään, joista emäksiset ovat edelleen vallitsevia.
Mg:n elektronisella konfiguraatiolla: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 natriumiin verrattuna on yksi merkittävä piirre: kahdestoista elektroni sijoittuu 2s-kiertoradalle, jossa on jo 1e - .
Magnesium- ja kalsiumionit ovat korvaamattomia elementtejä minkä tahansa solun elämässä. Niiden suhde kehossa on määriteltävä tiukasti. Magnesiumionit osallistuvat entsyymien (esimerkiksi karboksylaasi) toimintaan, kalsiumin - luuston ja aineenvaihdunnan rakentamiseen. Kalsiumpitoisuuden lisääminen parantaa ruoan imeytymistä. Kalsium stimuloi ja säätelee sydämen toimintaa. Sen ylimäärä lisää jyrkästi sydämen toimintaa. Magnesiumilla on osa kalsiuminestäjän roolia. Mg 2+ -ionien joutuminen ihon alle aiheuttaa anestesian ilman viritysjaksoa, lihasten, hermojen ja sydämen halvaantumisen. Joutuessaan haavaan metallin muodossa se aiheuttaa pitkäaikaisia ei-paranevia märkiviä prosesseja. Magnesiumoksidi keuhkoissa aiheuttaa niin kutsuttua valimokuumetta. Ihonpinnan toistuva kosketus sen yhdisteiden kanssa johtaa ihotulehdukseen. Lääketieteessä yleisimmin käytetyt kalsiumsuolat ovat CaSO 4 sulfaatti ja CaCL 2 kloridi. Ensimmäistä käytetään kipsiin, ja toista käytetään suonensisäisiin infuusioihin ja sisäisenä lääkkeenä. Se auttaa torjumaan turvotusta, tulehdusta, allergioita, lievittää sydän- ja verisuonijärjestelmän kouristuksia ja parantaa veren hyytymistä.
Kaikki bariumyhdisteet, paitsi BaSO 4, ovat myrkyllisiä. Ne aiheuttavat menegoenkefaliittia, johon liittyy pikkuaivojen vaurioita, sydänlihasten vaurioita, halvaantumista ja suurina annoksina rappeuttavia muutoksia maksassa. Pieninä annoksina bariumyhdisteet stimuloivat luuytimen toimintaa.
Kun strontiumyhdisteitä viedään mahalaukkuun, ilmaantuu vatsavaivoja, halvaantumista ja oksentelua; leesioiden oireet ovat samanlaisia kuin bariumsuolojen aiheuttamat leesiot, mutta strontiumsuolat ovat vähemmän myrkyllisiä. Erityisen huolestuttavaa on strontium 90 Sr:n radioaktiivisen isotoopin esiintyminen kehossa. Se erittyy elimistöstä erittäin hitaasti, ja sen pitkä puoliintumisaika ja siten pitkä vaikutusaika voivat aiheuttaa säteilysairautta.
Radium on elimistölle vaarallista säteilynsä ja valtavan puoliintumisajan (T 1/2 = 1617 vuotta) vuoksi. Aluksi, kun radiumsuoloja oli löydetty ja valmistettu enemmän tai vähemmän puhtaassa muodossa, sitä alettiin käyttää melko laajalti fluoroskopiaan, kasvainten ja joidenkin vakavien sairauksien hoitoon. Nyt, kun muut helposti saatavilla olevat ja halvemmat materiaalit ovat tulleet käyttöön, radiumin käyttö lääketieteessä on käytännössä lakannut. Joissakin tapauksissa sitä käytetään radonin valmistukseen ja mineraalilannoitteiden lisäaineena.
Kalsiumatomissa 4s-kiertoradan täyttö on valmis. Yhdessä kaliumin kanssa se muodostaa neljännen jakson s-alkuaineparin. Kalsiumhydroksidi on melko vahva emäs. Kalsiumilla, vähiten aktiivisella maa-alkalimetalleilla, on yhdisteissään ionisidos.
Ominaisuuksiensa mukaan strontium on kalsiumin ja bariumin välissä.
Bariumin ominaisuudet ovat lähinnä alkalimetallien ominaisuuksia.
Berylliumia ja magnesiumia käytetään laajalti seoksissa. Berylliumpronssit ovat elastisia kuparin seoksia, joissa on 0,5-3 % berylliumia; Lentoseokset (tiheys 1,8) sisältävät 85-90 % magnesiumia ("elektronia"). Beryllium eroaa muista ryhmän IIA metalleista - se ei reagoi vedyn ja veden kanssa, mutta liukenee emäksiin, koska se muodostaa amfoteerisen hydroksidin:
Be+H20+2NaOH=Na2+H2.
Magnesium reagoi aktiivisesti typen kanssa:
3 Mg + N 2 = Mg 3 N 2.
Taulukossa on esitetty ryhmän II alkuaineiden hydroksidien liukoisuus.
Perinteinen tekninen ongelma - veden kovuus, joka liittyy Mg 2+- ja Ca 2+ -ionien läsnäoloon siinä. Bikarbonaateista ja sulfaateista magnesium- ja kalsiumkarbonaatit ja kalsiumsulfaatti asettuvat lämmityskattiloiden ja kuuman veden putkien seinille. Ne häiritsevät erityisesti laboratoriotislaajien toimintaa.
S-elementeillä on tärkeä biologinen tehtävä elävässä organismissa. Taulukko näyttää niiden sisällön.
Solunulkoinen neste sisältää 5 kertaa enemmän natriumioneja kuin solujen sisällä. Isotoninen liuos ("fysiologinen neste") sisältää 0,9 % natriumkloridia, sitä käytetään injektioihin, haavojen ja silmien pesuun jne. Hypertonisia liuoksia (3-10 % natriumkloridia) käytetään nesteenä märkivien haavojen hoidossa (“ vetämällä " mätä). 98 % kehon kaliumioneista löytyy solujen sisältä ja vain 2 % solunulkoisesta nesteestä. Ihminen tarvitsee 2,5-5 g kaliumia päivässä. 100 g kuivattuja aprikooseja sisältää enintään 2 g kaliumia. 100 g paistettuja perunoita sisältää jopa 0,5 g kaliumia. ATP ja ADP osallistuvat solunsisäisiin entsymaattisiin reaktioihin magnesiumkompleksien muodossa.
Ihminen tarvitsee päivittäin 300-400 mg magnesiumia. Se pääsee kehoon leivän (90 mg magnesiumia 100 g leipää), viljan (100 g kaurapuuroa sisältää jopa 115 mg magnesiumia) ja pähkinöiden (jopa 230 mg magnesiumia 100 g pähkinöitä kohti) mukana. Hydroksyyliapatiitti Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 -pohjaisten luiden ja hampaiden rakentamisen lisäksi kalsiumkationit osallistuvat aktiivisesti veren hyytymiseen, hermoimpulssien välittämiseen ja lihasten supistumiseen. Aikuinen tarvitsee noin 1 g kalsiumia päivässä. 100 g kovaa juustoa sisältää 750 mg kalsiumia; 100 g maitoa - 120 mg kalsiumia; 100 g kaalia - jopa 50 mg.
Ryhmä IIA sisältää vain metalleja – Be (beryllium), Mg (magnesium), Ca (kalsium), Sr (strontium), Ba (barium) ja Ra (radium). Tämän ryhmän ensimmäisen edustajan, berylliumin, kemialliset ominaisuudet eroavat voimakkaimmin tämän ryhmän muiden alkuaineiden kemiallisista ominaisuuksista. Sen kemialliset ominaisuudet ovat monella tapaa jopa samankaltaisempia kuin alumiinin kuin muiden ryhmän IIA metallien (ns. diagonaalinen samankaltaisuus). Magnesium eroaa kemiallisilta ominaisuuksiltaan myös huomattavasti Ca:sta, Sr:stä, Ba:sta ja Ra:sta, mutta sillä on silti paljon enemmän samankaltaisia kemiallisia ominaisuuksia kuin berylliumilla. Kalsiumin, strontiumin, bariumin ja radiumin kemiallisten ominaisuuksien merkittävän samankaltaisuuden vuoksi ne yhdistetään yhdeksi perheeksi ns. maa-alkali metallit.
Kaikki ryhmän IIA elementit kuuluvat s-elementit, ts. sisältävät kaikki valenssielektroninsa s-alitaso Siten kaikkien tämän ryhmän kemiallisten alkuaineiden ulomman elektronisen kerroksen elektronisella konfiguraatiolla on muoto ns 2 , Missä n– sen ajanjakson numero, jolla elementti sijaitsee.
Ryhmän IIA metallien elektronisen rakenteen erityispiirteistä johtuen näillä alkuaineilla voi nollan lisäksi olla vain yksi hapetusaste, joka on yhtä suuri kuin +2. Ryhmän IIA alkuaineiden muodostamat yksinkertaiset aineet voivat osallistuessaan kemiallisiin reaktioihin vain hapettua, ts. lahjoittaa elektroneja:
Minä 0 – 2e — → Minä +2
Kalsiumilla, strontiumilla, bariumilla ja radiumilla on erittäin korkea kemiallinen reaktiivisuus. Niiden muodostamat yksinkertaiset aineet ovat erittäin vahvoja pelkistäviä aineita. Magnesium on myös vahva pelkistävä aine. Metallien pelkistysaktiivisuus noudattaa D.I.:n jaksollisen lain yleisiä lakeja. Mendelejev ja kasvaa alaryhmässä.
Vuorovaikutus yksinkertaisten aineiden kanssa
hapen kanssa
Ilman kuumennusta beryllium ja magnesium eivät reagoi ilmakehän hapen tai puhtaan hapen kanssa, koska ne on peitetty ohuilla suojakalvoilla, jotka koostuvat vastaavasti BeO- ja MgO-oksideista. Niiden varastointi ei vaadi erityisiä suojamenetelmiä ilmalta ja kosteudelta, toisin kuin maa-alkalimetallit, joita varastoidaan niille inertin nestekerroksen, useimmiten kerosiinin, alle.
Be, Mg, Ca, Sr, kun ne poltetaan hapessa, muodostavat oksideja, joiden koostumus on MeO, ja Ba - bariumoksidin (BaO) ja bariumperoksidin (BaO 2) seos:
2Mg + O2 = 2MgO
2Ca + O2 = 2CaO
2Ba + O2 = 2BaO
Ba + O 2 = BaO 2
On huomattava, että kun maa-alkalimetallit ja magnesium palavat ilmassa, tapahtuu myös näiden metallien sivureaktio ilman typen kanssa, jonka seurauksena metalliyhdisteiden ja happiyhdisteiden lisäksi nitridejä, joilla on yleinen kaava Me 3 N 2 muodostuu myös.
halogeenien kanssa
Beryllium reagoi halogeenien kanssa vain korkeissa lämpötiloissa, ja muut ryhmän IIA metallit - jo huoneenlämmössä:
Mg + I 2 = MgI 2 – Magnesiumjodidi
Ca + Br 2 = CaBr 2 – kalsiumbromidia
Ba + Cl 2 = BaCl 2 – bariumkloridi
ryhmien IV–VI ei-metallien kanssa
Kaikki ryhmän IIA metallit reagoivat kuumennettaessa kaikkien ryhmien IV–VI epämetallien kanssa, mutta riippuen metallin sijainnista ryhmässä sekä epämetallien aktiivisuudesta, vaaditaan eriasteista kuumennusta. Koska beryllium on kemiallisesti inerttein kaikista ryhmän IIA metalleista, tarvitaan merkittävää käyttöä suoritettaessa reaktioita epämetallien kanssa. O korkeampi lämpötila.
On huomattava, että metallien reaktio hiilen kanssa voi muodostaa erilaisia karbideja. On karbideja, jotka kuuluvat metanideihin ja joita pidetään perinteisesti metaanin johdannaisina, joissa kaikki vetyatomit on korvattu metallilla. Ne, kuten metaani, sisältävät hiiltä hapetustilassa -4, ja kun ne hydrolysoituvat tai ovat vuorovaikutuksessa ei-hapettavien happojen kanssa, yksi tuotteista on metaani. On myös toisen tyyppisiä karbideja - asetylenidejä, jotka sisältävät C 2 2 - ionin, joka on itse asiassa asetyleenimolekyylin fragmentti. Karbidit, kuten asetylenidit, muodostavat asetyleenin yhtenä reaktiotuotteena hydrolyysissä tai vuorovaikutuksessa hapettamattomien happojen kanssa. Karbidin tyyppi - metanidi tai asetylenidi - joka saadaan, kun tietty metalli reagoi hiilen kanssa, riippuu metallikationin koosta. Metalli-ionit, joilla on pieni säde, muodostavat yleensä metanideja ja suuremmat ionit asetylenideja. Toisen ryhmän metallien tapauksessa metanidi saadaan berylliumin vuorovaikutuksesta hiilen kanssa:
Muut ryhmän II A metallit muodostavat asetylenideja hiilen kanssa:
Piin kanssa ryhmän IIA metallit muodostavat silisidejä - Me 2 Si -tyypin yhdisteitä, typen kanssa - nitridejä (Me 3 N 2), fosforin kanssa - fosfideja (Me 3 P 2):
vedyn kanssa
Kaikki maa-alkalimetallit reagoivat vedyn kanssa kuumennettaessa. Jotta magnesium voisi reagoida vedyn kanssa, pelkkä lämmitys, kuten maa-alkalimetallien tapauksessa, ei riitä, vaan korkean lämpötilan lisäksi tarvitaan myös nostettua vedyn painetta. Beryllium ei reagoi vedyn kanssa missään olosuhteissa.
Vuorovaikutus monimutkaisten aineiden kanssa
vedellä
Kaikki maa-alkalimetallit reagoivat aktiivisesti veden kanssa muodostaen alkaleja (liukoisia metallihydroksideja) ja vetyä. Magnesium reagoi veden kanssa vain keitettäessä, koska kuumennettaessa suojaava oksidikalvo MgO liukenee veteen. Berylliumin tapauksessa suojaava oksidikalvo on erittäin kestävä: vesi ei reagoi sen kanssa keitettäessä tai edes punakuumissa lämpötiloissa:
hapettamattomien happojen kanssa
Kaikki ryhmän II pääalaryhmän metallit reagoivat hapettamattomien happojen kanssa, koska ne ovat aktiivisuussarjassa vedyn vasemmalla puolella. Tässä tapauksessa muodostuu vastaavan hapon ja vedyn suola. Esimerkkejä reaktioista:
Be + H 2 SO 4 (laimennettu) = BeSO 4 + H 2
Mg + 2HBr = MgBr2 + H2
Ca + 2CH 3COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + H2
hapettavien happojen kanssa
- laimennettu typpihappo
Kaikki ryhmän IIA metallit reagoivat laimean typpihapon kanssa. Tässä tapauksessa pelkistystuotteet vedyn sijasta (kuten hapettamattomien happojen tapauksessa) ovat typen oksideja, pääasiassa typen oksideja (I) (N 2 O), ja erittäin laimean typpihapon tapauksessa ammoniumia. nitraatti (NH 4 NO 3):
4Ca + 10HNO3 ( razb .) = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H20
4Mg + 10HNO3 (erittäin epäselvä)= 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H20
− väkevä typpihappo
Väkevä typpihappo tavallisessa (tai matalassa) lämpötilassa passivoi berylliumia, ts. ei reagoi sen kanssa. Kiehuttaessa reaktio on mahdollinen ja etenee pääosin yhtälön mukaisesti:
Magnesium ja maa-alkalimetallit reagoivat väkevän typpihapon kanssa muodostaen laajan valikoiman erilaisia typen pelkistystuotteita.
− väkevä rikkihappo
Beryllium passivoidaan väkevällä rikkihapolla, ts. ei reagoi sen kanssa normaaleissa olosuhteissa, mutta reaktio tapahtuu kiehuessaan ja johtaa berylliumsulfaatin, rikkidioksidin ja veden muodostumiseen:
Be + 2H 2 SO 4 → BeSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O
Konsentroitu rikkihappo passivooi myös bariumia liukenemattoman bariumsulfaatin muodostumisen vuoksi, mutta reagoi sen kanssa kuumennettaessa; bariumsulfaatti liukenee kuumennettaessa väkevään rikkihappoon, koska se muuttuu bariumvetysulfaatiksi.
Loput pääryhmän IIA metallit reagoivat väkevän rikkihapon kanssa kaikissa olosuhteissa, myös kylmässä. Rikin pelkistyminen voi tapahtua SO 2:ksi, H2S:ksi ja S:ksi riippuen metallin aktiivisuudesta, reaktiolämpötilasta ja happopitoisuudesta:
Mg + H2SO4 ( kons. .) = MgS04 + SO 2 + H 2O
3Mg + 4H2S04 ( kons. .) = 3MgS04 + S↓ + 4H2O
4Ca + 5H2SO4 ( kons. .) = 4CaS04 + H2S + 4H20
alkalien kanssa
Magnesium ja maa-alkalimetallit eivät ole vuorovaikutuksessa alkalien kanssa, ja beryllium reagoi helposti sekä alkaliliuosten että vedettömien alkalien kanssa fuusion aikana. Lisäksi kun reaktio suoritetaan vesiliuoksessa, myös vesi osallistuu reaktioon ja tuotteet ovat alkali- tai maa-alkalimetallien tetrahydroksoberylaatteja ja vetykaasua:
Be + 2KOH + 2H 2O = H2 + K 2 - kaliumtetrahydroksoberylaatti
Kun reaktio kiinteän alkalin kanssa suoritetaan fuusion aikana, muodostuu alkali- tai maa-alkalimetallien ja vedyn beryllaatteja
Be + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - kaliumberyllaatti
oksidien kanssa
Maa-alkalimetallit, samoin kuin magnesium, voivat kuumennettaessa pelkistää vähemmän aktiivisia metalleja ja joitain epämetalleja oksideistaan, esimerkiksi:
Menetelmää pelkistää metalleja niiden oksideista magnesiumilla kutsutaan magnesiumiksi.
Oppitunnin tarkoitus: Esitä yleinen kuvaus maa-alkalimetalleista yleisten, erityisten ja yksittäisten kemiallisten alkuaineiden kolmessa olemassaolomuodossa: atomeissa, yksinkertaisissa aineissa ja monimutkaisissa aineissa.
Oppitunnin tavoitteet:
Toista PSCE:n elementtien ominaisuuksien muutosten päämallit pystysuoraa (ryhmää) pitkin käyttämällä tämän ryhmän elementtien kemiaa.
Harkitse pääalaryhmän ryhmän 2 elementtien muodostamien yksinkertaisten aineiden ja yhdisteiden tunnusomaisia ominaisuuksia.
Mitä käytännön merkitystä näiden metallien yhdisteillä on?
Opiskelijoiden kemiallisten kykyjen kehittäminen kehittävien oppimistehtävien avulla.
Yleistämis- ja johtopäätöstaidon kehittäminen edelleen.
Laitteet ja reagenssit:
kalsium, vesi, fenoliftaleiini, pinsetit, veitsi, koeputket.
Tuntisuunnitelma:
1. Organisatorinen hetki.
2. Työskentele uuden aiheen parissa.
Dia 3: Miksi berylliumia ja magnesiumia ei luokitella maa-alkalimetalleiksi, vaikka ne ovat samassa ryhmässä näiden metallien kanssa?
Näiden alkuaineiden atomit sisältävät kaksi elektronia ulkoisella energiatasolla, jotka ne luovuttavat kemiallisten vuorovaikutusten aikana ja ovat siksi vahvimpia pelkistäviä aineita. Kaikissa yhdisteissä niiden hapetusaste on +2.
Dia 4: Näiden alkuaineiden atomit ovat kooltaan vain hieman pienempiä kuin vastaavien alkalimetallien atomit, ja tässä suhteessa ryhmän 2 pääalaryhmän metallien tulisi olla samanlaisia kuin ne kemialliselta aktiivisuudeltaan ja muilta ominaisuuksiltaan.
Dia 5: Oppilaat suorittavat tehtävän nro 1.
Dia 6:Beryllium, magnesium ja maa-alkalimetallit - yksinkertaisina aineina.
Beryllium.
Dia 7: Magnesium
Dia 8: Kalsium
Dia 9: Strontium
Dia 10: Barium
Dia 11: Radium
Dia 12: Niiden tiheys kasvaa berylliumista bariumiin, ja sulamispiste päinvastoin laskee. Maa-alkalimetallisuolojen liekkivärjäys.
Dia 13: Kemialliset ominaisuudet.
Dia 14: Metallien vuorovaikutus ilmakehän hapen kanssa.
Maa-alkalimetallit reagoivat ilmakehän hapen kanssa, jolloin ne peittyvät oksidikalvolla (poikkeuksena barium, oksidin ja peroksidin seos), joten niitä säilytetään kerosiinikerroksen alla tai suljetuissa ampulleissa.
Dia 15: Vuorovaikutus ei-metallien kanssa.
Reaktio tapahtuu yleensä kuumennettaessa.
Metallien vuorovaikutus veden kanssa.
Kaikista ryhmän 2 pääalaryhmän metalleista vain beryllium ei ole vuorovaikutuksessa veden kanssa (sen pinnalla oleva suojakalvo estää sen), magnesium reagoi sen kanssa hitaasti, muut metallit reagoivat kiivaasti.
Kokemuksen osoittaminen: Kalsiumin vuorovaikutus veden kanssa.
Kirjoitamme reaktioyhtälön:
Ca + 2 HOH = Ca (OH) 2 + H 2
Sammutettu kalkki
Muistakaamme alkalimetallien ja veden välinen reaktio.
Maa-alkalimetallien nimen alkuperä johtuu siitä, että niiden hydroksidit ovat emäksiä ja oksidit ovat tulenkestävyydeltään samanlaisia kuin alumiinin ja raudan oksidit, jotka aiemmin kantoivat yleisnimeä "maapallot".
Dia 16: Oppilaat suorittavat tehtävän nro 2
Dia 17: Berylliumin, magnesiumin ja maa-alkalimetallien yhdisteet
Näiden metallien oksidit ovat kovia, valkoisia, tulenkestäviä aineita, jotka kestävät korkeita lämpötiloja. Esitä perusominaisuuksia, lukuun ottamatta berylliumia, joka on luonteeltaan amfoteerinen
Dia 18: Oksidien vuorovaikutus veden kanssa.
Magnesiumoksidi on inaktiivinen reaktiossa veden kanssa; kaikki muut oksidit reagoivat erittäin kiivaasti sen kanssa. Tämä vapauttaa huomattavan määrän energiaa. Siksi kalsiumoksidin reaktiota veden kanssa kutsutaan sammutetuksi kalkiksi ja tuloksena olevaa kalsiumhydroksidia kutsutaan sammutetuksi kalkiksi. Oksideja saadaan paahtamalla karbonaatteja:
CaCO 3 = CaO + CO 2
Poltettu kalkki
MgCO 3 = MgO + CO 2
Magnesia
Dia 19: Hydroksidien vuorovaikutus happojen kanssa.
Koska monet maa-alkalimetallisuolat ovat liukenemattomia, neutralointireaktioon voi liittyä sakan vapautuminen.
Dia 20: Suolat.
Dia 21: Oppilaat suorittavat tehtävät nro 3, nro 4, nro 5.
Kalsium-, magnesium- ja bariumyhdisteiden käytännön merkitys.
Dia 22: Kalsiumkarbonaatti. Yksi yleisimmistä yhdisteistä maan päällä. Tunnettuja sitä sisältäviä mineraaleja ovat liitu, marmori ja kalkkikivi.
Näistä mineraaleista tärkein on kalkkikivi. Mikään rakentaminen ei voi valmistua ilman sitä. Kalkkikivi on raaka-aine sementin, sammutetun ja poltetun kalkin, lasin jne. valmistukseen. Luonnollinen liitu on muinaisten eläinten kuorien jäännöksiä. Yksi hyvin tuntemistasi esimerkeistä sen käytöstä on koululiitu ja hammastahnat. Liitua käytetään paperin, kumin valmistuksessa ja myös valkaisussa. Marmori on kuvanveistäjien, arkkitehtien ja laatoittajien mineraali.
Dia 23: OJSC Turgoyak Mining Administration
Tuottaa kalkkikiveä. Alueen suurimmat marmoriesiintymät ovat Koelginskoje (Etkulskyn alue), Balandinskoje (Sosnovskyn alue), Ufaleyskoye (V. Ufaleyn kaupungin alue).
Dia 24: Magnesiumkarbonaatin käytännön sovellukset.
Dia 25: Magnesiumsulfaatin käytännön käyttö.
Dia 26: Kalsiumfosfaatin käytännön sovelluksia.
Dia 27: Bariumsulfaatin käytännön sovelluksia.
Dia 28: Yhteenveto oppitunnista.
Oppilaat jättävät työnsä opettajalle tarkistettavaksi. Tulosten arviointi seuraavalla oppitunnilla.
Dia 29: Kotitehtävä.
Kotitehtävä: kohta 12, nro 3,5,7.
Tehtävät aiheesta: "Beryllium, magnesium ja maa-alkalimetallit"
*****
F.I. opiskelijat__________________________________________________
1. Vertaa alkuaineiden atomeja laittamalla merkit tai = *:n sijaan
a) ydinvaraus: Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, K * Ca
b) elektronikerrosten lukumäärä: Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al
c) elektronien lukumäärä ulkotasolla: Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al
d) pelkistävät ominaisuudet: Ca * Mg, Be * Ba
2. Lisää reaktioyhtälöt ja tasaa:
a) Mg + S = ………
b) Be + N 2 = ………..
c) Ca + O 2 = …………
d) Ca + S = ………….
Nimeä reaktiotuotteet.
3.Aseta ominaisuus, joka yhdistää määritetyt objektit:
a) MgO, CaO, SrO, BaO merkki______________________
b) Be 0 Be 2+, Mg 0 Mg 2+, Ca 0 Ca 2+ merkki__________________________
c) Ca, Sr, Ba, Ra merkki______________________________
a) Kyllä, voit
b) tapahtuu rauhallisesti
d) yleinen myrkytys
Tehtävät aiheesta: "Beryllium, magnesium ja maa-alkalimetallit."
***
Opiskelijoiden täydelliset nimet_________________________________
1.Mikä lausunnoistaväärä:
a) Maa-alkalimetallit eivät sisällä berylliumia ja magnesiumia
b) pelkistävät ominaisuudet ovat selvempiä berylliumissa, koska atomiytimen varaus on pienempi kuin pääalaryhmän ryhmän 2 muiden alkuaineiden
c) maa-alkalimetalleja ovat kalsium, strontium, barium, radium
2.Syötä puuttuvat aineiden kaavat reaktioyhtälöihin. Nimeä reaktiotuotteet:
a) Ca +…. =CaS
b) ….+ Cl 2 = Mg C l 2
c) Be + ….. = Be 3 N 2
Muista soittaa!
Yhdistä aineen nimen numero kaavan vastaavaan kirjaimeen:
Sammutettu kalkki
Bariumkloridi
Poltettu kalkki
Magnesia
Kalsiumsulfidi
4. Onko mahdollista ottaa maa-alkalimetallin paloja käsilläsi kokeeseen:
a) Kyllä, voit
b) ei, nämä metallit ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa käsien iholla, mikä voi aiheuttaa palovammoja
c) ei, koska se ei ole hygieenistä, metalli voi olla saastunut
d) ei, koska Maa-alkalimetallien sulamispiste on alhainen ja ne voivat sulaa käsissäsi
5. Kalsiumoksidin liukenemiseen veteen voi liittyä:
a) keittämällä ja roiskuttamalla seos
b) tapahtuu rauhallisesti
c) ylempien hengitysteiden ärsytys
d) yleinen myrkytys
Tehtävä ***** - "vahville opiskelijoille"
*** - "heikoille" opiskelijoille
Työtä odotetaan 2 hengen ryhmissä.
Teknologinen oppitunti kartta
"Beryllium, magnesium ja maa-alkalimetallit".
| Aihe, luokka | Kemia, 9. luokka |
| Oppitunnin aihe | Beryllium, magnesium ja maa-alkalimetallit. |
| ICT-työkalujen käytön merkitys | Esityksen käyttäminen mahdollistaa Toteuttaa aineiston selkeyden, saavutettavuuden ja systemaattisen esittämisen periaatteet. Tiedon ja henkisen toiminnan taidot ja kyvyt muodostuvat. |
| Oppitunnin tarkoitus | Esitä yleinen kuvaus maa-alkalimetalleista yleisten, erityisten ja yksittäisten kemiallisten alkuaineiden kolmessa olemassaolomuodossa: atomeissa, yksinkertaisissa aineissa ja monimutkaisissa aineissa. |
| Oppitunnin tavoitteet | Koulutuksellinen: 1. Toista PSCE:n elementtien ominaisuuksien muutosten päämallit pystysuoraa (ryhmää) pitkin käyttämällä tämän ryhmän elementtien kemiaa. 2. Tarkastellaan pääalaryhmän ryhmän 2 alkuaineiden muodostamien yksinkertaisten aineiden ja yhdisteiden tunnusomaisia ominaisuuksia. Kehittäviä : Opiskelijoiden kemiallisten kykyjen kehittäminen kehittävien oppimistehtävien avulla. Koulutuksellinen:
Kasvata tunnetta maa-alkalimetallien ja magnesiumin yhdisteiden käytännön merkityksestä. |
| Vaadittu laitteistoohjelmisto | Kemian opettajan työpiste, multimediaprojektori, valkokangas.MS PowerPoint. |
| Opetusmenetelmät - hankitun tiedon lähteen mukaan - sanallinen, visuaalinen, käytännöllinen, ongelmanhaku; didaktisiin tarkoituksiin - päivittäminen, uuden materiaalin oppiminen. Tieteidenväliset yhteydet – biologia, paikallishistoria. Oppitunnin organisaatiorakenne
|
|
| Vaihe 1 | Ajan järjestäminen |
| Vaiheen kesto | 2 minuuttia |
| Kohde | Valmistele oppilaat työskentelemään luokassa. |
| Opiskelijatoiminnan järjestämismuoto | Oppitunnin valmiuden tarkistaminen, opettajan tervehdys. |
| | Oppilaiden tervehtiminen, oppitunnin aiheen ja tavoitteiden kertominen. |
| Vaihe 2 | Uuden tiedon muodostuminen |
| Vaiheen kesto | 3 minuuttia |
| Kohde | Ota selvää, miksi beryllium ja magnesium ovat samassa alaryhmässä maa-alkalimetallien kanssa, vaikka ne eivät kuulukaan niihin; mitä atomien rakenteellisia piirteitä niillä on; |
| | Etuosa |
| | Tiedottaminen |
| Opettajan päätehtävät | |
| Opiskelijoiden toimintaa | |
| Vaihe 3 | |
| Vaiheen kesto | 5 minuuttia |
| Kohde | Uuden tiedon lujittaminen. |
| Opiskelijoiden koulutustoiminnan järjestämismuoto | Ryhmä. |
| Opettajan tehtävä tässä vaiheessa | Hallitseminen. |
| Opettajan päätehtävät | |
| Opiskelijoiden toimintaa | Työskentely korttien kanssa. |
| Vaihe 4 | Uuden tiedon muodostuminen. |
| Vaiheen kesto | 5 minuuttia. |
| Kohde | Ota selvää, mitä yksinkertaiset aineet ovat - beryllium, magnesium, kalsium, strontium, barium, radium. Ota selvää tiheyden ja sulamislämpötilojen muutoskuvioista ja selvitä liekin värin ominaisuudet, kun siihen lisätään näiden alkuaineiden suoloja. Tutustu näiden yksinkertaisten aineiden kemiallisiin ominaisuuksiin. |
| Opiskelijoiden koulutustoiminnan järjestämismuoto | Etuosa |
| Opettajan tehtävä tässä vaiheessa | Tarina, keskustelu, esittelyesitys. |
| Opettajan päätehtävät | Tiedottaminen. |
| Opiskelijoiden toimintaa | Työskentely muistikirjoissa, peruskäsitteiden tallentaminen. |
| Vaihe 5 | Erilaista työskentelyä ryhmässä. |
| Vaiheen kesto | 5 minuuttia |
| Kohde | Uuden tiedon lujittaminen. |
| Opiskelijoiden koulutustoiminnan järjestämismuoto | Ryhmä. |
| Opettajan tehtävä tässä vaiheessa | Hallitseminen. |
| Opettajan päätehtävät | Tarjoaa yksilöllisen ohjauksen. |
| Opiskelijoiden toimintaa | Työskentely korttien kanssa. |
| Vaihe 6 | Uuden tiedon muodostuminen. |
| Vaiheen kesto | 10 minuuttia |
| Kohde | Selvitä, mitä näiden metallien yhdisteet ovat: oksidit, emäkset, suolat; niiden kemiallisten ominaisuuksien ominaisuudet. |
| Opiskelijoiden koulutustoiminnan järjestämismuoto | Etuosa. |
| Opettajan tehtävä tässä vaiheessa | Tiedottaminen. |
| Opettajan päätehtävät | Tarina, keskustelu, esittelyesitys. |
| Opiskelijoiden toimintaa | Työskentely muistikirjoissa, peruskäsitteiden tallentaminen. |
| Vaihe 7 | Erilaista työskentelyä ryhmässä. |
| Vaiheen kesto | 5 minuuttia. |
| Kohde | Uuden tiedon lujittaminen. |
| Opiskelijoiden koulutustoiminnan järjestämismuoto | Ryhmä. |
| Opettajan tehtävä tässä vaiheessa | Hallitseminen. |
| Opettajan päätehtävät | Tarjoaa yksilöllisen ohjauksen. |
| Opiskelijoiden toimintaa | Työskentely korttien kanssa. |
| Vaihe 8 | Uuden tiedon muodostuminen |
| Vaiheen kesto | 5 minuuttia |
| Kohde | Tutustu magnesiumsuolojen ja maa-alkalimetallien käytännön sovelluksiin, harkitse kalsiumyhdisteiden käyttöä (Berezovskin louhos) Miassin kaupungin esimerkillä. |
| Opiskelijoiden koulutustoiminnan järjestämismuoto | Etuosa. |
| Opettajan tehtävä tässä vaiheessa | Tarina, keskustelu, esittelyesitys. |
| Opettajan päätehtävät | Tiedottaminen. |
| Opiskelijoiden toimintaa | Työskentely muistikirjoissa, peruskäsitteiden tallentaminen. |
| Vaihe 9 | Viimeinen osa |
| Vaiheen kesto | 5 minuuttia |
| Kohde | Yhteenveto: analysoi ja arvioi oppitunnin tavoitteiden ja tavoitteiden saavuttamisen onnistumista. |
| Opiskelijoiden koulutustoiminnan järjestämismuoto | Etuosa. |
| Opettajan tehtävä tässä vaiheessa | Tiedottaminen: eriytettyjen tehtävien tulosten ilmoittaminen seuraavalla oppitunnilla. |
| Opettajan päätehtävät | Viesti tavoitteiden saavuttamisesta, analyysi oppitunnin tehokkuudesta, ohjeet läksyjen tekemiseen. |
| Opiskelijoiden toimintaa | Kotitehtävien tallentaminen. |
Bibliografia
Gabrielyan O. S. "Kemia. 9. luokka" M.: Bustard 2009.
Dendeber S.V., Klyuchnikova O.V. "Modernit tekniikat kemian opetusprosessissa" M.: LLC 5 for Knowledge, 2008.
Denisova V.G. "Mestari on kemian opettajan luokka. Luokat 8-11" M.: Globus, 2010
Maa-alkalimetallit ovat alkuaineita, jotka kuuluvat jaksollisen järjestelmän toiseen ryhmään. Näitä ovat aineet, kuten kalsium, magnesium, barium, beryllium, strontium ja radium. Tämän ryhmän nimi osoittaa, että ne saavat aikaan alkalisen reaktion vedessä.
Alkali- ja maa-alkalimetallit tai pikemminkin niiden suolat ovat yleisiä luonnossa. Niitä edustavat mineraalit. Poikkeuksena on radium, jota pidetään melko harvinaisena elementtinä.
Kaikilla edellä mainituilla metalleilla on joitain yhteisiä ominaisuuksia, jotka mahdollistivat niiden yhdistämisen yhdeksi ryhmäksi.
Maa-alkalimetallit ja niiden fysikaaliset ominaisuudet
Lähes kaikki nämä alkuaineet ovat harmahtavia kiinteitä aineita (ainakin normaaleissa olosuhteissa, ja muuten, fysikaaliset ominaisuudet ovat hieman erilaiset - vaikka nämä aineet ovat melko pysyviä, niihin vaikuttaa helposti.
On mielenkiintoista, että taulukon sarjanumerolla myös metallin indikaattori tiheys kasvaa. Esimerkiksi tässä ryhmässä kalsiumilla on alhaisin indikaattori, kun taas radiumin tiheys on samanlainen kuin raudalla.
Maa-alkalimetallit: kemialliset ominaisuudet
Aluksi on syytä huomata, että kemiallinen aktiivisuus kasvaa jaksollisen taulukon sarjanumeron mukaan. Esimerkiksi beryllium on melko vakaa alkuaine. Se reagoi hapen ja halogeenien kanssa vain voimakkaasti kuumennettaessa. Sama koskee magnesiumia. Mutta kalsium voi hitaasti hapettua jopa huoneenlämpötilassa. Loput kolme ryhmän edustajaa (radium, barium ja strontium) reagoivat nopeasti ilmakehän hapen kanssa jo huoneenlämpötilassa. Siksi nämä elementit varastoidaan peittämällä ne kerosiinikerroksella.
Näiden metallien oksidien ja hydroksidien aktiivisuus kasvaa saman kaavan mukaan. Esimerkiksi berylliumhydroksidi ei liukene veteen ja sitä pidetään amfoteerisena aineena, mutta sitä pidetään melko vahvana alkalina.
Maa-alkalimetallit ja niiden lyhyet ominaisuudet
Beryllium on kestävä, vaaleanharmaa metalli, joka on erittäin myrkyllistä. Kemisti Vauquelin löysi alkuaineen ensimmäisen kerran vuonna 1798. Luonnossa on useita berylliummineraaleja, joista tunnetuimmat ovat seuraavat: berylli, fenasiitti, danaliitti ja krysoberyyli. Muuten, jotkut beryllium-isotoopit ovat erittäin radioaktiivisia.
Mielenkiintoista on, että jotkut beryllin muodot ovat arvokkaita jalokiviä. Näitä ovat smaragdi, akvamariini ja heliodor.
Berylliumia käytetään joidenkin metalliseosten valmistukseen, jota käytetään neutronien hillitsemiseen.
Kalsium on yksi tunnetuimmista maa-alkalimetalleista. Puhtaassa muodossaan se on pehmeä, valkoinen aine, jossa on hopeanhohtoinen sävy. Puhdas kalsium eristettiin ensimmäisen kerran vuonna 1808. Luonnossa tämä alkuaine esiintyy mineraalien, kuten marmorin, kalkkikiven ja kipsin, muodossa. Kalsiumia käytetään laajasti nykyaikaisissa teknologioissa. Sitä käytetään kemiallisena polttoaineen lähteenä ja myös palonkestävänä materiaalina. Ei ole mikään salaisuus, että kalsiumyhdisteitä käytetään rakennusmateriaalien ja lääkkeiden valmistuksessa.
Tämä alkuaine löytyy myös jokaisesta elävästä organismista. Pohjimmiltaan se on vastuussa moottorijärjestelmän toiminnasta.
Magnesium on kevyt ja melko muokattava metalli, jolla on tyypillinen harmahtava väri. Se eristettiin puhtaassa muodossaan vuonna 1808, mutta sen suolat tulivat tunnetuksi paljon aikaisemmin. Magnesiumia löytyy mineraaleista, kuten magnesiitista, dolomiitista, karnalliitista ja kieseriitistä. Muuten, magnesiumsuola tarjoaa valtavan määrän tämän aineen yhdisteitä, joita löytyy merivedestä.
Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta
Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.
Teoksesta ei ole vielä HTML-versiota.
Voit ladata teoksen arkiston klikkaamalla alla olevaa linkkiä.
Samanlaisia asiakirjoja
Ryhmän yleiset ominaisuudet. Beryllium ja magnesium. Maa-alkalimetallien historia, levinneisyys, tuotanto, ominaisuudet, fysikaaliset ominaisuudet, käyttö. Maa-alkalimetallien ja niiden yhdisteiden kemialliset ominaisuudet.
tiivistelmä, lisätty 30.5.2003
Metallit. Menetelmät metallien saamiseksi. Metallien kemialliset ominaisuudet. Ryhmän I pääalaryhmän metallien ominaisuudet. Ryhmän II pääalaryhmän elementtien ominaisuudet. Ryhmän III pääalaryhmän elementtien ominaisuudet. Alumiini. Siirtymämetallit
tiivistelmä, lisätty 18.5.2006
Magnesiumin, kalsiumin ja bariumin yhdisteet lääkkeinä. Muutokset atomien ja ionien säderyhmässä, ionisaatiopotentiaali. Kvalitatiiviset reaktiot magnesium-, kalsium-, strontium-ioneille. Magnesiumin ja kalsiumin biologinen rooli, merkitys keholle.
tiivistelmä, lisätty 14.4.2015
Alkuaineiden löytämisen historia, niiden yleisyys luonnossa. Muutokset atomien ja ionien säteiden arvoryhmässä. Ryhmän IIA yksinkertaisten aineiden ominaisuuksien vertailu. Magnesiumin ja kalsiumin antagonismi, niiden biologinen rooli elimistössä. Berylliumin ja bariumin myrkyllisyys.
tiivistelmä, lisätty 30.11.2011
Berylliumin fysiologinen rooli ihmiskehossa, sen synergistit ja antagonistit. Magnesiumin rooli ihmiskehossa erilaisten elämänprosessien esiintymisen varmistamiseksi. Kehon ylimääräisen happamuuden neutralointi. Strontiumin arvo ihmisille.
tiivistelmä, lisätty 5.9.2014
Litiumin, natriumin, kaliumin reaktio veden kanssa. Binääristen happiyhdisteiden fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien tutkimus. Maa-alkalimetallien tärkeimmät yhdisteet. Peroksidien redox-ominaisuudet. Organometallisten yhdisteiden käyttö.
esitys, lisätty 8.7.2015
Magnesium toisen ryhmän pääalaryhmän alkuaineena, kolmas jakso atominumerolla 12, sen fysikaaliset ja kemialliset perusominaisuudet, atomirakenne. Magnesiumin yleisyys, yhdisteet ja niiden käytännön käyttöalueet. Solujen regeneraatio.
Ladataan...
