Prvky 2.hlavní podskupiny,Alkalické zeminy
Atomové číslo Název prvku Symbol Poměrná atomová hmotnost Hustota
g/cm³ Teplota tání
˚C Teplota varu
˚C Elektroneg. Elektr.
kofigurace
4 Berylium Be 9,0122 1,86 1285 2970 1,5 [He]2s²
12 Hořčík Mg 24,305 1,74 650 1120 1,2 [Ne]4s²
20 Vápník Ca 40,08 1,54 845 1439 1,0 [Ar]5s²
38 Stroncium Sr 87,62 2,60 757 1366 1,0 [Kr]6s²
56 Baryum Ba 137,34 3,65 710 1696 0,9 [Xe]7s²
88 Radium Ra 226 cca 6 Cca 700 - - -
Obecně
Do této skupiny jsou zařazeny:berylium a hořčík a skupina tzv.kovů alkalických zemin: vápník, stroncium, baryum, radium. vlastnosti Be a Mg se od ostatních liší.Nejvíce se v přírodě vyskytuje vápník a hořčík.Kromě radioaktivního radia je v přírodě nejméně obsaženo beryllium.Ve valenční vrstvě mají 2 elektrony¨,které jsou poměrně volně poutány.Nejreaktivnější je baryum,které se svými vlastnostmi blíží vlastnostem alkalických kovů,naopak vlastnosti beryllia se blíží vlastnostem hliníku.
S výjimkou radia patří prvky podskupiny kovů alkalických zemin vesměs k lehkým kovům.Tvrdostí však předčí kovy alkalické.Všechny tyto prvky mají ve sloučeninách pozitivní mocenství +2.
Vyskytují se pouze vázaně.
Tvoří oxidy…………CaO = oxid vápenatý
MgO = oxid hořečnatý
BaO2 =peroxid barya
Tvoří s H2O hydroxidy…………např….Mg+2H2O = Mg(OH)2 + H2
(tzn. Že rozkládají vodu)
Jako produkty větrání nerostů jsou vápenaté a hořečné sloučeniny vždy přítomny v půdě i ve většině pramenitých minerálních vod a způsobují jejich tvrdost.Hořčík tvoří složku listové zeleně čili chlorofilu.Beryllium se vyskytuje pouze v několika minerálech,které nejsou příliš rozšířeny.Radium je obsaženo ve zcela malých množstvích v rudách uranu.
Podobně jako alkalické kovy tak i alkalické zeminy(jejich ionty) charakteristicky barví plamen.
Ca²+ …….cihlově červeně
Sr2+ …….červeně
Ba2+ ……..žlutozeleně
Beryllium
Oxidační čísla: 0,2
Vyskytuje se povětšinou jako Beryl(křemičitan berylnato-hlinitý) vytváří drahokamy = zelený smaragd a modrozelený akvamarín.
Vyrábí se elektrolýzou chloridu nebo fluoridu beryllnatého.
Vlastnosti
Lehký tvrdý kov s vysokým bodem tání,na vzduchu stálý.Používá se do speciálních slitin pro výrobu nejjiskřivějších nástrojů,ložisek a chirurgických nástrojů
Jeho sloučeniny jsou jedovaté.
Hořčík
Oxidační čísla = 0,2
Je to jeden z nejdůležitějších prvků hlavní podskupiny,je stříbrolesklý,avšak na vzduchu se brzy stává matně bílým.je středně tvrdý a dosti tažný,takže jej lze válcovat na tenký plech a táhnout v drát.hořčík je velmi lehký a zapálen na vzduchu hoří oslnivým plamenem na oxid hořečnatý.snadno se rozpouští v kyselinách na příslušné soli a vodík.Odolává alkalickým hydroxidům.Za varu rozkládá vodu za vývoje vodíku.
Vyskytuje se jako………….Magnesit MgCO3
Dolomit Mg CO3 krystalizující s CaCO3(tvoří pohoří)
Karnalit KCl kryst. MgCl2 kryst. 6H2O
Kieserit MgSO4 kryst. H2O
Dále je obsažen v mořské vodě ve formě chloridu a ve většině minerálních vod.
Je biogenním prvkem a je součástí chlorofylu.Z celé řady křemičitanů vyskytujících se v přírodě (olivín,mastek,azbest a další)se hořečnaté sloučeniny nezískávají.
Používá se na lehké slitiny jako duraluminium,magnalium,elektron,můžeme je najít v leteckém a automobilovém průmyslu,avšak ve strojírenství k výrobě optických a jiných přístrojů.Na přípravu Grignardova činidla v organické syntheze.Také se používá jako čistý kov,v pyrotechnice,pro stejné vlastnosti také někdy při pořizování fotografických snímků.V hutnictví slouží k odstraňování kysličníků a sirníků,které jsou rozpuštěny v kovech.
Vyrábí se ……1.Elektrolýzou MgCl2 při 750ºC
2.Redukcí MgO karbidem vápenatým
Sloučeniny Hořečnaté
MgO
Oxid hořečnatý,bílý prášek,má vysokou teplotu tání(2800ºC) a proto se používá k výrobě žáruvzdorného materiálu.Vzniká termickým rozkladem přírodního uhličitanu hořečnatého na oxid hořečnatý a oxid uhličitý.
V lékařství se používá jako Polysan(gel na spáleniny),dále jako antacidum Gastrogel,
Který neutralizuje případný přebytek kyselin v zažívacím traktu.
MgCl2
Získává se z karnalitu,nebo krystalizuje z roztoků jako MgCl2 krystalizující s 6H2O
MgSO4 kryst. 7H2O
Jsou to bílé krystalky,které se nazývají epsomit neboli hořká sůl(působí jako projímadlo).Připravuje se rozpuštěním čistého hořčíku nebo oxidu hořečnatého nebo uhličitanu hořečnatého v kyselině sírové.
Vápník
Oxidační čísla jsou 0,2
Ca tvoří řadu minerálů jako…….vápenec CaCO3 čistý se nazývá mramor
sádrovec CaSO4 kryst. 2H2O čistý alabastr
dolomit CaCO3 kryst. MgCO3
kazivec CaF2
fluoroapatit 3Ca3(PO4)2 kryst. CaF2
chloroapatit
fosforit
křemičitany vápenaté
Je také obsažen ve vodě,kostech živočichů a ve skořápkách vajíček.
Je to šedobílý lesklý kov,méně trvdší než olovo.Vápník je kujný.Je velmi reaktivní,nemá však v elementárním stavu žádný význam.Rozkládá vodu dokonce jako jeden z mála prvků i za studena na hydroxid vápenatý a oxid uhličitý = reakce šumí.
Tvoří vápencové,krasové jeskyně,krápníky atd.
Využívá se ve stavebnictví = vápno.
Tvoří sloučeniny:
Vápenaté sloučeniny
CaO
Oxid vápenatý nebo také pálené vápno,vyrábí se pro stavebnictví ve vápenkách při teplotě 900ºC.
Ca(OH)2
Hašené vápno.Používá se k přípravě vápenné malty ,což je směs vápenné kaše,písku a vody.Pomalým působením oxidu uhličitého se hydroxid vápenatý mění na uhličitan vápenatý ,což je vlastně tvrdnutí malty.
Podstata vápenatých jevů
CaCO3 =(za působení tepla) CaO + CO2 ……… pálené vápno
CaO + H2O = Ca(OH)2 ……… pražené vápno
Ca(OH)2+CO2 = CaCO3 + H2O ……… podstata tvrdnutí malty
Přehled rozpustných vápenatých solí
CaCl2
Chlorid vápenatý,z roztoků krystalizuje CaCl2 s 6H2O,při 200ºC krystalizuje pouze s 2H2O.Bezvodý chlorid vápenatý je velmi hygroskopický a silně přijímá vzdušnou vlhkost.Vzniká jako odpad při výrobě sody Solvaylovým způsobem.V laboratořích vzniká reakcí uhličitanu vápenatého s chlorovodíkem.
Ca(NO3)2-(dusičnan vápenatý)můžeme připravit rozkladem vápence s kyselinou dusičnou
CaS-je pouze částečně rozpustný ve vodě.Připravuje se redukcí dehydratovaného sádrovce uhlíkem.
Ca(HCO3)-způsobuje přechodnou tvrdost vody.V přírodě vzniká reakcí vápence s oxidem uhličitým a vodou.
Přehled ve vodě nerozpustných sloučenin
CaSO4 kryst. 2H2O
Sádrovec,pálením při teplotě 150ºC ztrácí krystalovou vodu za vzniku sádry.Účinkem vody(rozmícháním s vodou) opět přijímá krystalovou vodu a tuhne.
CaC2-karbid vápenatý
CaCN2-kyanid vápenatý
Ca3(PO4)2-fosforečnan vápenatý
Stroncium
Oxidační čísla 0,2
Stroncium a jeho sloučeniny mají podobné vlastnosti jako sloučeniny vápenaté.
Vyskytuje se jako……..celestin SrSO4
strontianit SrCO3
Vyrábí se elektrolýzou směsi chloridu strontnatého a KCl při 700ºC.
Všechny jeho sloučeniny vznikají redukcí síranu strontnatého na SrS a následným rozkladem sulfidů kyselinami.
Baryum
Oxidační čísla 0,2
Vyskytuje se jako baryt BaSO4 nebo jako witherit BaCO3.
Vyrábí se elektrolýzou taveniny BaCl2 nebo redukcí BaO hliníkem.
Baryum je měkký kov,svými vlastnostmi se blíží vlastnostem alkalických kovů.Vlastnosti sloučenin se od 1.A skupiny liší svojí malou rozpustností.S vodou reaguje Ba velmi bouřlivě za vzniku jeho hydroxidu.
Jeho sloučeniny
BaO-oxid barnatý.Připravuje se pálením uhličitanu barnatého za přítomnosti uhlíku.
S kyslíkem tvoří peroxid barnatý BaO2,který se dříve používal na výrobu peroxidu.
Ba(OH)2-je silná zásada ,nejsilnější ze zásaditých prvků alkalických zemin.Jeho roztok se nazývá barytová voda.
Rozpustné soli
BaCl kryst. 2H2O-bílé krystalky,má význam v kvalitní analytické chemii .Připravuje se reakcí uhličitanu barnatého s chlorovodíkem.
BaS-vzniká redukcí síranu barnatého a je surovinou pro další barnaté soli.
Ba(NO3)2-podobná příprava i funkce jako chlorid barnatý.
Nerozpustné soli barnaté
BaSO4-bílá nerozpustná látka(i v chlorovodíku).Používá se jako kontrastní rentgenová látka v lékařství.
Litopon-je bílý pigment odolný sulfanu(nečerná).Je rozpustný ve vodě.
Radium
Je posledním prvkem skupiny alkalických zemin,přestože se výrazně těmto prvkům nepodobá.Radium je vzácný a silně radioaktivní prvek.Jeho zdrojem je minerál smolinec.Poprvé byl získán z jáchymovského smolince manželi Curierovými roku 1898.V této době byl smolinec odpad při dolování PbS.Izolace chloridu radnatého je velmi obtížná,protože na 1 gram jeho zkrystalizované látky potřebujeme 10 000kg rudy.Čisté radium se nevyrábí.Sloučeniny radnaté se používají v lékařství.
Maturita.cz - referát (verze pro snadný tisk)
http://www.maturita.cz/referaty/referat.asp?id=2165