Tabela de compostos de berílio magnésio e metais alcalino-terrosos. Berílio, magnésio e metais alcalino-terrosos - Hipermercado Knowledge

O desenvolvimento da lição pode ser usado na íntegra para uma aula da 9ª série sobre o tema: “Berílio, magnésio e metais alcalino-terrosos”, e partes separadas também podem ser usadas, por exemplo, um ditado de vídeo ao verificar trabalho de casa, o exercício "Test yourself" (trabalho em grupo), com o qual os alunos são preparados para a certificação estadual (final), o jogo "Tic-tac-toe" e uma tarefa interativa individual para consolidar o material no estudo da interação dos metais com o oxigênio.

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Esboço da lição.

PROFESSORA: Sharapova Larissa Igorevna

CLASSE: 9

ASSUNTO: química

TÓPICO DA LIÇÃO: "Berílio, magnésio e metais alcalino-terrosos"

LOCAL DA AULA NO PROCESSO EDUCATIVO: uma aula de acordo com o currículo.

O objetivo da lição: Dar uma descrição geral dos metais alcalino-terrosos à luz do geral, especial e singular em três formas de existência elementos químicos: átomos, substâncias simples e substâncias complexas.

Tarefas:

1. Familiarizar os alunos com um grupo de metais típicos, nos quais os padrões de alteração das propriedades e estrutura eletrónica são mais claramente revelados, dependendo do número de série do elemento.

Continue ensinando os alunos a usar o sistema periódico e a teoria eletrônica para comprovar as propriedades físicas e químicas de substâncias simples e complexas.

Melhore suas habilidades de escrita de equações reações químicas.

2. Contribuir para o desenvolvimento contínuo de um interesse sustentável na ciência e prática química.

Continue a desenvolver as competências científicas, cognitivas e comunicativas, a capacidade de analisar, destacar o que há de mais importante no material estudado e tirar conclusões.

3. Cultive uma atitude positiva em relação ao aprendizado, incuta amor pelo assunto, crie relacionamentos confortáveis ​​​​entre os participantes.

Tipo de lição. Uma aula de aprendizagem de novos materiais com elementos de teste de conhecimento, utilizando recursos educacionais digitais.

Tipo de lição. Explicativo e ilustrativo com elementos de controle do conhecimento dos alunos.

Equipamento:

Para o professor: um computador, um projetor multimídia e uma apresentação do Microsoft PowerPoint, além de uma lamparina, fósforos, uma lima, um cilindro de medição, vidros químicos.

Para estudantes: uma folha de introspecção e autoavaliação do aluno, uma folha com reflexão, uma caneta vermelha e azul.

Reagentes: cálcio, água, magnésio e ácido clorídrico.

Durante as aulas.

eu palco. Organizando o tempo.

II etapa. Relatando o tema, definindo a meta e os objetivos da aula, motivando as atividades de aprendizagem dos alunos.

Estágio III. Verificando a lição de casa.

Recursos digitais utilizados: não

a) 4 pessoas são chamadas ao quadro e reproduzem os exercícios de casa no quadro.

Os exercícios reproduzidos são verificados no final da verificação frontal.

1º aluno: Exercício 1. Escreva as equações de reação que podem ser usadas para realizar as seguintes transformações:

A) Li  Li 2 O  LiOH  LiCl

Resposta planejada:

1. 4Li + O 2  2Li 2 O
2. Li 2 O + H 2 O  2LiOH
3. LiOH + HCl  LiCl + H 2 O

2º aluno:

B) Na  Na 2 O 2  Na 2 O  NaOH  Na 2 SO 4

Resposta planejada:

1) 2Na + O 2  Na 2 O 2

2) Na 2 O 2 + Na  Na 2 O

3) Na 2 O + H 2 O  2NaOH

4) 2NaOH + H 2 SO 4  Na 2 SO 4 +2 H 2 O

3º aluno: Escreva Propriedades quimicas potássio.

Resposta planejada:

1. 2K + H 2  2KH
2. 2K +Cl2  2KCl
3. 2K + S  K 2 S
4. K 2 O 2 + O 2  K 2 O 2
5. K 2 O 2 + 2K  2 K 2 O
6. 2K + 2H 2 O  2KOH + H 2
7. 2K +2 HCl (CONC)  2KCl + H 2

4º aluno: Escreva as propriedades químicas do hidróxido de potássio.

Resposta planejada:

1. KOH+ HCl  KCl+ H 2 O
2. 2KOH+CO 2  K 2 CO 3 + H 2 O
3. 2KOH + CuSO 4  Cu (OH) 2 + K 2 SO 4

b) Conversa frontal sobre questões.

1. Quais elementos químicos pertencem à família dos metais alcalinos.
2. Onde são encontrados os metais alcalinos na natureza?
3. Como os sais de metais alcalinos podem ser reconhecidos?

c) Vídeo ditado com autocontrole e uso de recursos digitais:

1. Apresentação em formato Microsoft Office PowerPoint

(slide nº 2: "Fragmento de vídeo "Interação de sódio com água" (N131756)"; slide nº 3: "Fragmento de vídeo "Aluminotermia" (N131915)");

d) Verificação do ditado de vídeo. Os alunos verificam as equações escritas de reações químicas uns dos outros e as avaliam e, em seguida, verificam a ortografia com

diapositivo número 4.

estágio IV. Minuto físico para os olhos:

Feche os olhos, feche bem os olhos e pisque rapidamente. Em seguida, abra e olhe, sem virar a cabeça para a esquerda, para a direita, para cima, para baixo, para fora da janela.

fase V. Atualização dos conhecimentos dos alunos. O tema da lição.

Recursos digitais utilizados: nenhum.

estágio VI. Formação e aperfeiçoamento do conhecimento sobre substâncias simples e elementos do segundo grupo do subgrupo principal.

1) “Cálcio. Ilustração. (N 131846)";

2) “Sódio. Ilustração. (N 131747)"

3) "Produtos feitos de duralumínio (N 131762)"

4) "O uso de compostos de cálcio (I). Ilustração. (131884)".

1) Estrutura e propriedades dos átomos.

Professora: Faça a tarefa. Faça diagramas da estrutura eletrônica do berílio, magnésio e cálcio.

a) 3 pessoas são chamadas para o conselho. O resto dos alunos escreve esta tarefa em seus cadernos.

Professora: O que é comum e qual a diferença entre a estrutura eletrônica desses elementos?

Como isso afetará as propriedades de recuperação? ( diapositivo 6)

E qual elemento químico será o agente redutor mais fraco entre os elementos do primeiro e segundo grupos.

Que propriedades os óxidos e hidróxidos dos elementos do segundo grupo do subgrupo principal apresentarão?(Slide 7)

2) Propriedades físicas

Professora: Tente comparar propriedades físicas sódio e cálcio.(Slide 8)

Uso de recursos digitais: “Cálcio. Ilustração. (N 131846)";

"Sódio. Ilustração. (N 131747)"

Resposta planejada.

O cálcio tem duas vezes mais elétrons livres que o sódio, mas eletricidade conduta será pior. Como a corrente elétrica é um movimento direcionado de partículas carregadas. Quanto mais partículas, mais difícil é simplificar seu movimento. O cálcio brilhará melhor, quanto mais elétrons livres, melhor a luz do dia é refletida. A plasticidade e a maleabilidade serão piores, são impedidas por um número maior de elétrons.

Conclusão. O cálcio é branco prateado e bastante metal sólido, com um brilho metálico pronunciado.

1. Propriedades quimicas dos metais. (Slide 9, 10, 11)

Reage com substâncias simples (não metais) (Slide 9)

2M 0 + O 2 0 \u003d 2M +2 O -2 M + S \u003d MS

M + Cl 2 = MCl 2 3M + N 2 = M 3 N 2

M + H 2 = MH 2

Reage com substâncias complexas: (Slide 10)

Only Be não interage com a água.

M + 2NOH \u003d M (OH) 2 + H 2

Mg, Ca são capazes de reduzir metais raros.)

2Mg + TiO2 = 2MgO +Ti – magnésiotermia

5Ca + V 2 O 5 = 5CaO + 2V- cálciotermia

Experiência número 1. A interação do cálcio com a água.

Um pedaço de cálcio é limpo com uma lima, um pequeno pedaço é colocado em um copo com água e coberto com um cilindro. É aconselhável encher o cilindro com água apenas até 2/3 do volume, para que o hidrogênio se misture com o ar e se ouça um estalo durante a combustão.

Uma solução de fenolftaleína é adicionada à água, que se transforma em framboesa na solução, o que significa que o ambiente é alcalino.

Ca + H 2 O  Ca (OH) 2 + H 2

Conclusão. Cálcio metal ativo, então ele desloca o hidrogênio da água.

Mg + H 2 O \u003d MgO + H 2 - videoclipe (Slide 12)

Conclusão. O magnésio desloca o hidrogênio da água somente quando aquecido. Menos ativo que o cálcio, porque é mais alto no grupo.

Professora:

O magnésio e o cálcio interagem com os ácidos?(Slide 12)

Experiência número 2. Aparas de magnésio são despejadas em um tubo de ensaio e ácido clorídrico é adicionado, como resultado da reação, o hidrogênio é liberado rapidamente.

Mg + 2HCl \u003d MgCl 2 + H 2

Conclusão. O magnésio reage com os ácidos, deslocando o hidrogênio,e o cálcio interage com a água contida na solução ácida.

1. Metais na natureza. (Slide 13)

Uso de recursos digitais:“O uso de compostos de cálcio (I). Ilustração. (131884)".

Professor: Por que os metais alcalino-terrosos são encontrados na natureza apenas na forma de compostos?

Resposta planejada: Os metais alcalinos terrosos são encontrados na natureza na forma de compostos, pois são muito ativos.

1. O uso de metais.(Slide 14)

Magnésio e cálcio são usados ​​para produzir metais raros e ligas leves. Por exemplo, o magnésio faz parte do duralumínio e o cálcio é um dos componentes das ligas de chumbo necessárias para a fabricação de rolamentos e bainhas de cabos.

Uso de recursos digitais: "Produtos feitos de duralumínio (N 131762)"

VII fase. Reprodução do conhecimento em um novo nível (questões reformuladas).

Uso de recursos digitais: « Tarefa interativa.(nº 131869)".

1. Tarefas para estabelecer conformidade.

(Preparação dos alunos para o GIA em química, parte B).

PARTIDA. (Slide 15)

EM 1. Com um aumento no número ordinal do elemento no subgrupo principal do grupo II sistema periódico as propriedades dos elementos e das substâncias que eles formam mudam da seguinte forma:

MUDANÇA DE PROPRIEDADES

2) o raio do átomo B) não muda

4) o número de elétrons no nível externo D) aumenta

Resposta: A D C B

EM 2. Na série de elementos Na - Mg - Al - Si, próxima mudança propriedades:(Slide 16)

MUDANÇA DE PROPRIEDADES

1) propriedades redutoras A) são aprimoradas

2) o número de níveis de energia B) aumenta

3) eletronegatividade B) diminui

4) o número de elétrons de valência D) não muda

Resposta: C D A B

1. Tarefa interativa.(Slide 17)

Uso de recursos digitais: « Tarefa interativa.Equações para as reações de magnésio e metais alcalino-terrosos com oxigênio(nº 131869)".

O professor pede a um aluno para concluir uma tarefa interativa

"Equações para as reações de magnésio e metais alcalino-terrosos com oxigênio"

No computador.

1. Jogo da velha.(Slide 18)

Metais que reagem com a água:

Resposta: Ca, Zn, Mg

1. Chuva de ideias. (Slide 19)

Professor: Usando seu conhecimento sobre metais, explique:

1. O cálcio pode ser armazenado no ar?
2. Por que o lítio é armazenado sob uma camada de querosene?
3. Qual elemento químico será o agente redutor mais fraco entre os elementos do primeiro e segundo grupos dos subgrupos principais?
4. E se você comparar cálcio e potássio. Qual desses elementos químicos será o melhor agente redutor?

VII fase. Resumindo a lição.

VIII fase. Trabalho de casa:(Slide 20)

Uso de recursos digitais: não.

Para todos:

1. Livro didático: repita § 12.

2. Por escrito:

Página 67 (livro didático)

Em "5" execute o exercício nº 5 completamente

Em "4" execute uma cadeia de transformações do exercício nº 5

Em "3" execute uma cadeia de exercícios de transformações nº 4

Opcional:

3. Elaborar um relatório sobre o tema: "História da descoberta dos metais alcalino-terrosos" e uma apresentação sobre o tema "Berílio".

Fase I X. Reflexão.(Slide 21)

Uso de recursos digitais: não.

O conceito de metais alcalino-terrosos inclui uma parte dos elementos do grupo II do sistema Mendeleev: berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário, rádio. Os últimos quatro metais têm os sinais mais pronunciados da classificação alcalino-terrosa, portanto, em algumas fontes, o berílio e o magnésio não são incluídos na lista, limitada a quatro elementos.

O metal recebeu esse nome devido ao fato de que, quando seus óxidos interagem com a água, forma-se um ambiente alcalino. Propriedades físicas dos metais alcalino-terrosos: todos os elementos têm uma cor metálica cinza, em condições normais eles têm uma estrutura sólida, sua densidade aumenta com o aumento do número de série e eles têm um ponto de fusão muito alto. Ao contrário dos metais alcalinos, os elementos deste grupo não são cortados com faca (com exceção do estrôncio). Propriedades químicas dos metais alcalino-terrosos: possuem dois elétrons de valência, a atividade aumenta com o aumento do número atômico, atuam como agente redutor nas reações.

A característica dos metais alcalino-terrosos indica sua alta atividade. Em particular, isso se aplica a elementos com um grande número de série. Por exemplo, em condições normais, o berílio não interage com oxigênio e halogênios. Para iniciar o mecanismo de resposta, ele deve ser aquecido a uma temperatura superior a 600 graus Celsius. O magnésio em condições normais apresenta um filme de óxido na superfície e também não reage com o oxigênio. O cálcio é oxidado, mas lentamente. Mas estrôncio, bário e rádio oxidam quase instantaneamente, então eles são armazenados em um ambiente livre de oxigênio sob uma camada de querosene.

Todos os óxidos aumentam as propriedades básicas com um aumento no número ordinal do metal. O hidróxido de berílio é um composto anfotérico que não reage com a água, mas é altamente solúvel em ácidos. O hidróxido de magnésio é um álcali fraco, insolúvel em água, mas reativo com ácidos fortes. O hidróxido de cálcio é uma base forte e solúvel em água que reage com ácidos. Os hidróxidos de bário e estrôncio são bases fortes que são facilmente solúveis em água. E o hidróxido de rádio é um dos álcalis mais fortes, que reage bem com água e quase todos os tipos de ácidos.

Como conseguir

Hidróxidos de metais alcalinos terrosos são obtidos pela exposição de um elemento puro à água. A reação ocorre em condições do quarto(exceto berílio, que requer aumento de temperatura) com liberação de hidrogênio. Quando aquecidos, todos os metais alcalino-terrosos reagem com os halogênios. Os compostos resultantes são usados ​​na produção de uma ampla gama de produtos, desde fertilizantes químicos até peças de microprocessadores ultraprecisos. Compostos de metais alcalinos terrosos exibem o mesmo alta atividade, bem como elementos puros, por isso são usados ​​em muitas reações químicas.

Na maioria das vezes isso ocorre durante as reações de troca, quando é necessário deslocar um metal menos ativo de uma substância. Eles participam de reações redox como um forte agente redutor. Os cátions bivalentes de cálcio e magnésio conferem à água a chamada dureza. Este fenômeno é superado pela precipitação de íons com a ajuda de impacto físico ou pela adição de emolientes especiais à água. Os sais de metais alcalino-terrosos são formados pela dissolução de elementos em ácido ou como resultado de reações de troca. Os compostos resultantes têm um forte ligação covalente e, portanto, têm baixa condutividade elétrica.

Na natureza, os metais alcalino-terrosos não podem ser encontrados em sua forma pura, pois interagem rapidamente com ambiente, formando compostos químicos. Fazem parte dos minerais e rochas contidos na espessura crosta da terrra. O cálcio é o mais comum, o magnésio é ligeiramente inferior a ele, o bário e o estrôncio são bastante comuns. O berílio é um metal raro, enquanto o rádio é muito raro. Por todo o tempo que se passou desde a descoberta do rádio, apenas um quilo e meio de metal puro foi extraído em todo o mundo. Como a maioria dos elementos radioativos, o rádio tem quatro isótopos.

Os metais alcalinos terrosos são obtidos pela decomposição de substâncias complexas e isolamento delas substância pura. O berílio é extraído reduzindo-o do flúor em altas temperaturas. O bário se recupera de seu óxido. Cálcio, magnésio e estrôncio são obtidos por eletrólise de seu cloreto fundido. O mais difícil é sintetizar rádio puro. É extraído por impacto em minério de urânio. Segundo os cientistas, uma tonelada de minério representa, em média, 3 gramas de rádio puro, embora também existam jazidas ricas que chegam a conter 25 gramas por tonelada. Os métodos de precipitação, cristalização fracionada e troca iônica são usados ​​para isolar o metal.

Aplicação de metais alcalinos terrosos

A gama de aplicações dos metais alcalino-terrosos é muito extensa e abrange muitas indústrias. O berílio é, na maioria dos casos, usado como aditivo de liga em várias ligas. Aumenta a dureza e a resistência dos materiais, protege bem a superfície da corrosão. Também devido à fraca absorção radiação radioativa berílio é usado na fabricação de máquinas de raios-x e na energia nuclear.

O magnésio é usado como um dos agentes redutores na produção de titânio. Suas ligas se distinguem pela alta resistência e leveza, por isso são utilizadas na fabricação de aeronaves, carros, foguetes. O óxido de magnésio queima com uma chama brilhante e ofuscante, que se reflete nas forças armadas, onde é usado para fazer projéteis incendiários e rastreadores, sinalizadores e granadas de flashbang. É um dos elementos mais importantes para a regulação do processo normal da atividade vital do corpo, por isso faz parte de alguns medicamentos.

O cálcio em sua forma pura praticamente não é utilizado. É necessário restaurar outros metais de seus compostos, bem como na produção de preparações para fortalecimento tecido ósseo. O estrôncio é usado para reduzir outros metais e como o principal componente para a produção de materiais supercondutores. O bário é adicionado a muitas ligas projetadas para trabalhar em ambientes agressivos, pois possui excelentes propriedades protetoras. O rádio é usado na medicina para irradiação da pele a curto prazo no tratamento de tumores malignos.

A estrutura e as propriedades dos átomos. Berílio Be, magnésio Mg e metais alcalino-terrosos: cálcio Ca, estrôncio Sr, bário Ba e rádio Ra são elementos do subgrupo principal do grupo II (grupo IIA) da Tabela Periódica de D. I. Mendeleev. Os átomos desses elementos contêm dois elétrons no nível de energia externa, que eles doam quando interações químicas, e, portanto, são os agentes redutores mais fortes. Em todos os compostos, eles têm um estado de oxidação de +2.

Com um aumento no número de série de cima para baixo no subgrupo, as propriedades redutoras dos elementos são aprimoradas, o que está associado a um aumento nos raios de seus átomos.

O rádio é um elemento radioativo, seu conteúdo na natureza é pequeno.

Berílio, magnésio e metais alcalino-terrosos são substâncias simples. Metais brancos prateados claros, o estrôncio tem uma tonalidade dourada. É muito mais duro que o bário, enquanto o bário é mais macio que o chumbo.

No ar à temperatura normal, a superfície do berílio e do magnésio é coberta por uma película protetora de óxido. Os metais alcalinos terrosos interagem com o oxigênio atmosférico de forma mais ativa, por isso são armazenados sob uma camada de querosene ou em recipientes selados, como os metais alcalinos.

Quando aquecidos ao ar, todos os metais em consideração (os denotamos por M) queimam vigorosamente com a formação de óxidos:

A reação de combustão do magnésio é acompanhada por um flash ofuscante, usado anteriormente ao fotografar objetos em salas escuras. Atualmente usando um flash elétrico.

Berílio, magnésio e todos os metais alcalino-terrosos interagem quando aquecidos com não-metais - cloro, enxofre, nitrogênio, etc., formando cloretos, sulfetos e nitretos, respectivamente:

No temperaturas altas ax metais do subgrupo principal do grupo II (grupo IIA) do sistema periódico de D. I. Mendeleev são oxidados por hidrogênio a hidretos:

Os hidretos são compostos sólidos semelhantes a sais de metais com hidrogênio, semelhantes aos haletos - compostos de metais com halogênios. Agora, obviamente, ficou claro para você porque o hidrogênio também está no subgrupo principal do grupo VII (grupo VIIA).

De todos os metais do subgrupo principal do grupo II (grupo IIA) da Tabela Periódica de D. I. Mendeleev, apenas o berílio praticamente não interage com a água (uma película protetora em sua superfície o impede), o magnésio reage com ele lentamente, o resto dos metais interagem violentamente com a água em condições normais(Fig. 54):

Arroz. 54.
Interação com água de metais do subgrupo principal do grupo II (grupo IIA) do sistema periódico de D. I. Mendeleev

Assim como o alumínio, o magnésio e o cálcio são capazes de restaurar metais raros - nióbio, tântalo, molibdênio, tungstênio, titânio, etc. - de seus óxidos, por exemplo:

Esses métodos de obtenção de metais, por analogia com a aluminotermia, são chamados de magnesiotermia e calcotermia.

Magnésio e cálcio são usados ​​para produzir metais raros e ligas leves. Por exemplo, o magnésio faz parte do duralumínio e o cálcio é um dos componentes das ligas de chumbo necessárias para a fabricação de rolamentos e bainhas de cabos.

Compostos de berílio, magnésio e metais alcalino-terrosos. Na natureza, os metais alcalino-terrosos, como os metais alcalinos, são encontrados apenas na forma de compostos devido à sua alta atividade química.

Os óxidos de MO são substâncias refratárias brancas sólidas resistentes a altas temperaturas. Apresentam propriedades básicas, exceto o óxido de berílio, que possui caráter anfótero.

O óxido de magnésio é inativo na reação com a água, todos os outros óxidos interagem muito violentamente com ele:

MO + H 2 O \u003d M (OH) 2.

Os óxidos são obtidos pela torrefação de carbonatos:

MSO 3 \u003d MO + CO 2.

Na engenharia, o óxido de cálcio CaO é chamado de cal viva e o MgO é chamado de magnésia queimada. Ambos os óxidos são usados ​​na produção de materiais de construção.

Experimento de laboratório nº 15
Preparação de hidróxido de cálcio e estudo de suas propriedades

Hidróxidos de metais alcalino-terrosos são álcalis. Sua solubilidade em água aumenta na série

Ca (OH) 2 → Sr (OH) 2 → Ba (OH) 2.

Esses hidróxidos são obtidos pela reação do óxido correspondente com água.

A reação do óxido de cálcio com a água é acompanhada pela liberação de uma grande quantidade de calor e é chamada de cal apagada (Fig. 55), e o Ca (OH) 2 resultante é chamado de cal apagada:

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.

Arroz. 55.
extinção de cal

Uma solução transparente de hidróxido de cálcio é chamada de água de cal, e uma suspensão branca de Ca (OH) 2 em água é chamada de leite de cal. A cal apagada é amplamente utilizada na construção. O leite de cal é usado na indústria açucareira para purificar o suco de beterraba.

Sais de berílio, magnésio e metais alcalino-terrosos são obtidos por sua reação com ácidos. Os halogenetos (fluoretos, cloretos, brometos e iodetos) destes metais são brancos substâncias cristalinas a maioria deles é solúvel em água. Dos sulfatos, apenas os sulfatos de berílio e magnésio são facilmente solúveis em água. A solubilidade dos sulfatos dos elementos do subgrupo principal do grupo II da Tabela Periódica de D. I. Mendeleev diminui de BeSO 4 para BaSO 4. Os carbonatos desses metais são pouco solúveis ou insolúveis em água.

Sulfetos de metais alcalinos terrosos, contendo pequenas quantidades de impurezas de metais pesados, após iluminação preliminar, começam a brilhar em várias cores - vermelho, laranja, azul, verde. Eles fazem parte de tintas luminosas especiais, chamadas de fósforo. Eles são usados ​​para a fabricação de sinais luminosos de trânsito, mostradores de relógios e outros produtos.

Considere os compostos mais importantes dos elementos do subgrupo principal do grupo II (grupo IIA) do sistema periódico de D. I. Mendeleev.

CaCO 3 - carbonato de cálcio - um dos compostos mais comuns na Terra. Você está bem ciente de tais minerais que o contêm como giz, mármore, calcário (Fig. 56).

Arroz. 56.
Compostos naturais de cálcio: a - giz; b - mármore; c - calcário; g - calcita

O mármore é o mineral dos escultores, arquitetos e ladrilhadores. Muitos escultores criaram suas belas criações a partir dele (Fig. 57).

Arroz. 57.
A escultura de M. M. Antokolsky "Tsar Ivan Vasilyevich the Terrible" é feita de mármore

As paredes do mundialmente famoso mausoléu indiano Taj Mahal são feitas de mármore (Fig. 58), muitas estações do metrô de Moscou são revestidas com ele (Fig. 59).

Arroz. 58.
Taj Mahal - um mausoléu-mesquita localizado em Agra (Índia), feito de mármore

Arroz. 59.
A estação de metrô de Moscou "Trubnaya" é finalizada com mármore

No entanto, o mais importante desses minerais é o calcário, sem o qual nenhum edifício pode funcionar. Em primeiro lugar, ele próprio é uma excelente pedra de construção (lembre-se das famosas catacumbas de Odessa - antigas pedreiras nas quais a pedra foi extraída para a construção da cidade) e, em segundo lugar, é uma matéria-prima para a obtenção de outros materiais: cimento, apagada e cal virgem, vidro, etc

As estradas são reforçadas com cascalho de cal e a acidez do solo é reduzida com pó.

Giz natural são os restos de conchas de animais antigos. Um exemplo de seu uso são os gizes de cera escolares, cremes dentais. O giz é usado na produção de papel, borracha e cal.

MgCO 2 - carbonato de magnésio, é necessário na produção de vidro, cimento, tijolos, bem como na metalurgia para transferir resíduos de rocha, ou seja, que não contenham um composto metálico, para a escória.

CaSO 4 - sulfato de cálcio, ocorre na natureza na forma do mineral gesso CaSO 4 2H 2 O, que é um hidrato cristalino. Usado na construção, na medicina para a imposição de fixação ataduras de gesso, obtendo moldes (Fig. 60). Para isso, é utilizado o gesso hemi-hidratado 2CaSO 4 H 2 O - alabastro, que, ao interagir com a água, forma o gesso di-hidratado:

2CaSO 4 H 2 O + ZH 2 O \u003d 2 (CaSO 4 2H 2 O).

Esta reação prossegue com a liberação de calor.

Arroz. 60.
O gesso é usado:
na medicina para a fabricação de moldes de gesso (1), revestimento artificial e pedras de acabamento (2), na construção para a fabricação de esculturas e elementos escultóricos (3), drywall (4)

MgSO 4 - sulfato de magnésio, conhecido como amargo, ou sal de Epsom, é usado na medicina como laxante. Contido em água do mar e dá-lhe um sabor amargo.

BaSO 4 - sulfato de bário, devido à sua insolubilidade e capacidade de reter raios X usado em diagnósticos de raios-X ("mingau de barita") para o diagnóstico de doenças trato gastrointestinal(Fig. 61).

Arroz. 61. O "mingau de barita" é usado na medicina para diagnóstico de raios-X

Ca 3 (PO 4) 2 - fosfato de cálcio, faz parte dos fosforitos (rocha) e apatitas (mineral), bem como na composição dos ossos e dentes. O corpo de um adulto contém mais de 1 kg de cálcio na forma de Ca 3 (PO 4) 2.

O cálcio é essencial para os organismos vivos, é um material para a construção do esqueleto ósseo. Desempenha um papel essencial nos processos vitais: os íons de cálcio são necessários para o funcionamento do coração, participam dos processos de coagulação do sangue.

O cálcio representa mais de 1,5% do peso corporal humano, 98% do cálcio é encontrado nos ossos. No entanto, o cálcio é necessário não apenas para a formação do esqueleto, mas também para o funcionamento do sistema nervoso.

Uma pessoa deve receber 1,5 g de cálcio por dia. Maiores quantidades o cálcio é encontrado no queijo, requeijão, salsa, alface.

O magnésio é também um bioelemento essencial, desempenhando o papel de estimulador do metabolismo, encontrando-se no fígado, ossos, sangue, tecido nervoso e cérebro. Magnésio em corpo humano muito menos que o cálcio - apenas cerca de 40 G. O magnésio faz parte da clorofila e, portanto, está envolvido nos processos de fotossíntese. Sem clorofila não haveria vida, e sem magnésio não haveria clorofila, pois contém 2% desse elemento.

Os sais de metais alcalinos terrosos colorem as chamas com cores vivas, de modo que esses compostos são adicionados às composições de fogos de artifício (Fig. 62).

Arroz. 62.
Sais de metais alcalinos terrosos são adicionados a composições de fogos de artifício

Descoberta do magnésio e do cálcio. O magnésio foi obtido pela primeira vez por G. Davy em 1808 da magnésia branca, um mineral encontrado perto da cidade grega de Magnésia. Pelo nome do mineral, eles deram o nome a uma substância simples e a um elemento químico.

O metal obtido por G. Davy estava contaminado com impurezas e magnésio puro recebido pelo francês A. Bussy em 1829

O cálcio também foi obtido pela primeira vez por G. Davy em 1808. O nome do elemento vem da palavra latina cals, que significa "cal, pedra macia".

Novas palavras e conceitos

1. A estrutura dos átomos de berílio e magnésio, metais alcalino-terrosos.
2. Propriedades químicas do berílio, magnésio e metais alcalino-terrosos: formação de óxidos, cloretos, sulfetos, nitretos, hidretos e hidróxidos.
3. Magnésio e cálcio.
4. Óxidos de cálcio (cal virgem) e magnésio (magnésia queimada). 5. Hidróxidos de cálcio (cal apagada, água de cal, leite de cal) e outros metais alcalino-terrosos.
5. Sais: carbonatos de cálcio (giz, mármore, calcário) e magnésio; sulfatos (gesso, sal amargo, "mingau de barita"); fosfatos.

Os metais alcalinos terrosos incluem metais do grupo IIA da Tabela Periódica de D.I. Mendeleev - cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra). Além deles, o principal subgrupo do grupo II inclui o berílio (Be) e o magnésio (Mg). O nível de energia externo dos metais alcalino-terrosos tem dois elétrons de valência. A configuração eletrônica do nível de energia externa dos metais alcalino-terrosos é ns 2 . Em seus compostos, eles exibem um único estado de oxidação igual a +2. Em OVR, eles são agentes redutores, ou seja, doar um elétron.

Com o aumento da carga do núcleo dos átomos dos elementos que fazem parte do grupo dos metais alcalino-terrosos, a energia de ionização dos átomos diminui e os raios dos átomos e íons aumentam, os sinais metálicos dos elementos químicos aumentam.

Propriedades físicas dos metais alcalino-terrosos

No estado livre, o Be é um metal cinza-aço com uma rede cristalina hexagonal densa, bastante dura e quebradiça. No ar, o Be é coberto por uma película de óxido, que lhe confere uma tonalidade fosca e reduz sua atividade química.

O magnésio na forma de uma substância simples é um metal branco que, como o Be, adquire uma tonalidade fosca quando exposto ao ar devido à formação de um filme de óxido. O Mg é mais macio e dúctil que o berílio. A rede cristalina do Mg é hexagonal.

Ca, Ba e Sr livres são metais brancos prateados. Quando expostos ao ar, são instantaneamente cobertos por uma película amarelada, produto de sua interação com as partes constituintes do ar. O cálcio é um metal bastante duro, Ba e Sr são mais macios.

Ca e Sr têm uma face cúbica centrada estrutura de cristal, bário - rede cristalina cúbica de corpo centrado.

Todos os metais alcalino-terrosos são caracterizados pela presença de um tipo metálico ligação química, o que causa sua alta condutividade térmica e elétrica. Os pontos de ebulição e fusão dos metais alcalino-terrosos são maiores do que os dos metais alcalinos.

Obtenção de metais alcalinos terrosos

A obtenção do Be é realizada pela reação de redução do seu flúor. A reação prossegue quando aquecida:

BeF 2 + Mg = Be + MgF 2

Magnésio, cálcio e estrôncio são obtidos por eletrólise de sais fundidos, na maioria das vezes cloretos:

CaCl 2 \u003d Ca + Cl 2

Além disso, quando o Mg é obtido por eletrólise de um fundido de dicloreto, NaCl é adicionado à mistura de reação para diminuir a temperatura de fusão.

Para obter Mg na indústria, são utilizados métodos térmicos de metal e carbono:

2(CaO×MgO) (dolomita) + Si = Ca 2 SiO 4 + Mg

A principal forma de obtenção de Ba é a redução de óxido:

3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3

Propriedades químicas dos metais alcalinos terrosos

Desde em n.a. a superfície de Be e Mg é coberta por um filme de óxido - esses metais são inertes em relação à água. Ca, Sr e Ba dissolvem-se em água para formar hidróxidos exibindo fortes propriedades básicas:

Ba + H 2 O \u003d Ba (OH) 2 + H 2

Os metais alcalinos terrosos são capazes de reagir com o oxigênio, e todos eles, com exceção do bário, formam óxidos como resultado dessa interação, bário - peróxido:

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

Ba + O 2 \u003d BaO 2

Óxidos de metais alcalino-terrosos, com exceção do berílio, exibem propriedades básicas, propriedades be - anfotéricas.

Quando aquecidos, os metais alcalino-terrosos são capazes de interagir com não-metais (halogênios, enxofre, nitrogênio, etc.):

Mg + Br 2 \u003d 2MgBr

3Sr + N 2 \u003d Sr 3 N 2

2Mg + 2C \u003d Mg 2 C 2

2Ba + 2P = Ba 3 P 2

Ba + H 2 = BaH 2

Metais alcalinos terrosos reagem com ácidos - dissolvem-se neles:

Ca + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2

Mg + H 2 SO 4 \u003d MgSO 4 + H 2

O berílio reage com soluções aquosas de álcalis - dissolve-se neles:

Be + 2NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2

Reações qualitativas

Uma reação qualitativa aos metais alcalino-terrosos é a coloração da chama por seus cátions: Ca 2+ colore a chama de laranja escuro, Sr 2+ vermelho escuro, Ba 2+ verde claro.

Uma reação qualitativa ao cátion bário Ba 2+ são os ânions SO 4 2-, resultando na formação de um precipitado branco de sulfato de bário (BaSO 4), insolúvel em ácidos inorgânicos.

Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓

Exemplos de resolução de problemas

EXEMPLO 1

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