Какие металлы главной подгруппы 2 группы могут быть использованы почему

Содержание
  1. II группа главная подгруппа Периодической таблицы Менделеева (щелочноземельные металлы)
  2. Общая характеристка щелочноземельных металлов
  3. Нахождение в природе щелочноземельных металлов
  4. Способы получения щелочноземельных металлов
  5. Химические свойства щелочноземельных металлов
  6. Взаимодействие с простыми веществами — неметаллами
  7. Взаимодействие со сложными веществами
  8. Общая характеристика подгруппы
  9. Характеристические соединения
  10. Магний
  11. Физические свойства
  12. Способы получения
  13. Химические свойства
  14. Взаимодействие с кислородом и азотом при горении на воздухе
  15. Взаимодействие с водой
  16. Взаимодействие с углекислым газом и др. оксидами
  17. Взаимодействие с оксидами и солями металлов
  18. Взаимодействие с галогенопроизводными УВ (в среде безводного эфира)
  19. Разработка урока по химии на тему: «Элементы 2й группы главной подгруппы»
  20. Онлайн-конференция
  21. «Современная профориентация педагогов и родителей, перспективы рынка труда и особенности личности подростка»
  22. Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

II группа главная подгруппа Периодической таблицы Менделеева (щелочноземельные металлы)

К щелочноземельным металлам относят химические элементы: двувалентные металлы, составляющие IIА группу:

Бериллий Be

магний Mg

кальций Ca,

стронций Sr,

барий Ba и

радий Ra.

Хотя бериллий Be по свойствам больше похож на алюминий, а магний Mg проявляет некоторые свойства щелочноземельных металлов, но в целом отличается от них.

Все щелочноземельные металлы — вещества серого цвета и гораздо более твердые, чем щелочные металлы.

Бериллий Be устойчив на воздухе. Магний и кальций (Mg и Ca) устойчивы в сухом воздухе. Стронций Sr и барий Ba хранят под слоем керосина.

Общая характеристка щелочноземельных металлов

От Be к Ra (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение:

  • атомного радиуса,
  • металлических, основных, восстановительных свойств,
  • реакционной способности.

Уменьшается

  • электроотрицательность,
  • энергия ионизация,
  • сродство к электрону.

Электронные конфигурации у данных элементов схожи, все они содержат 2 электрона на внешнем уровне ns 2 :

Be — 2s 2

Mg —3s 2

Ca — 4s 2

Sr — 5s 2

Ba — 6s 2

Ra — 7s 2

Нахождение в природе щелочноземельных металлов

Как правило, щелочноземельные металлы в природе присутствуют в виде минеральных солей: хлоридов, бромидов, йодидов, карбонатов, нитратов и др.

Основные минералы, в которых присутствуют щелочноземельные металлы:

Способы получения щелочноземельных металлов

Магний

  • Магний получают электролизом солей, чаще всего хлоридов: расплавленного карналлита (KCl·MgCl26H2O) или хлорида магния с добавками хлорида натрия при 720–750°С:
  • восстановлением прокаленного доломита в электропечах при 1200–1300°С:

2(CaO · MgO) + Si → 2Mg + Ca2SiO4

Кальций

Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция с добавками фторида кальция:

Барий

Барий получают алюмотермическим способом — восстановление оксида бария алюминием в вакууме при 1200 °C:

Химические свойства щелочноземельных металлов

Качественные реакции

  • Окрашивание пламени солями щелочных металлов

Цвет пламени:

Sr — карминово-красный (алый)

  • Взаимодействие с веществами:

Взаимодействие с простыми веществами — неметаллами

С кислородом

С кислородом взаимодействуют при нагревании с образованием оксидов

С галогенами

Щелочноземельные металлы реагируют с галогенами при нагревании с образованием галогенидов .

С водородом

Щелочноземельные металлы реагируют с водородом при нагревании с образованием гидридов:

Бериллий с водородом не взаимодействует.

Магний реагирует только при повышенном давлении:

С серой

Щелочноземельные металлы при нагревании взаимодействуют с серой с образованием сульфидов сульфидов:

Ca + 2C → CaC2 (карбиды)

С азотом

При комнатной температуре с азотом взаимодействует только магний с образованием нитрида:

Остальные щелочноземельные металлы реагируют с азотом при нагревании.

С углеродом

Щелочноземельные металлы реагируют с углеродом с образованием карбидов, преимущественно ацетиленидов:

Бериллий при нагревании с углеродом с образует карбид — метанид:

С фосфором

Щелочноземельные металлы при нагревании взаимодействуют с фосфором с образованием фосфидов:

Взаимодействие со сложными веществами

С водой

Кальций, стронций и барий взаимодействуют с водой при комнатной температуре с образованием щелочи и водорода:

Магний реагирует с водой при кипячении, а бериллий с водой не реагирует.

С кислотами

  • С растворами HCl, H2SO4,H3PO4щелочноземельные металлы взаимодействуют с образованием соли и выделением водорода:
    Са + H2SO4(разб)= СаSO4 + H2
  • С кислотами-окислителями (HNO3 и конц. H2SO4):

с концентрированной серной:

с разбавленной и концентрированной азотной:

С водными растворами щелочей

Читайте также:  Что такое цан металл

В водных растворах щелочей растворяется только бериллий:

С солями

В расплаве щелочноземельные металлы могут взаимодействовать с некоторыми солями:

Запомните! В растворе щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой, а не с солями других металлов.

С оксидами

Щелочноземельные металлы могут восстанавливать из оксидов такие неметаллы как кремний, бор, углерод:

2Ca + SiO2 → 2CaO + Si

Магний сгорает в атмосфере углекислого газа с образованием оксида магния и сажи (С):

Источник

Общая характеристика подгруппы

Групповое сходство элементов обусловлено наличием 2-х спаренных электронов на внешнем электронном слое и заключается в следующем:

— постоянная валентность II

— постоянная степень окисления +2

— легкость образования 2-зарядных ионов Me +2

С ростом заряда ядра и радиуса атомов свойства элементов за­кономерно изменяются:

— энергия ионизации Еион уменьшается

— сродство атомов к электрону уменьшается

— металлические свойства усиливаются

По важнейшим атомным характеристикам и по физико-химическим свойствам металлов и их соединений наибольшим сходством между собой обладают Са, Sr , Ba , имеющие общее название — щелочноземельные металлы. Эти элементы имеют практически одинаковые значения ЭО, находятся рядом в электрохимическом ряду напряжений; химическая активность в целом от Са к Ва возрастает незначительно; они во многих отношениях сходны со щелочными металлами.

Среди s 2 -элементов резко выделяется бериллий, который обнаруживает более значительное сходство с алюминием (диагональное сходство). По распространенности в природе и по практической значимости важнейшими элементами являются Са и Mg.
В свободном состоянии в виде простых веществ все s 2 -элементы — белые твердые вещества с металлическим блеском на срезе, обладающие всеми общими свойствами металлов. Лишь бериллий хрупкий и плохо поддается обработке.

Характеристические соединения

отношение к воде

отношение к воде

не растворимый, не взаимодействует

не растворимый, не взаимодействует

хорошо растворимые, взаимодействуют

Магний

Изотопы 24 Mg (78.60 %)

Кларк в земной коре 2,35 % по массе. В свободном виде не встречается. Является одним из самых распространенных породообразующих элементов (более 200 минералов). Основные из них:
— магнезит MgCO3 — доломит СаСО3 • МgСО3
— карналлит КСl • МgСl2 • 6Н2O
— горькая (английская) соль MgS04• 7H2O В виде катионов Mg 2+ находится в природных водах (в 1 м 3 морской воды содержится около 1 кг Mg 2+ ). Наряду с ионами Са 2+ обусловливает жесткость воды.

Магний и его соединения играют важную роль в биологических процессах. В качестве комплексообразователя Mg входит в молекулы хлорофилла, а также в другие важные биокомплексы.
Магний — единственный элемент гл. подгр. II группы, применяемый в сравнительно больших количествах в металлическом состоянии (как свободный металл).

Физические свойства

В чистом виде магний — блестящий серебристобелый металл, быстро тускнеющий на воздухе вследствие окисления. Это легкий, относительно мягкий и пластичный металл, легкоплавкий и обладающий хорошей электропроводностью. В сплавах с Al является основным конструкционным материалом в авиа-, судо- и ракетостроении.

Способы получения

1. Электролитический (основной). Электролизу подвергают тщательно обезвоженный расплав хлорида магния (t ≈ 800°C):

2. Карботермический (t ˃ 2000°C)

MgO + С = Mg↑(пары) + СО ↑

Химические свойства

Mg — химически активный металл, особенно в порошкообразном состоянии или в виде ленты. Во всех реакциях магний ведет себя как очень сильный восстановитель:

Как и другие активные металлы, Mg взаимодействует с кислотами, растворами солей менее активных металлов, со многими неметаллами. Ниже приведены реакции, в которых проявляются некоторые особенности химического поведения магния.

Взаимодействие с кислородом и азотом при горении на воздухе

Реакция сопровождается выделением болышого количества энергии. в т. ч в виде света. При этом ослепительно белое пламя обогащено фотохимически активными лучами (магниевая вспышка).

Происходит одновременное образование оксида и нитрида:

Взаимодействие с водой

При обычной температуре Мg с водой не реагирует, так как сразу покрывается плотной пленкой — нерастворимым в воде Мg(ОН)2

1) Мg активно реагирует с кипящей водой:

2) особенно активно реагирует с водяным паром (Т > 380°С), поэтому совершенно недопустимо тушить горящий Мg водой — это может привести к взрыву.

Читайте также:  Урок соединение тонколистового металла

3) Мд легко растворяется в воде в присутствии NH4CI:

Протеканию реакции способствует кислая среда, образующаяся в результате гидролиза NH4Cl

Взаимодействие с углекислым газом и др. оксидами

Благодаря сильному сродству к кислороду Мg отнимает его у многих оксидов, например, зажженный Мg продолжает гореть в атмосфере CO2 восстанавливая его до свободного углерода:

2Мg + CO2 = 2МgО + С

Взаимодействие с оксидами и солями металлов

См. «Основные способы получения металлов. Магнийтермия».

Взаимодействие с галогенопроизводными УВ (в среде безводного эфира)

Образующиеся Мg-органические соединения носят общее название реактивов Гриньяра и широко используются в органическом синтезе.

Источник

Разработка урока по химии на тему: «Элементы 2й группы главной подгруппы»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Тема урока «Металлы II группы главной подгруппы»

Цель: дать общую характеристику металлов главной подгруппы II группы и рассмотреть их основные физические и химические свойства.

Образовательная: организовать деятельность учащихся по изучению строения, нахождения в природе, свойств, применению и биологической роли элементов II группы для организма человека.

Развивающая: создать условия для развития умений наблюдать химический эксперимент, анализировать, делать выводы; развитие познавательной активности и самостоятельности учащихся.

Воспитательная: создать условия для воспитания ценностного отношения к своему здоровью, развитие коммуникативных навыков.

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Вид урока: комбинированный.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная работа.

Методы: объяснение материала, фронтальный опрос, демонстрация опытов, работа с таблицей и учебником. выполнение теста, самостоятельная работа, проблемный вопрос.

Оборудование: ПСХЭ Д.И.Менделеева, ИКТ, хим. стаканы, пробирки, штатив, лоток.

Вещества: Мg, Ca, H 2 O , HCl (раствор), фенолфталеин.

I. Организационный момент

Здравствуйте ребята! Я очень рада видеть вас на уроке. Давайте мысленно друг другу пожелаем удачи. Перед вами лежит лист самооценки ( приложение 1), в котором на каждом этапе урока вы будете ставить себе баллы.

II . Актуализация знаний

Мы продолжаем с вами изучать тему «Металлы» и сегодня я хочу начать урок со слов

Эпиграф » Чем больше узнаешь, тем лучше понимаешь, как много тебе еще нужно узнать. «

Прежде, чем перейти к новой теме, давайте вспомним ( фронтальная работа с классом)

1.Элементы какой группы мы изучили? Как они называются и почему? Перечислите данные элементы.

2. Почему элементы I группы хранят как «кощееву смерть»?

3. Какими физическими свойствами обладают металлы I группы?

4. Все ли металлы I группы главной подгруппы вступают с кислородом в реакцию одинаково? Напишите уравнения реакций(работа у доски).

III . Переход к изучению нового материала

А теперь прослушайте стихотворение и ответьте: об элементах какой группы пойдет сегодня речь?

Мы идем за первой следом,

И валентность наша два,

Без стесненья, скажем смело-

О нас добрая молва.

Средь химического братства

Народ мы очень дружный.

С нами трудно состязаться,

Каждый из нас в жизни архиважный,

Каждый из нас в жизни архинужный!

Итак, тема нашего урока» Металлы II группы главной подгруппы». (Постановка целей и задач урока).

Как еще можно назвать элементы данной группы?

Все ли элементы II группы главной подгруппы являются щелочноземельными металлами? Почему?

IV. Изучение нового материала

Самостоятельная работа по ПСХЭ Д.И.Менделеева и учебнику.

Дайте характеристику элементам II группы по положению в ПСХЭ(перечисляют элементы главной подгруппы, строение внешнего энергетического уровня, высшая валентность ,изменение металлических свойств по группе, ЭО, радиус атома). А теперь проверьте себя по учебнику (стр.60 учебник Химия 9 класс О.С.Габриелян).

Как вы думаете, в природе данные металлы находятся в виде соединений или простых веществ? (только в соединениях, так как являются активными и поэтому их хранят также как и элементы I группы, кроме магния).

Слайд 1. Физические свойства металлов II группы

Видео: Окрашивание пламени ( DVD — диск » Металлы II группы главной подгруппы»).

Живет обычно в керосине

И бегает он по воде

В природе, в комнате — отныне

Читайте также:  Инструмент для фрезерной обработки металла

Свободным нет его нигде

В солях открыть его возможно

Желтеет пламя от него

И получить из соли можно

Как Дэви получил его (Натрий )

Горит лиловым в кислороде

Свободным нет его в природе

Но соль находит примененье

Как для растений удобренья (Калий)

Металл я легкий, серебристый.

Сгораю даже очень быстро,

Сверкаю вспышкою огня.

(Фотограф раньше знал меня). (Магний)

Я, поверьте, не пустяк:

Без меня ни мел, ни мрамор

Не обходятся никак

Я построю вам скелет

Без меня опоры нет. (Кальций)

(учащиеся по ходу записывают уравнения реакций)

1. Горение магния на воздухе ( видео DVD — диск » Металлы II группы главной подгруппы»).

2 Mg + O 2 =2 MgO (составление ОВР)

2. Взаимодействие с водой(дем. опыта)

Ве- практически не взаимодействует с водой, М g — реагирует медленно, остальные бурно. Поэтому Ве и М g не являются щелочноземельными металлами.

3. Взаимодействие с кислотами (дем. опыта)

4. Взаимодействие с неметаллами ( при обычной темпер.- О 2 , С l 2 , при температуре — S , N 2 , при повышенной темпер.- Н 2 )

5. Являются восстановителями редких металлов (магниетермия)

2 Mg + TiO 2 =2 MgO + Ti

А теперь поговорим с вами о здоровье. Здоровье человека зависит от наличия или отсутствия в организме некоторых металлов. В крови человека найдено 76 хим.элементов из них 62 металла.

К металлам — «элементам жизни» относятся 10 хим.элементов- K, Na, Mg , Ca , Fe , Mn , Co , Cu , Zn , Mo .

Далее идут сообщения учащихся о магнии и кальции( значение в жизни человека, потребность и продукты, содержащие данные металлы)-показ слайдов.

Выполнение теста ( у каждого учащегося)

Задание: выберите правильный ответ

1) Все элементы II группы главной подгруппы периодической системы относятся к.

а) типичным окислителям

б) переходным элементам

2) Атомы щелочноземельных элементов имеют.

а) по 1 электрону на внешнем уровне

б) по 2 электрону на внешнем уровне

в) полностью заполненный внешний уровень

3) Атомы щелочноземельных элементов имеют.

а) возможность терять два внешних электрона, образуя катион со степенью окисления +2

б) возможность терять единственный внешний электрон, образуя катион со степенью окисления +1

в) возможность приобретать один электрон на внешний уровень, образуя анион со степенью окисления -1

4) Радий, завершающий II группу, является.

а) очень твердым

б) самым распространенным в земной коре

5) Все s -металлы очень активны и поэтому.

а) хранятся в открытых банках

б) хранятся в воде

в) хранятся в керосине

6) Поскольку внешние электроны s — металлов легко переходят к другим элементам, все эти металлы являются.

а) типичными изоляторами

б) сильными восстановителями

7) Все щелочноземельные металлы горят в атмосфере кислорода, образуя.

а) оксиды состава МеО

б) гидроксиды состава Ме(ОН) 2

в) оксиды состава Ме 2 О

8) При взаимодействии щелочноземельных металлов с водой образуются.

а) гидриды и кислород

б) гидроксиды и водород

в) пероксиды и водород

Ответы: 1-В, 2-Б, 3-А, 4-В, 5-В, 6-Б, 7-А, 8-Б.

(самопроверка или взаимопроверка по готовым ответам)

VI . Подведение итога урока (ответы на поставленные учащимися цели и задачи урока).

Задание на дом: п.12 с.60-62 упр.5 с.67(объяснение)(слайд)

Дополнительное задание «Нигде нет покоя»

Когда Магний пришел в бар, там уже сидели: Кислород, Сера, Хлорид натрия в растворе, разбавленная Серная кислота и Гидроксид Меди( II ). Присутствие каких веществ испортило ему настроение? Почему? Подтвердите свой ответ уравнениями соответствующих реакций.

VII .Заполнение листа самооценки. Рефлексия «Выбор» (слайд).

Хочется закончить свой урок словами Веры Захаровой(слайд)

И у природы есть всему свой срок

И осени пора, и бурного цветенья

Но химии не кончится урок

Жизнь будет ее вечным продолжением!

Лист самооценки деятельности учащегося

5 баллов — понимаю, выполняю все правильно, активно участвую в обсуждении вопросов;

4 балла — иногда затрудняюсь, допускаю ошибки, принимаю участие в обсуждении вопросов;

3 балла — ничего не понял, беру готовое, пассивен.

Отметка «5» — 46-50 баллов; «4»- 41-45 баллов; «3» — 34-40 баллов; «2» — менее 33 баллов.

Рефлексия «Выбор» (нужное подчеркнуть)

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector