碱土金属元素

碱土金属元素介绍

碱土金属指元素周期表中ⅡA族元素,包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)、六种元素。其中铍也属于轻稀有金属,镭是放射性元素。碱土金属共价电子构型是ns2.在化学反应中易失电子,形成+2价阳离子,表现强还原性。钙、镁和钡在地壳内蕴藏较丰富,它们的单质和化合物用途较广泛。

英文名称:alkaline-earth metal

碱土金属指ⅡA族的所有元素,共计铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)六种,碱土金属在自然界均有存在,前五种含量相对较多,镭为放射性元素,由玛丽·居里(M.Curie)和皮埃尔·居里(P.Curie)在沥青矿中发现。

碱土金属中除铍外都是典型的金属元素,氧化态为+2,其单质为灰色至银白色金属,硬度比碱金属略大,导电、导热能力好,容易同空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳作用,在表面形成氧化物和碳酸盐,失去光泽。碱土金属的氧化物熔点较高,氢氧化物显较强的碱性(氢氧化铍显两性),其盐类中除铍外,皆为离子晶体,但溶解度较小。在自然界中,碱土金属都以化合物的形式存在,钙、锶、钡可用焰色反应鉴别。由于它们的性质很活泼,一般的只能用电解方法制取。而ⅡA族元素之所以被称为碱土金属,则是因为ⅡA族元素首先同IA族元素都具有较强的活动性,且对应的氢氧化合物的水溶液也呈强碱性,但是这些氢氧化合物的溶解度一般较小或不溶于水,故称为碱土金属。

碱土金属元素物理性质

碱土金属的单质为银白色(铍为灰色)固体,容易同空气中的氧气作用,在表面形成氧化物,失去光泽而变暗。它们的原子有两个价电子,形成的金属键较强,熔、沸点较相应的碱金属要高。单质的还原性随着核电荷数的递增而增强。

碱土金属的硬度大于碱金属,锶、钙、钡可用刀子切割,新切出的断面有银白色光泽,但在空气中迅速变暗。其熔点和密度也都大于碱金属,但仍属于轻金属。

碱土金属的导电性和导热性能较好。

碱土金属的碳酸盐不溶、硫酸盐随着原子序数增加,溶解度逐渐减小。

碱土金属元素化学性质

碱土金属最外电子层上有两个价电子,易失去而呈现+2价,是化学活泼性较强的金属,能与大多数的非金属反应,所生成的盐多半很稳定,遇热不易分解,在室温下也不发生水解反应。它们与其他元素化合时,一般生成离子型的化合物。但Be2+和Mg2+离子具有较小的离子半径,在一定程度上容易形成共价键的化合物。钙、锶、钡和镭及其化合物的化学性质,随着它们原子序数的递增而有规律地变化。碱土金属的离子为无色的,其盐类大多是白色固体,和碱金属的盐不同,碱土金属的盐类(如硫酸盐、碳酸盐等)溶解度都比较小。

碱土金属(铍除外)在空气中加热时,发生燃烧,产生光耀夺目的火光,形成氧化物(钡形成过氧化物)。碱土金属在高温火焰中燃烧产生的特征颜色,可用于这些元素的鉴定。与水作用时(铍不与水反应),放出氢气,生成氢氧化物,碱性比碱金属的氢氧化物弱,但钙、锶、钡、镭的氢氧化物仍属强碱。铍表面生成致密的氧化膜,在空气个不易被氧化,跟水也不反应。镁跟热水反应,钙、锶和钡易与冷水反应。钙、锶和钡也能与氢气反应。在空气中,镁表面生成一薄层氧化膜,这层氧化物致密而坚硬,对内部的镁有保护作用,所以有抗腐蚀性能,可以保存在干燥的空气里。钙、锶、钡等更易被氧化,生成的氧化物疏松,内部的金属会继续被氧化,所以钙、锶、钡等金属要密封保存。

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