Файл: Металдара жалпы сипаттама Сынып 10 Пні химия Сабаты масаты.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.04.2024
Просмотров: 16
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, олардың барлығы ионды кристалды қосылыстар (қоспағанда бериллий хлориді, қайсысы ковалентті). Бериллийден басқа барлық сілтілік жер металдары сумен әрекеттесіп, қатты түзіледі сілтілі гидроксидтер және, осылайша, мұқият болу керек. Ауыр сілтілі жер металдары жеңіл металдарға қарағанда анағұрлым күшті әрекет етеді.[2] Сілтілік-жер металдары екіншіден ең төменгі болып табылады иондану энергиялары олардың тиісті кезеңдерінде периодтық кесте[4] өйткені олар біршама төмен тиімді ядролық зарядтар және жету қабілеті толық сыртқы қабық тек екеуін жоғалту арқылы конфигурация электрондар. Барлық сілтілі металдардың екінші иондану энергиясы да аз.[2][4]
Берилл ерекше жағдай: ол сумен немесе бумен әрекеттеспейді, ал галогенидтері ковалентті. Егер берилий иондану күйі +2 болатын қосылыстар түзген болса, онда ол электронды бұлттарды өте қатты поляризациялайды және экстенсивті орбиталық қабаттасу, өйткені бериллийдің заряд тығыздығы жоғары. Бериллий кіретін барлық қосылыстар ковалентті байланысқа ие.[7] Тіпті қосылыс фторлы берилийең ионды берилий қосылысы болып табылатын, балқу температурасы төмен және балқытқанда электр өткізгіштігі төмен.[8][9][10]
Барлық сілтілі жер металдарында екі болады электрондар олардың валенттілік қабығында, сондықтан толтырылғанға жетудің энергетикалық артықшылықты күйі электрон қабығы екі еселену үшін екі электронды жоғалту зарядталды оң иондар.
Қосылыстар және реакциялар :Сілтілік жер металдары барлығымен реакцияға түседі галогендер сияқты иондық галогенидтер түзуге мүмкіндік береді кальций хлориді (CaCl
2), сондай-ақ реакция оттегі сияқты оксидтер түзуге мүмкіндік береді стронций оксиді (SrO). Кальций, стронций және барий сумен әрекеттесіп, түзіледі сутегі газы және олардың сәйкесінше гидроксидтер (магний реакцияға түседі, бірақ әлдеқайда баяу), сонымен қатар өтеді трансметалдау алмасу реакциясы лигандтар.
Физикалық және атомдық
Төмендегі кестеде сілтілі жер металдарының негізгі физикалық және атомдық қасиеттерінің қысқаша мазмұны келтірілген.
Ядролық тұрақтылық
Жердегі сілтілі алты металдың ішінде бериллий, кальций, барий және радийдің кем дегенде біреуі табиғи радиоизотоп; магний мен стронций болмайды. Бериллий-7, бериллий-10, және кальций-41 болып табылады радиоизотоптардың ізі; кальций-48 және барий-130 өте ұзақ жартылай шығарылу кезеңі және осылайша алғашқы радионуклидтер; және бәрі радийдің изотоптары болып табылады радиоактивті. Кальций-48 - ең жеңіл нуклид екі рет бета-ыдырау.[21] Кальций мен барий әлсіз радиоактивті: кальций құрамында 0,1874% кальций-48,[22] ал барий құрамында 0,1062% барий-130 бар.[23] Радийдің ең ұзақ өмір сүрген изотопы радий-226 жартылай шығарылу кезеңі 1600 жыл; ол және радий-223, -224 және -228 табиғи түрде кездеседі ыдырау тізбектері алғашқы торий және уран.
Тарих
Этимология
Сілтілік жер металдары олардың аттарымен аталады оксидтер, сілтілі жер, оның ескі есімдері болды бериллия, магнезия, әк, стронтия, және барита. Бұл оксидтер сумен үйлескенде негіздік (сілтілі) болып табылады. «Жер» - бұл ерте химиктер метал емес заттарға, суда ерімейтін және қыздыруға төзімді қасиеттерге - осы оксидтермен бірге қолданылатын қасиет. Бұл жер элементтер емес екенін түсіну қосылыстар химикке жатқызылған Антуан Лавуазье. Оның Élémentaire de Chimie (Химия элементтері1789 ж. ол оларды тұз түзетін жер элементтері деп атады. Кейінірек ол сілтілі жер металдар оксидтері болуы мүмкін деп болжады, бірақ бұл жай болжам деп мойындады. 1808 жылы Лавуазье идеясы бойынша әрекет ете отырып, Хамфри Дэви металдардың үлгілерін бірінші болып алды электролиз олардың балқытылған жерінен,[24] осылайша Лавуазье гипотезасын қолдайды және топтың атауын тудырады сілтілі жер металдары.
Ашу
Кальций қосылыстары кальцит және әк біздің заманымызға дейін белгілі және қолданылған.[25] Бериллий қосылыстарына да қатысты берилл және изумруд.[26] Сілтілік жер металдарының басқа қосылыстары XV ғасырдың басында басталды. Магний қосылысы магний сульфаты алғаш рет 1618 жылы фермер ашқан болатын
Epsom Англияда. Стронций карбонаты Шотландияның ауылында минералдардан табылды Стронтиан 1790 ж. соңғы элемент ең аз: радиоактивті радий, алынған уранинит 1898 ж.[27][28][29]
Бериллийден басқа барлық элементтер балқытылған қосылыстардың электролизімен оқшауланған. Магний, кальций және стронций алғаш рет өндірілген Хамфри Дэви 1808 ж., ал берилий дербес оқшауланған Фридрих Вёлер және Антуан Басси 1828 жылы берилий қосылыстарын калиймен әрекеттестіру арқылы. 1910 жылы радий таза металл ретінде оқшауланған Кюри және Андре-Луи Дебьер сонымен қатар электролиз арқылы.[27][28][29]
Берилл
Изумруд бериллийдің бір түрі, бериллийдің негізгі минералы.
Берилл, құрамында бериллий бар минерал сол кезден бері белгілі Птолемей патшалығы Египетте.[26] Бастапқыда бериллерді ан алюминий силикаты,[30] кейінірек берилл құрамында 1797 жылы белгісіз элемент бар екені анықталды. Луи-Николас Вокелин еріген алюминий гидроксиді сілтідегі бериллден.[31] 1828 жылы, Фридрих Вёлер[32] және Антуан Басси[33] реакциясы қатысқан сол әдіспен бериллийді дербес оқшаулады бериллий хлориді металлмен калий; бұл реакция бериллийдің үлкен құймаларын шығара алмады.[34] Ол 1898 жылға дейін, қашан Пол Лебо орындады электролиз қоспасының фторлы берилий және натрий фторы, бериллийдің үлкен таза үлгілері шығарылды.[34]
Магний
Магний алғаш өндірілген Хамфри Дэви Англияда 1808 жылы магнезия мен қоспасының электролизін қолданып сынап оксиді.[35] Антуан Басси оны 1831 жылы келісілген түрде дайындады. Дэвидің атау туралы алғашқы ұсынысы магний болды,[35] бірақ қазір магний атауы қолданылады.
Кальций
Әк 7000 жылдан 14000 жылға дейін құрылыс үшін материал ретінде қолданылған,[25] және әк үшін қолданылатын пештер б.з.д. 2500 ж Хафаджа, Месопотамия.[36][37] Кальций материал ретінде кем дегенде бірінші ғасырдан бастап белгілі болды ежелгі римдіктер қолданғаны белгілі болды кальций оксиді оны әктен дайындау арқылы. Кальций сульфаты X ғасырдан бастап сынған сүйектерді орната алатындығы белгілі болды. Кальцийдің өзі 1808 жылға дейін оқшауланбаған Хамфри Дэви, жылы Англия, қолданылған электролиз
әк және сынап оксиді,[38] мұны естігеннен кейін Джонс Якоб Берцелиус сынаптағы әк электролизінен кальций амальгамын дайындаған болатын.
Стронций
1790 жылы дәрігер Адаир Кроуфорд деп аталған ерекше қасиеттері бар кендерді ашты стронтиттер 1793 ж Томас Чарльз Үміт, химия профессоры Глазго университеті,[39] Кроуфордтың ашқанын растаған кім. Ақырында 1808 жылы Стронций оқшауланған Хамфри Дэви қоспасын электролиздеу арқылы стронций хлориді және сынап оксиді. Бұл жаңалықты Дэви 1808 жылы 30 маусымда Корольдік қоғамда өткен дәрісте жариялады.[40]
Барий
Барит, бұл материалда алғаш рет барий табылған.
Барит, құрамында барий бар минерал алғаш рет 1774 жылы жаңа элемент бар деп танылды Карл Шеле, бірақ ол тек оқшаулай алды барий оксиді. Барий оксиді екі жылдан кейін тағы оқшауланған Йохан Готлиб Ган. Кейінірек 18 ғасырда, Уильям Витеринг құрамында ауыр минералды байқады Камберланд құрамында барий бар екендігі белгілі қорғасын кендері. Барийдің өзі 1808 жылы қашан оқшауланған Хамфри Дэви балқытылған тұздармен электролизді қолданды және Дэви элементті атады барий, кейін барита. Кейінірек, Роберт Бунсен және Август Маттиессен барий хлориді мен аммоний хлориді қоспасын электролиздеу арқылы оқшауланған барий.[41][42]
Радий
Оқу кезінде уранинит, 1898 жылы 21 желтоқсанда, Мари және Пьер Кюри уранның ыдырауынан кейін де жасалған материалдың радиоактивті екенін анықтады. Материал біршама ұқсас болды барий қосылыстары, бірақ кейбір қасиеттер, мысалы, жалын сынағының түсі және спектрлік сызықтар әлдеқайда өзгеше болды. Олар 1898 жылы 26 желтоқсанда жаңа элементтің ашылғанын жариялады Франция ғылым академиясы.[43] Радий сөзден 1899 жылы аталған радиусы, мағынасы сәуле, сәуле түрінде сәуле шығаратын қуат ретінде.[44]
Пайда болу
Сілтілік жер металдар сериясы.
Бериллий жер қыртысында екіден алтыға дейінгі концентрацияда кездеседі миллионға бөлшектер (ppm),[45] оның көп бөлігі топырақта, онда концентрациясы алты ш / мин құрайды. Берилл - теңіз суындағы ең сирек кездесетін элементтердің бірі, сияқты элементтерге қарағанда сирек кездеседі
Берилл ерекше жағдай: ол сумен немесе бумен әрекеттеспейді, ал галогенидтері ковалентті. Егер берилий иондану күйі +2 болатын қосылыстар түзген болса, онда ол электронды бұлттарды өте қатты поляризациялайды және экстенсивті орбиталық қабаттасу, өйткені бериллийдің заряд тығыздығы жоғары. Бериллий кіретін барлық қосылыстар ковалентті байланысқа ие.[7] Тіпті қосылыс фторлы берилийең ионды берилий қосылысы болып табылатын, балқу температурасы төмен және балқытқанда электр өткізгіштігі төмен.[8][9][10]
Барлық сілтілі жер металдарында екі болады электрондар олардың валенттілік қабығында, сондықтан толтырылғанға жетудің энергетикалық артықшылықты күйі электрон қабығы екі еселену үшін екі электронды жоғалту зарядталды оң иондар.
Қосылыстар және реакциялар :Сілтілік жер металдары барлығымен реакцияға түседі галогендер сияқты иондық галогенидтер түзуге мүмкіндік береді кальций хлориді (CaCl
2), сондай-ақ реакция оттегі сияқты оксидтер түзуге мүмкіндік береді стронций оксиді (SrO). Кальций, стронций және барий сумен әрекеттесіп, түзіледі сутегі газы және олардың сәйкесінше гидроксидтер (магний реакцияға түседі, бірақ әлдеқайда баяу), сонымен қатар өтеді трансметалдау алмасу реакциясы лигандтар.
| Ерітіндіге байланысты фторидтердің жердегі сілтілік металдары[n 2] | |||||
| Металл | М2+ ОЛ [11][түсіндіру қажет] | F− ОЛ [12][түсіндіру қажет] | «MF2" бірлік ОЛ | MF2 тор энергия [13] | Ерігіштік [14][түсіндіру қажет] |
| Болуы | 2,455 | 458 | 3,371 | 3,526 | еритін |
| Mg | 1,922 | 458 | 2,838 | 2,978 | 0.0012 |
| Ca | 1,577 | 458 | 2,493 | 2,651 | 0.0002 |
| Sr | 1,415 | 458 | 2,331 | 2,513 | 0.0008 |
| Ба | 1,361 | 458 | 2,277 | 2,373 | 0.006 |
Физикалық және атомдық
Төмендегі кестеде сілтілі жер металдарының негізгі физикалық және атомдық қасиеттерінің қысқаша мазмұны келтірілген.
| Сілтілік жер металы | Стандартты атомдық салмақ (сен)[n 3][16][17] | Еру нүктесі (Қ) | Еру нүктесі (° C) | Қайнау температурасы (Қ)[4] | Қайнау температурасы (° C)[4] | Тығыздығы (г / см)3) | Электр терістілігі (Полинг) | Біріншіден иондану энергиясы (кДж · моль−1) | Ковалентті радиус (кешкі)[18] | Алау сынағы түс | |
| Берилл | 9.012182(3) | 1560 | 1287 | 2742 | 2469 | 1.85 | 1.57 | 899.5 | 105 | Ақ[19] | |
| Магний | 24.3050(6) | 923 | 650 | 1363 | 1090 | 1.738 | 1.31 | 737.7 | 150 | Жарқын ақ[2] | |
| Кальций | 40.078(4) | 1115 | 842 | 1757 | 1484 | 1.54 | 1.00 | 589.8 | 180 | Кірпіш-қызыл[2] |  |
| Стронций | 87.62(1) | 1050 | 777 | 1655 | 1382 | 2.64 | 0.95 | 549.5 | 200 | Қып-қызыл[2] |  |
| Барий | 137.327(7) | 1000 | 727 | 2170 | 1897 | 3.594 | 0.89 | 502.9 | 215 | Алма-жасыл[2] | |
| Радий | [226][n 4] | 973 | 700 | 2010 | 1737 | 5.5 | 0.9 | 509.3 | 221 | Қызыл қызыл[n 5] | |
Ядролық тұрақтылық
 | Бұл бөлім кеңейтуді қажет етеді. Сіз көмектесе аласыз оған қосу. (Қараша 2012) |
Жердегі сілтілі алты металдың ішінде бериллий, кальций, барий және радийдің кем дегенде біреуі табиғи радиоизотоп; магний мен стронций болмайды. Бериллий-7, бериллий-10, және кальций-41 болып табылады радиоизотоптардың ізі; кальций-48 және барий-130 өте ұзақ жартылай шығарылу кезеңі және осылайша алғашқы радионуклидтер; және бәрі радийдің изотоптары болып табылады радиоактивті. Кальций-48 - ең жеңіл нуклид екі рет бета-ыдырау.[21] Кальций мен барий әлсіз радиоактивті: кальций құрамында 0,1874% кальций-48,[22] ал барий құрамында 0,1062% барий-130 бар.[23] Радийдің ең ұзақ өмір сүрген изотопы радий-226 жартылай шығарылу кезеңі 1600 жыл; ол және радий-223, -224 және -228 табиғи түрде кездеседі ыдырау тізбектері алғашқы торий және уран.
Тарих
Этимология
Сілтілік жер металдары олардың аттарымен аталады оксидтер, сілтілі жер, оның ескі есімдері болды бериллия, магнезия, әк, стронтия, және барита. Бұл оксидтер сумен үйлескенде негіздік (сілтілі) болып табылады. «Жер» - бұл ерте химиктер метал емес заттарға, суда ерімейтін және қыздыруға төзімді қасиеттерге - осы оксидтермен бірге қолданылатын қасиет. Бұл жер элементтер емес екенін түсіну қосылыстар химикке жатқызылған Антуан Лавуазье. Оның Élémentaire de Chimie (Химия элементтері1789 ж. ол оларды тұз түзетін жер элементтері деп атады. Кейінірек ол сілтілі жер металдар оксидтері болуы мүмкін деп болжады, бірақ бұл жай болжам деп мойындады. 1808 жылы Лавуазье идеясы бойынша әрекет ете отырып, Хамфри Дэви металдардың үлгілерін бірінші болып алды электролиз олардың балқытылған жерінен,[24] осылайша Лавуазье гипотезасын қолдайды және топтың атауын тудырады сілтілі жер металдары.
Ашу
Кальций қосылыстары кальцит және әк біздің заманымызға дейін белгілі және қолданылған.[25] Бериллий қосылыстарына да қатысты берилл және изумруд.[26] Сілтілік жер металдарының басқа қосылыстары XV ғасырдың басында басталды. Магний қосылысы магний сульфаты алғаш рет 1618 жылы фермер ашқан болатын
Epsom Англияда. Стронций карбонаты Шотландияның ауылында минералдардан табылды Стронтиан 1790 ж. соңғы элемент ең аз: радиоактивті радий, алынған уранинит 1898 ж.[27][28][29]
Бериллийден басқа барлық элементтер балқытылған қосылыстардың электролизімен оқшауланған. Магний, кальций және стронций алғаш рет өндірілген Хамфри Дэви 1808 ж., ал берилий дербес оқшауланған Фридрих Вёлер және Антуан Басси 1828 жылы берилий қосылыстарын калиймен әрекеттестіру арқылы. 1910 жылы радий таза металл ретінде оқшауланған Кюри және Андре-Луи Дебьер сонымен қатар электролиз арқылы.[27][28][29]
Берилл
Изумруд бериллийдің бір түрі, бериллийдің негізгі минералы.
Берилл, құрамында бериллий бар минерал сол кезден бері белгілі Птолемей патшалығы Египетте.[26] Бастапқыда бериллерді ан алюминий силикаты,[30] кейінірек берилл құрамында 1797 жылы белгісіз элемент бар екені анықталды. Луи-Николас Вокелин еріген алюминий гидроксиді сілтідегі бериллден.[31] 1828 жылы, Фридрих Вёлер[32] және Антуан Басси[33] реакциясы қатысқан сол әдіспен бериллийді дербес оқшаулады бериллий хлориді металлмен калий; бұл реакция бериллийдің үлкен құймаларын шығара алмады.[34] Ол 1898 жылға дейін, қашан Пол Лебо орындады электролиз қоспасының фторлы берилий және натрий фторы, бериллийдің үлкен таза үлгілері шығарылды.[34]
Магний
Магний алғаш өндірілген Хамфри Дэви Англияда 1808 жылы магнезия мен қоспасының электролизін қолданып сынап оксиді.[35] Антуан Басси оны 1831 жылы келісілген түрде дайындады. Дэвидің атау туралы алғашқы ұсынысы магний болды,[35] бірақ қазір магний атауы қолданылады.
Кальций
Әк 7000 жылдан 14000 жылға дейін құрылыс үшін материал ретінде қолданылған,[25] және әк үшін қолданылатын пештер б.з.д. 2500 ж Хафаджа, Месопотамия.[36][37] Кальций материал ретінде кем дегенде бірінші ғасырдан бастап белгілі болды ежелгі римдіктер қолданғаны белгілі болды кальций оксиді оны әктен дайындау арқылы. Кальций сульфаты X ғасырдан бастап сынған сүйектерді орната алатындығы белгілі болды. Кальцийдің өзі 1808 жылға дейін оқшауланбаған Хамфри Дэви, жылы Англия, қолданылған электролиз
әк және сынап оксиді,[38] мұны естігеннен кейін Джонс Якоб Берцелиус сынаптағы әк электролизінен кальций амальгамын дайындаған болатын.
Стронций
1790 жылы дәрігер Адаир Кроуфорд деп аталған ерекше қасиеттері бар кендерді ашты стронтиттер 1793 ж Томас Чарльз Үміт, химия профессоры Глазго университеті,[39] Кроуфордтың ашқанын растаған кім. Ақырында 1808 жылы Стронций оқшауланған Хамфри Дэви қоспасын электролиздеу арқылы стронций хлориді және сынап оксиді. Бұл жаңалықты Дэви 1808 жылы 30 маусымда Корольдік қоғамда өткен дәрісте жариялады.[40]
Барий
Барит, бұл материалда алғаш рет барий табылған.
Барит, құрамында барий бар минерал алғаш рет 1774 жылы жаңа элемент бар деп танылды Карл Шеле, бірақ ол тек оқшаулай алды барий оксиді. Барий оксиді екі жылдан кейін тағы оқшауланған Йохан Готлиб Ган. Кейінірек 18 ғасырда, Уильям Витеринг құрамында ауыр минералды байқады Камберланд құрамында барий бар екендігі белгілі қорғасын кендері. Барийдің өзі 1808 жылы қашан оқшауланған Хамфри Дэви балқытылған тұздармен электролизді қолданды және Дэви элементті атады барий, кейін барита. Кейінірек, Роберт Бунсен және Август Маттиессен барий хлориді мен аммоний хлориді қоспасын электролиздеу арқылы оқшауланған барий.[41][42]
Радий
Оқу кезінде уранинит, 1898 жылы 21 желтоқсанда, Мари және Пьер Кюри уранның ыдырауынан кейін де жасалған материалдың радиоактивті екенін анықтады. Материал біршама ұқсас болды барий қосылыстары, бірақ кейбір қасиеттер, мысалы, жалын сынағының түсі және спектрлік сызықтар әлдеқайда өзгеше болды. Олар 1898 жылы 26 желтоқсанда жаңа элементтің ашылғанын жариялады Франция ғылым академиясы.[43] Радий сөзден 1899 жылы аталған радиусы, мағынасы сәуле, сәуле түрінде сәуле шығаратын қуат ретінде.[44]
Пайда болу
Сілтілік жер металдар сериясы.
Бериллий жер қыртысында екіден алтыға дейінгі концентрацияда кездеседі миллионға бөлшектер (ppm),[45] оның көп бөлігі топырақта, онда концентрациясы алты ш / мин құрайды. Берилл - теңіз суындағы ең сирек кездесетін элементтердің бірі, сияқты элементтерге қарағанда сирек кездеседі
