Щелочноземельные металлы - удивительная группа химических элементов, которая скрывает в себе множество загадок. Давайте раскроем некоторые секреты этих металлов и разберемся, где они встречаются в природе и как человек научился использовать их уникальные свойства. Приготовьтесь к увлекательному путешествию в мир щелочноземельных металлов!
Характеристики щелочноземельных металлов
Щелочноземельные металлы - это химические элементы 2-й группы периодической системы. К ним относятся: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий.
Для щелочноземельных металлов характерна общая электронная конфигурация ns2 и валентность +2.
По физическим свойствам это плотные, твердые металлы серебристо-серого цвета.
С точки зрения химических свойств, им присуща высокая реакционная способность, они легко образуют основания и соли.
Активность щелочноземельных металлов зависит от порядкового номера в группе и возрастает сверху вниз.
Первые два элемента группы - бериллий и магний - заметно отличаются по свойствам от остальных металлов. Бериллий больше напоминает алюминий, а магний обладает меньшей активностью по сравнению с кальцием, стронцием, барием и радием.
Реакции с другими веществами
Рассмотрим, как ведут себя щелочноземельные металлы при взаимодействии с некоторыми веществами:
- С водой: образуют щелочи, причем активность возрастает в ряду Mg-Ca-Sr-Ba-Ra
- С кислородом: окисляются с образованием оксидов
- С галогенами: образуют соли (галогениды)
- С кислотами: реагируют с образованием солей
- С основаниями: реакция идет не со всеми щелочноземельными металлами
Оксид и гидроксид бериллия ведут себя как амфотерные соединения. А вот оксиды и гидроксиды остальных металлов проявляют основные свойства, причем основность усиливается от магния к радию.
Получение
Для получения щелочноземельных металлов применяют такие методы, как электролиз расплавов солей и восстановление оксидов углеродом.
Применение
Щелочноземельные металлы нашли широкое применение в промышленности, технике, медицине:
- Металлургия и машиностроение
- Электроника и оптика
- Атомная энергетика
- Медицина и фармацевтика
Однако некоторые из них токсичны для живых организмов, например соединения бериллия и бария.
В биологических процессах важную роль играют кальций и магний. Кальций необходим для формирования костей и зубов, работы мышц. Магний входит в состав хлорофилла, участвует в обменных процессах.
Месторождения щелочноземельных металлов
Щелочноземельные металлы встречаются в земной коре с разной степенью распространенности. Рассмотрим основные источники и месторождения этих элементов.
- Кальций - самый распространенный среди щелочноземельных металлов. Его содержание в земной коре оценивается от 2% до 4,15%. Основные минералы, содержащие кальций: известняки, мрамор, мел, гипс, ангидрит.
- По распространенности магний занимает второе место после кальция. Его доля составляет около 2,35% от массы земной коры. Источниками магния служат магнезиты, доломиты, карналлит и другие минералы.
- Бериллий относится к редким элементам, его содержание в земной коре не превышает 0,0002%. Встречается в редкоземельных месторождениях в виде берилла и фенакита.
- Стронций и барий также не являются широко распространенными элементами. Их источниками служат такие минералы, как целестин для стронция и барит для бария.
- Радий - самый редкий среди щелочноземельных металлов. Он всегда присутствует в урановых рудах в небольших количествах и может быть выделен из них.
Добыча и переработка щелочноземельных металлов
Для извлечения щелочноземельных металлов из минерального сырья применяются различные способы добычи и методы переработки руд.
- Способы добычи
Добыча щелочноземельных металлов ведется открытым и подземным способом в зависимости от залегания полезных ископаемых.
- Обогащение руд
Для повышения концентрации металлов в рудах используют гравитационные, флотационные и магнитные методы обогащения.
- Переработка
Основные методы переработки руд щелочноземельных металлов: обжиг, выщелачивание, электролиз.
