Щелочноземельные металлы – это основные металлы второй группы периодической таблицы химических элементов. Они получили свое название из-за своих химических свойств, связанных с щелочными и щелочноземельными соединениями. Щелочноземельные металлы включают в себя бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra).
Название «щелочноземельные металлы» состоит из двух частей: «щелочные» и «земельные». «Щелочные» связано с тем, что эти металлы образуют гидроксиды, или основания, при взаимодействии с водой. Гидроксиды щелочноземельных металлов имеют щелочные свойства, поэтому металлы получили такое название. «Земельные» же обозначает, что эти металлы широко распространены в земной коре и входят в состав многих минералов.
Щелочноземельные металлы обладают рядом уникальных химических свойств, которые делают их важными в различных отраслях науки и промышленности. Они обладают высокой электропроводностью, низкой плотностью, малой твердостью и низкой температурой плавления. Эти свойства делают щелочноземельные металлы полезными в производстве сплавов, литейной промышленности, производстве пиротехники и во многих других областях. Кроме того, они являются важными элементами для живых организмов и играют важную роль в биологических процессах.
История названия щелочноземельных металлов
Щелочноземельные металлы получили свое название из-за своих химических свойств и распространенности в земной коре.
Первоначально, эти элементы были отнесены к металлам щелочных земель из-за их способности образовывать основные оксиды, то есть оксиды, которые реагируют с кислотами, образуя соли.
Чевырев хотел подчеркнуть сходство щелочноземельных металлов с элементами, которые находятся в составе щелочной земли, такой как известняк или мел. Элементы, такие как кальций, барий и стронций, нашли свое место в этой новой группе.
В химической системе Джона Добавсона, опубликованной в 1808 году, Чевырев назвал этот класс элементов «alkaline earths», что в переводе с английского означает «щелочные земли». Это название было принято и стало широко использоваться в научных кругах.
- Железо (Fe)
- Магний (Mg)
- Цинк (Zn)
- Медь (Cu)
- Пример
- Пример
- Пример
Открытие новой группы элементов
Группа щелочноземельных металлов состоит из шести элементов: бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra). Эти элементы характеризуются общими свойствами, такими как мягкость, низкая плотность и относительно низкая точка плавления и кипения.
Открытие этой группы элементов было важным вкладом в развитие химической науки. Благодаря исследованиям, которые проводили ученые, было установлено, что щелочноземельные металлы обладают уникальными химическими свойствами. Они имеют два электрона в своей валентной оболочке и проявляют химическую активность при взаимодействии с другими химическими веществами.
Щелочноземельные металлы имеют много применений в различных отраслях промышленности. Например, магний применяется в производстве легких сплавов, а кальций используется в производстве стали и строительных материалов. Бериллий, благодаря своим уникальным свойствам, нашел применение в производстве электронной техники и ядерных реакторах.
| Элемент | Атомный номер | Атомная масса | Место в периодической таблице |
|---|---|---|---|
| Бериллий | 4 | 9.01218 | 2 |
| Магний | 12 | 24.305 | 3 |
| Кальций | 20 | 40.08 | 4 |
| Стронций | 38 | 87.62 | 5 |
| Барий | 56 | 137.33 | 6 |
| Радий | 88 | 226 | 7 |
Химические свойства щелочноземельных металлов
Химические свойства щелочноземельных металлов определяются их электронной конфигурацией и наличием двух валентных электронов во внешнем электронном слое. Они обладают высокой активностью и реактивностью, стремясь отдать два валентных электрона для образования ионов с положительным зарядом.
Щелочноземельные металлы реагируют с водой и кислородом, образуя соответствующие оксиды и гидроксиды. Оксиды щелочноземельных металлов являются щелочными оксидами, которые реагируют с водой, образуя гидроксиды. Гидроксиды щелочноземельных металлов характеризуются высокой щелочностью. Например, гидроксид кальция (Ca(OH)2) является сильным основанием и широко используется в процессе нейтрализации кислотных растворов.
Щелочноземельные металлы легко реагируют с кислородом, образуя оксиды, которые характеризуются высокой теплопроводностью и устойчивостью к высоким температурам. Бериллий окисляется на воздухе, образуя оксид BeO, который обладает высокой твердостью и используется в производстве керамики и электроники.
Щелочноземельные металлы реагируют с многими неорганическими соединениями и органическими веществами, образуя различные продукты реакции. Например, магний реагирует с хлором, образуя хлорид магния (MgCl2), который широко используется в химической промышленности.
Химические свойства щелочноземельных металлов обуславливают их широкое применение в различных отраслях промышленности, включая металлургию, химическую и электронную промышленность. Они также являются важными элементами в биологических системах и необходимы для нормального функционирования организмов.
| Металл | Атомный номер | Относительная атомная масса |
|---|---|---|
| Бериллий | 4 | 9,0122 |
| Магний | 12 | 24,305 |
| Кальций | 20 | 40,078 |
| Стронций | 38 | 87,62 |
| Барий | 56 | 137,327 |
| Радий | 88 | 226 |
Первоначальное определение названия
Щелочноземельные металлы получили свое название из-за их свойств образовывать щелочные оксиды и гидроксиды. Впервые этот термин был введен в 1818 году немецким химиком Фридрихом Веленом.
Образование названия щелочноземельных металлов основано на их реактивности и химических свойствах. Эти металлы образуют щелочные оксиды, то есть оксиды, которые растворяются в воде, образуя щелочные растворы. Они также образуют гидроксиды, которые также являются щелочными. Эти свойства широко использовались в химическом анализе и в других областях.
Название «щелочноземельный» относится к свойству этих металлов образовывать щелочные соединения и отличает их от других групп металлов. Таким образом, данное название является систематическим и отражает основные химические свойства этих металлов.
Уточнение и закрепление названия
Название «щелочноземельные металлы» было уточнено и закреплено в процессе исследования и классификации элементов в периодической системе Менделеева. Ранее эти элементы были известны как «группа 2B», но такое название было неудобным и приводило к путанице.
Новое название «щелочноземельные металлы» было предложено ученым Вильгельмом Генрихом Эрандром в 1908 году. Он обратился к аналогии с «щелочными металлами» (группа 1A), так как оба типа элементов обладают некоторыми сходствами. Эрандром выбрал приставку «щелочноземельные» для обозначения состава этих элементов, состоящего из «щелочи» (то есть основы) и «земельных» примесей.
Новое название было принято научным сообществом и с тех пор остается стандартным способом обозначения этих элементов. Именно такой терминологии мы следуем и сегодня, говоря о группе элементов, включающей магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra).
Связь названия с химической природой металлов
Эти металлы обладают свойствами, схожими с металлами группы щелочных металлов (группа 1 периодической системы). Однако щелочноземельные металлы отличаются от щелочных металлов более высокой температурой плавления и кипения, а также большей плотностью и прочностью.
Название «щелочноземельные» возникло изначально благодаря свойству этих металлов образовывать основные оксиды и гидроксиды, которые обладают щелочными свойствами. Уже в XVIII веке отмечалось, что горные породы, содержащие эти металлы, непосредственно контактирующие с воздухом, образуют общую основу.
Кроме того, связь названия «щелочноземельные» с химической природой металлов отражает их химическую активность и способность образовывать ионы с двойным зарядом, что объясняется наличием двух электронов на внешней энергетической оболочке.