アルカリ土類金属の反応性|化学

周期表の第 2 族に含まれる元素は、アルカリ土類金属です。これらの要素は地球に豊富にあるため、この名前が付けられます。グループ 2 の元素は、一次原子価として二価の酸化状態 (M2+) を持っています。アルカリ土類金属は主にイオン化合物を生成しますが、同等のアルカリ金属化合物よりもイオン性が低くなります。これは、核電荷が大きく、サイズが小さいために発生します。ベリリウム、酸化マグネシウム、およびその他の化合物は、重くて大きな成分 (Ca、Sr、Ba) によって生成されるものよりも共有結合性が高いです。

アルカリ土類金属

ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムは第 2 族の元素です。
周期表では、アルカリ金属の後に来ます。ベリリウムを除いて、これらはアルカリ土類金属として知られています。
最初の元素であるベリリウムは、アルミニウムとの斜めの相互作用において他の元素とは対照的です。
これらの元素は、原子価殻の s 軌道に 2 つの電子を含んでいます。それらの基本的な電子配置は、[希ガス]ns2 として表されます。
これらの元素の化合物は、アルカリ金属と同様に、ほとんどがイオン性です。
アルカリ土類金属は、アルカリ金属よりも反応性が低くなります。グループの下に移動するにつれて、そのような要素の反応性が高まります。

アルカリ土類金属の反応性

アルカリ土類金属の反応性のさまざまな側面を見てみましょう:

水と空気との反応性

ベリリウムとマグネシウムは、表面に酸化被膜が形成されているため、酸素と水に反応しません。つまり、まったく反応しません。
一方、粉末状のベリリウムは、点火すると空気中で非常によく燃焼し、BeO と Be3N2 を生成します。
マグネシウムは電気陽性度が高く、空気中で明るく燃焼して MgO と Mg3N2 を生成します。
空気はカルシウム、ストロンチウム、バリウムに素早く影響を与え、酸化物と窒化物を生成します。これらはまた、氷点下でも激しい水と反応して水酸化物を生成します。

ハロゲンとの反応性

高温では、ほとんどのアルカリ土類金属がハロゲンと相互作用してハロゲン化物を生成します。

M + X2 → MX2、ここで X はフッ素、臭素、塩素、ヨウ素などのハロゲンを表します。

(NH4) 2BeF4 の熱分解は、BeF2 を生成するための最良の方法であり、BeCl2 は酸化物から容易に生成されます。 BeO + C + Cl2 —600 ～ 800 K→ BeCl2 + CO

水素との反応性

ベリリウムを除き、他の元素は水素と相互作用して水素化物 MH2 を生成します。
一方、BeH2 は、BeCl2 と LiAlH4 2BeCl2 + LiAlH4 → 2BeH2 + LiCl + AlCl3 の反応によって生成される可能性があります

酸との反応性

アルカリ土類金属は酸と素早く反応し、二水素を放出します。
金属と酸との反応性を表す標準的な反応を以下に示します-

M + 2HCl → MCl2 + H2

還元剤としての役割

アルカリ金属と同様に、アルカリ土類金属は強力な還元剤です。これは、それらの還元ポテンシャルがかなりの負の値を持っているために示されます。
しかし、それらの還元力は同等のアルカリ金属よりも低いです。ベリリウムは、他のアルカリ土類元素よりも負の値が低くなります。
しかし、その還元特性は、Be2+ イオンのサイズが小さいことに起因する高い水和エネルギーと、金属の原子化エンタルピーの比較的大きな値によるものです。

液体アンモニアとの反応

アルカリ土類金属は、アルカリ金属と同様に、液体アンモニア中で分解して、アンモニア化イオンを含む深い青黒色の溶液を生成します。
これらの溶液からアンモニア酸塩が回収されます。

アルカリ土類金属の使用

ベリリウムは、合金の製造に使用される金属です。
銅とベリリウムの合金は、強力なばねを作るために使用されます。
X線管球の窓に金属ベリリウムを採用。マグネシウムは、アルミニウム、亜鉛、マンガン、およびスズ合金に含まれる場合があります。
マグネシウムアルミニウム合金は軽量であるため、航空機の製造に役立ちます。
マグネシウム (粉末とリボン) は、多くの場合、フラッシュパウダーと電球、焼夷弾と信号に含まれています。
水中の水酸化マグネシウムの懸濁液 (マグネシアミルクとして知られている) は、薬の制酸剤としてしばしば有用です。炭酸マグネシウムは歯磨き粉に含まれています。
カルシウムは、炭素を含む困難な酸化物からの金属の抽出に使用されます。
高温で酸素や窒素と反応するため、真空管から空気を抽出するためにカルシウムやバリウム金属が頻繁に利用されてきました。
たとえば、がん患者を治療するための放射線にラジウム塩が使用されています。

結論

グループ、周期表の 2 つの要素は、アルカリ土類金属として知られています。それらは、原子価殻に 2 つの電子を持っています。アルカリ土類金属は反応性の高い元素です。アルカリ土類金属の挙動は、アルカリ金属の挙動と似ています。ただし、アルカリ土類金属は原子およびイオンのサイズが小さく、カチオン電荷が高いため、違いがあります。それらの酸化物と水酸化物は、アルカリ金属よりも塩基性が低い.