Магний и щелочноземельные металлы

Обновлено: 19.09.2024

Цель. Дать общую характеристику металлов главной подгруппы II группы.

Образовательные : дать общую характеристику металлов главной подгруппы II группы; рассмотреть основные физические и химические свойства этих элементов.

Развивающие : продолжить формирование устойчивого интереса к химической науке и практике, положительных мотивов учения, развивать логическое мышление и интеллектуальные умения (анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы), внимательность, самостоятельность при выполнении заданий; совершенствовать умения составления уравнений химических реакций.

Воспитательные : воспитывать интерес к химии как науке, сознательное отношение к химическим знаниям

Планируемые результаты

Знают: ЩЗМе ,основные физические и химические свойства этих элементов.

Умеют: дают общую характеристику металлов главной подгруппы II группы; составлять уравнения химических реакций., сравнивать св-ва Щ и ЩЗМе, обьяснять сходсто и различие в химических св-вах этих Ме

Тип урока: изучения нового материала

Формы работы: фронтальная, индивидуальная, самостоятельная

Методы обучения :Частично-поисковый; беседа

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных знаний Повторение изученного материала

Письменный опрос.

Базовый уровень.

Вставьте пропущенные формулы, подпишите названия сложных веществ

Для слабых учеников.

1. 2 K + Cl ₂ → 2 KCl

4. 2K +2 HCl → 2KCl+ H₂

5. 2K +2 HCl → 2KCl+ H₂

Повышенный уровень.

1. Взаимодействие металла калия с водой относится к реакциям: а) замещения в) обмена б) соединенияг) разложения

2. С оксидом лития взаимодействуют вещества, формулы которых : 1) NaCl 2) SO ₃ 3) HCl 4) NaOH 5) CuO а) 1,2 в)2, 4 б) 2,3 г) 2, 5

3. С образованием соли с оксидом калия взаимодействует вещество, формула которого:

4. С раствором гидроксида калия не реагирует вещество, формула которого:

5. При взаимодействии раствора гидроксида лития с оксидом азота (V) образуются вещества, формулы которых: а) Li ₂ O , NO , H ₂ O в) LiNO ₃ , H ₂ O б) LiNO ₂ , O ₂ , H ₂ O г) LiNO ₂ , O ₂ , H ₂

6. Осуществить превращения Na Na ₂ O ₂ Na ₂ O NaOH Na ₂ SO ₄

Решение : 2Na + O ₂ à Na ₂ O ₂ Na ₂ O ₂ + Na à Na ₂ O Na ₂ O + H ₂ O à 2NaOH 2NaOH + H ₂ SO ₄ à Na ₂ SO ₄ +2 H ₂ O

3 Актуализация новых знаний Изучение новой темы.

1. К щелочноземельным металлам относят : Ca, Sr, Ba, Ra

Ве - амфотерный металл, Mg – металл, Сa, Sr,Ba - щёлочноземельные металлы Ra –радиоактивный элемент

— Общим является одинаковое строение внешнего электронного слоя

— Элементы проявляют СО +2

— Атомы элементов являются сильными восстановителями, т.к содержат 2 электрона на внешнем энергетическом уровне, которые отдают при взаимодействиями с другими элементами.

— С увеличением № элементов увеличивается атомный радиус, увеличивается число электронных слоев, следовательно возрастает легкость отдачи электронов. Восстановительные свойства увеличиваются в группе сверху вниз.

— Mg хранится на воздухе, ЩЗМ под слоем керосина.

Физкультминутка

2.Беседа по вопросам:

?— Что общего в строении атомов ЩМ?

— Как меняются восстановительные свойства ЩМ в группе?

— Почему ЩМ хранят под слоем керосина?

— Перечислить физические свойства ЩМ.

— Как получают ЩМ?

— Перечислить основные химические свойства ЩМ.

— Какой характер имеют оксиды ЩМ?

— В какой цвет окрашиваю пламя соли лития, натрия, калия?

Объяснение учителя : казалось, все эти элементы находятся в одной группе, в главной подгруппе, но по какой-то причине магний и бериллий к группе щелочноземельных металлов (ЩЗМ) не относят?! Оказывается, если магний по свойства во многом тяготеет к ЩЗМ, то бериллий стоит как бы особняком. По свойствам он ближе к алюминию, расположенному по диаганали от него в III группе. По какой причине не относят к ЩЗМ магний мы узнаем сегодня чуть позже.

2. Физические свойства.

Ве, Мg, Са, Ва – легкие, серебристо-белые металлы, Sr – золотистый оттенок

Характерный металлический блеск

Ве – твердый, хрупкий светло-серый

Мg – относительно мягкий, пластичный ковкий

Са – твердый, пластичный

Ва – пластичный, ковкий.

Ra – радиоактивный элемент.

Бериллий – встречается в природе в виде минералов: берилла, хризоберилла и их разновидностей: изумруда, аквамарина, александрита – известных как драгоценные камни.

Бериллий и его растворимые в воде соединения высокотоксичны (ядовиты). Даже ничтожно малая примесь его в воздухе приводит к тяжёлым заболеваниям. Он находит широкое применение в технике. Добавляя к меди он сильно повышает её твёрдость, прочность, химическую стойкость, делает похожей на сталь. Основной потребитель бериллия – атомная энергетика. Потребность в нём с каждым годом растёт.

Магний был впервые получен Деви в 1808 году из белой магнезии (магнезит MqCO3) – минерала найденного близ греческого города Магнезия. По названию минерала и дали название простому веществу и химическому элементу. Сульфат магния (одна из распространённых солей магния) называют ещё горькой солью – она придаёт морской воде горьковатый вкус. Данная соль магния используется в качестве слабительного средства. Сплавы с магнием прочнее, твёрже, легко полируются, обрабатываются и их используют в автомобильной промышленности, авиационной, ракетной технике.

-?Как вы думаете почему остальные металлы этой группы, главной подгруппы названы ЩЗМ?

Так они именуются по той причине, что их гидроксиды, подобно гидроксидам ЩМ растворимы в воде, то есть являются щелочами.

«Земельными они названы потому, что в природе они встречаются в состоянии соединений, образующих нерастворимую массу земли, и сами в виде оксидов имеют землистый вид…» - Д.И.Менделеев.

Кальций занимает пятое место по распространённости. Так же впервые получен Деви в 1808 году. Название элемента происходит от латинского слова «кальс», что значит, «известь, мягкий камень». Встречается в виде гипса, кальцита (Кальцит образует залежи мела, мрамора, известняка.

?-Подумайте из чего кальцит формируется?

Поэтому неудивительно, что иногда в известняках находят ракушки или отпечатки животных.

?-Где он применяется? (гипсовые слепки, карнизы, лепнина, штукатурка потолков, в хирургии, бумажная промышленность).

Стронций встречается реже в виде минерала целестина, что с латинского означает «небесный» - сульфат стронция, образован розово-красными, бледно-голубыми кристаллами. Своё название он (стронций) получил от названия шотландской деревни Стронциан, близ которой в конце XVIII века найден редкий минерал стронцианит SrCO3.

Барий встречается в виде барита BaSO4 («барис»- тяжёлый с латинского). Показ образца бария с помощью фотофрагмента компьютерного диска «Самоучитель – химия». Применяется для изготовления радиоламп, в кожевенном деле (для удаления шерсти), в сахарном производстве, для приготовления фотобумаги, выплавке специальных окон.

ЗАДАНИЕ 4..Установите соответствие.

С увеличением порядкового номера элемента в главной подгруппе II группы Периодической системы свойства элементов и образуемых ими веществ изменяются следующим образом:

СВОЙСТВА ИЗМЕНЕНИЯ

А) усиливаются Б) не изменяется

1) восстановительные свойства 2) радиус атома 3) электроотрицательность 4) число электронов на внешнем уровне

5.. Химические свойства элементов II группы главной подгруппы

Химические свойства элементов II группы главной подгруппы

M е +2H₂O=M(OH)₂+H₂

Вывод .Кальций активный металл, поэтому вытесняет водород из воды.

Вывод. Магний вытесняет из воды водород только при нагревании. Менее активен, чем кальций, поскольку в группе стоит выше.

-? Взаимодействуют ли магний и кальций с кислотами?

Вывод . Магний взаимодействует с кислотами, вытесняя водород, а кальций взаимодействует с водой, которая содержится в растворе кислоты.

7. Mg,Са способны восстанавливать редкие металлы.)

2Mg + TiO ₂ = 2MgO +Ti – магниетермия

5Ca + V ₂ O ₅ = 5CaO +2V- кальциетермия

4 Закрепление .

а ) заряд ядра : Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

б) число электронных слоев : Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

в) число электронов на внешнем уровне: Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

г ) радиус атома : Ca * Mg , Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

д) восстановительные свойства: Ca * Mg, Be * Ba , Mg * Al, Ca *K

2. Вставьте недостающую информацию.

3. Крестики - нолики. Металлы, вступающие в реакцию с водой

5. Домашнее задание . П 44 , конспект, *заполнить таблицу **решить задачу

***Творческое задание: составить кроссворд

1. кроссворд по теме: «Щелочноземельные металлы, бериллий и магний».

ПО ГОРИЗОНТАЛИ :

1.Минерал, содержащий карбонат кальция; является важным строительным материалом.

7. Минерал, образующийся из остатков раковин древних животных.

ПО ВЕРТИКАЛИ:

4. Группа металлов, в которую входит кальций, барий, стронций, радий.

5. Щелочноземельный металл.

9. Степень окисления магния в соединениях.

**Решить задачу

Дано:

1. Решение задач №2

Решение:

1. Вычислим массу чистого вещества:

ω (Na) = 100% - 2% = 98%

m(Na_чист) = m(Na) · ω (Na) = 11,5 · 0,98 = 11,27г

2. Найдем количество вещества натрия:

n (Na) = m(Na)/ М(Na) = 11,27/23 = 0,49 моль = 0,5 моль

*2. Заполните таблицу «Характеристика элементов главной подгруппы 2 группы ПСХЭ Д.И. Менделеева».

Название и символ элемента

Состав ядра атома

Строение электронной оболочки

Характерные степени окисления

Формула и характер оксида

Формула и характер гидроксида

ПРИЛОЖЕНИЕ К УРОКУ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Письменный опрос.

6. 2 K + Cl ₂ → 2 KCl

9. 2K +2 HCl → 2KCl+ H₂

10. 2K +2 HCl → 2KCl+ H₂

Повышенный уровень.

2. Взаимодействие металла калия с водой относится к реакциям: а) замещения в) обмена б) соединенияг) разложения

3. С оксидом лития взаимодействуют вещества, формулы которых : 1) NaCl 2) SO ₃ 3) HCl 4) NaOH 5) CuO а) 1,2 в)2, 4 б) 2,3 г) 2, 5

4. С образованием соли с оксидом калия взаимодействует вещество, формула которого:

5. С раствором гидроксида калия не реагирует вещество, формула которого:

7. При взаимодействии раствора гидроксида лития с оксидом азота (V) образуются вещества, формулы которых: а) Li ₂ O , NO , H ₂ O в) LiNO ₃ , H ₂ O б) LiNO ₂ , O ₂ , H ₂ O г) LiNO ₂ , O ₂ , H ₂

3.Установите соответствие.

Закрепление 4. Впишите знак или = вместо *:

а ) зарядядра : Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

б) число электронных слоев: Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

г ) радиусатома : Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

д) восстановительные свойства: Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

5.При взаимодействии раствора гидроксида лития с оксидом азота (V) образуются вещества, формулы которых: а) Li ₂ O , NO , H ₂ O в) LiNO ₃ , H ₂ O б) LiNO ₂ , O ₂ , H ₂ O г) LiNO ₂ , O ₂ , H ₂

4.Впишите знак или = вместо *:

а) зарядядра: Ca * Mg, Be * Ba, Mg * Al, Ca *K

Кальций занимает пятое место по распространённости. Так же впервые получен Деви в 1808 году. Название элемента происходит от латинского слова «кальс», что значит, «известь, мягкий камень». Встречается в виде гипса, кальцита (показ фотофрагментов на компьютере, диск «Самоучитель – химия»).

Кальцит образует залежи мела, мрамора, известняка.

он применяется: (гипсовые слепки, карнизы, лепнина, штукатурка потолков, в хирургии, бумажная промышленность).

***Творческое задание: составить кроссворд кроссворд по теме: «Щелочноземельные металлы, бериллий и магний».

Магний и щелочноземельные металлы

IIA группа содержит только металлы – Be (бериллий), Mg (магний), Ca (кальций), Sr (стронций), Ba (барий) и Ra (радий). Химические свойства первого представителя этой группы — бериллия — наиболее сильно отличаются от химических свойств остальных элементов данной группы. Его химические свойства во многом даже более схожи с алюминием, чем с остальными металлами IIA группы (так называемое «диагональное сходство»). Магний же по химическим свойствами тоже заметно отличается от Ca, Sr, Ba и Ra, но все же имеет с ними намного больше сходных химических свойств, чем с бериллием. В связи со значительным сходством химических свойств кальция, стронция, бария и радия их объединяют в одно семейство, называемое щелочноземельными металлами.

Все элементы IIA группы относятся к s-элементам, т.е. содержат все свои валентные электроны на s-подуровне. Таким образом, электронная конфигурация внешнего электронного слоя всех химических элементов данной группы имеет вид ns 2 , где n – номер периода, в котором находится элемент.

Вследствие особенностей электронного строения металлов IIA группы, данные элементы, помимо нуля, способны иметь только одну единственную степень окисления, равную +2. Простые вещества, образованные элементами IIA группы, при участии в любых химических реакциях способны только окисляться, т.е. отдавать электроны:

Ме 0 – 2e — → Ме +2

Кальций, стронций, барий и радий обладают крайне высокой химической активностью. Простые вещества, образованные ими, являются очень сильными восстановителями. Также сильным восстановителем является магний. Восстановительная активность металлов подчиняется общим закономерностям периодического закона Д.И. Менделеева и увеличивается вниз по подгруппе.

Взаимодействие с простыми веществами

с кислородом

Без нагревания бериллий и магний не реагируют ни с кислородом воздуха, ни с чистым кислородом ввиду того, что покрыты тонкими защитными пленками, состоящими соответственно из оксидов BeO и MgO. Их хранение не требует каких-либо особых способов защиты от воздуха и влаги, в отличие от щелочноземельных металлов, которые хранят под слоем инертной по отношению к ним жидкости, чаще всего керосина.

Be, Mg, Ca, Sr при горении в кислороде образуют оксиды состава MeO, а Ba – смесь оксида бария (BaO) и пероксида бария (BaO₂):

Следует отметить, что при горении щелочноземельных металлов и магния на воздухе побочно протекает также реакция этих металлов с азотом воздуха, в результате которой, помимо соединений металлов с кислородом, образуются также нитриды c общей формулой Me₃N₂.

с галогенами

Бериллий реагирует с галогенами только при высоких температурах, а остальные металлы IIA группы — уже при комнатной температуре:

с неметаллами IV–VI групп

Все металлы IIA группы реагируют при нагревании со всеми неметаллами IV–VI групп, но в зависимости от положения металла в группе, а также активности неметаллов требуется различная степень нагрева. Поскольку бериллий является среди всех металлов IIA группы наиболее химически инертным, при проведении его реакций с неметаллами требуется существенно большая температура.

Следует отметить, что при реакции металлов с углеродом могут образовываться карбиды разной природы. Различают карбиды, относящиеся к метанидам и условно считающимися производными метана, в котором все атомы водорода замещены на металл. Они так же, как и метан, содержат углерод в степени окисления -4, и при их гидролизе или взаимодействии с кислотами-неокислителями одним из продуктов является метан. Также существует другой тип карбидов – ацетилениды, которые содержат ион C₂ 2- , фактически являющийся фрагментом молекулы ацетилена. Карбиды типа ацетиленидов при гидролизе или взаимодействии с кислотами-неокислителями образуют ацетилен как один из продуктов реакции. То, какой тип карбида – метанид или ацетиленид — получится при взаимодействии того или иного металла с углеродом, зависит от размера катиона металла. С ионами металлов, обладающих малым значением радиуса, образуются, как правило, метаниды, с ионами более крупного размера – ацетилениды. В случае металлов второй группы метанид получается при взаимодействии бериллия с углеродом:

Остальные металлы II А группы образуют с углеродом ацетилениды:

С кремнием металлы IIA группы образуют силициды — соединения вида Me₂Si, с азотом – нитриды (Me₃N₂), фосфором – фосфиды (Me₃P₂):

с водородом

Все щелочноземельные металлы реагируют при нагревании с водородом. Для того чтобы магний прореагировал с водородом, одного нагрева, как в случае со щелочноземельными металлами, недостаточно, требуется, помимо высокой температуры, также и повышенное давление водорода. Бериллий не реагирует с водородом ни при каких условиях.

Взаимодействие со сложными веществами

с водой

Все щелочноземельные металлы активно реагируют с водой с образованием щелочей (растворимых гидроксидов металлов) и водорода. Магний реагирует с водой лишь при кипячении вследствие того, что при нагревании в воде растворяется защитная оксидная пленка MgO. В случае бериллия защитная оксидная пленка очень стойкая: с ним вода не реагирует ни при кипячении, ни даже при температуре красного каления:

c кислотами-неокислителями

Все металлы главной подгруппы II группы реагируют с кислотами-неокислителями, поскольку находятся в ряду активности левее водорода. При этом образуются соль соответствующей кислоты и водород. Примеры реакций:

c кислотами-окислителями

− разбавленной азотной кислотой

С разбавленной азотной кислотой реагируют все металлы IIA группы. При этом продуктами восстановления вместо водорода (как в случае кислот-неокислителей) являются оксиды азота, преимущественно оксид азота (I) (N₂O), а в случае сильно разбавленной азотной кислоты – нитрат аммония (NH₄NO₃):

− концентрированной азотной кислотой

Концентрированная азотная кислота при обычной (или низкой) температуре пассивирует бериллий, т.е. в реакцию с ним не вступает. При кипячении реакция возможна и протекает преимущественно в соответствии с уравнением:

Магний и щелочноземельные металлы реагируют с концентрированной азотной кислотой с образованием большого спектра различных продуктов восстановления азота.

− концентрированной серной кислотой

Бериллий пассивируется концентрированной серной кислотой, т.е. не реагирует с ней в обычных условиях, однако реакция протекает при кипячении и приводит к образованию сульфата бериллия, диоксида серы и воды:

Барий также пассивируется концентрированной серной кислотой вследствие образования нерастворимого сульфата бария, но реагирует с ней при нагревании, сульфат бария растворяется при нагревании в концентрированной серной кислоте благодаря его превращению в гидросульфат бария.

Остальные металлы главной IIA группы реагируют с концентрированной серной кислотой при любых условиях, в том числе на холоду. Восстановление серы происходит преимущественно до сероводорода:

с щелочами

Магний и щелочноземельные металлы со щелочами не взаимодействуют, а бериллий легко реагирует как растворами щелочей, так и с безводными щелочами при сплавлении. При этом при осуществлении реакции в водном растворе в реакции участвует также и вода, а продуктами являются тетрагидроксобериллаты щелочных или щелочноземельных металлов и газообразный водород:

При осуществлении реакции с твердой щелочью при сплавлении образуются бериллаты щелочных или щелочноземельных металлов и водород

с оксидами

Щелочноземельные металлы, а также магний могут восстанавливать менее активные металлы и некоторые неметаллы из их оксидов при нагревании, например:

Метод восстановления металлов из их оксидов магнием называют магниетермией.

Щелочноземельные металлы

К щелочноземельным металлам относятся металлы IIa группы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Отличаются легкостью, мягкостью и сильной реакционной способностью.

Общая характеристика

От Be к Ra (сверху вниз в периодической таблице) происходит увеличение: атомного радиуса, металлических, основных, восстановительных свойств, реакционная способность. Уменьшается электроотрицательность, энергия ионизация, сродство к электрону.

Be - 2s 2
Mg - 3s 2
Ca - 4s 2
Sr - 5s 2
Ba - 6s 2
Ra - 7s 2

Природные соединения

Be - BeO*Al₂O₃*6SiO₂ - берилл
Mg - MgCO₃ - магнезит, MgO*Al₂O₃ - шпинель, 2MgO*SiO₂ - оливин
Ca - CaCO₃ - мел, мрамор, известняк, кальцит, CaSO₄*2H₂O - гипс, CaF₂ - флюорит

Получение

Это активные металлы, которые нельзя получить электролизом раствора. С целью их получения применяют электролиз расплавов, алюминотермию и вытеснением их из солей другими более активными металлами.

MgCl₂ → (t) Mg + Cl₂ (электролиз расплава)

CaO + Al → Al₂O₃ + Ca (алюминотермия - способ получения металлов путем восстановления их оксидов алюминием)

Химические свойства

Все щелочноземельные металлы (кроме бериллия и магния) реагируют с холодной водой с образованием соответствующих гидроксидов. Магний реагирует с водой только при нагревании.

Щелочноземельные металлы - активные металлы, стоящие в ряду активности левее водорода, и, следовательно, способные вытеснить водород из кислот:

Хорошо реагируют с неметаллами: кислородом, образуя оксиды состава RO, с галогенами (F, Cl, Br, I). Степень окисления у щелочноземельных металлов постоянная +2.

Mg + O₂ → MgO (оксид магния)

При нагревании реагируют с серой, азотом, водородом и углеродом.

Mg + S → (t) MgS (сульфид магния)

Ca + H₂ → (t) CaH₂ (гидрид кальция)

Ba + C → (t) BaC₂ (карбид бария)

Ba + TiO₂ → BaO + Ti (барий, как более активный металл, вытесняет титан)

Оксиды щелочноземельных металлов

Имеют общую формулу RO, например: MgO, CaO, BaO.

Оксиды щелочноземельных металлов можно получить путем разложения карбонатов и нитратов:

Рекомендую взять на вооружение общую схему разложения нитратов:

Проявляют преимущественно основные свойства, все кроме BeO - амфотерного оксида.

В нее вступают все, кроме оксида бериллия.

Амфотерные свойства оксида бериллия требуют особого внимания. Этот оксид проявляет двойственные свойства: реагирует с кислотами с образованием солей, и с основаниями с образованием комплексных солей.

BeO + NaOH + H₂O → Na₂[Be(OH)₄] (тетрагидроксобериллат натрия)

Если реакция проходит при высоких температурах (в расплаве) комплексная соль не образуется, так как происходит испарение воды:

BeO + NaOH → Na₂BeO₂ + H₂O (бериллат натрия)

Гидроксиды щелочноземельных металлов

Проявляют основные свойства, за исключением гидроксида бериллия - амфотерного гидроксида.

Получают гидроксиды в реакции соответствующего оксида металла и воды (все кроме Be(OH)₂)

Основные свойства большинства гидроксидов располагают к реакциям с кислотами и кислотными оксидами.

Реакции с солями (и не только) идут в том случае, если соль растворимы и по итогам реакции выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода).

Гидроксид бериллия относится к амфотерным: проявляет двойственные свойства, реагируя и с кислотами, и с основаниями.

Жесткость воды

Жесткостью воды называют совокупность свойств воды, зависящую от присутствия в ней преимущественно солей кальция и магния: гидрокарбонатов, сульфатов и хлоридов.

Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жесткость.

Вероятно, вы часто устраняете жесткость воды у себя дома, осмелюсь предположить - каждый день. Временная жесткость воды устраняется обычным кипячением воды в чайнике, и известь на его стенках - CaCO₃ - бесспорное доказательство устранения жесткости:

Также временную жесткость можно устранить, добавив Na₂CO₃ в воду:

С постоянной жесткостью бороться кипячением бесполезно: сульфаты и хлориды не выпадут в осадок при кипячении. Постоянную жесткость воды устраняют добавлением в воду Na₂CO₃:

Жесткость воды можно определить с помощью различных тестов. Чрезмерно высокая жесткость воды приводит к быстрому образованию накипи на стенках котлов, труб, чайника.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Бериллий, магний и щелочноземельные металлы

К главной подгруппе второй группы относятся металлы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий, радий.

Щелочноземельные металлы - кальций, стронций, барий, радий.

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ

В земной коре содержится бериллия - 0,00053%, магния - 1,95%, кальция - 3,38%, стронция - 0,014%, бария - 0,026%, радий - искусственный элемент.

Встречаются в природе только в виде соединений - силикатов, алюмосиликатов, карбонатов, фосфатов,

MgCO₃ – магнезит; CaCO₃ • MgCO₃ – доломит; KCl • MgSO₄ • 3H₂O – каинит; KCl • MgCl₂ • 6H₂O – карналлит

CaCO₃ – кальцит (известняк, мрамор и др.); Ca₃(PO₄)₂ – апатит, фосфорит; CaSO₄ • 2H₂O – гипс; CaSO₄ – ангидрит; CaF₂ – плавиковый шпат (флюорит)

SrSO₄ – целестин; SrCO₃ – стронцианит; Ba BaSO₄ – барит; BaCO₃ – витерит

Физические свойства

Щелочноземельные металлы (по сравнению со щелочными металлами) обладают более высокими t°пл. и t°кип, плотностями и твердостью.

Химические свойства

Очень реакционноспособны, сильные восстановители. Активность металлов и их восстановительная способность увеличивается в ряду: Be–Mg–Ca–Sr–Ba

Возможная степень окисления +2.

1. Взаимодействие с водой.

В обычных условиях поверхность Be и Mg покрыты инертной оксидной пленкой, поэтому они устойчивы по отношению к воде, но с горячей водой магний образует основание Mg(OH) ₂_.

В отличие от них Ca, Sr и Ba растворяются в воде с образованием гидроксидов, которые являются сильными основаниями:

Ве + H ₂ O → ВеO+ H ₂

Ca + 2H ₂ O → Ca(OH) ₂ + H ₂

2. Взаимодействие с кислородом.

Все металлы образуют оксиды RO, барий образует пероксид – BaO₂:

2Mg + O ₂ → 2MgO

Ba + O ₂ → BaO ₂

3. Взаимодействие с неметаллами:

Be + Cl ₂ → BeCl ₂ (галогениды)

Ba + S → BaS (сульфиды)

3Mg + N ₂ → Mg ₃ N ₂ (нитриды)

Ca + H ₂ → CaH ₂ (гидриды)

Ca + 2C → CaC ₂ (карбиды)

3Ba + 2P → Ba ₃ P ₂ (фосфиды)

Бериллий и магний сравнительно медленно реагируют с неметаллами.

4. Взаимодействие с кислотами:

Ca + 2HCl → CaCl ₂ + H ₂

Mg + H ₂ SO ₄ (разб.) → MgSO ₄ + H ₂

5. Качественная реакция на катионы щелочноземельных металлов – окрашивание пламени в следующие цвета:

Ca 2+ - темно-оранжевый; Sr 2+ - темно-красный; Ba 2+ - светло-зеленый

Катион Ba 2+ обычно открывают обменной реакцией с серной кислотой или ее солями:

BaCl ₂ + H ₂ SO ₄ → BaSO ₄ ↓ + 2HCl

Ba 2+ + SO ₄ 2- → BaSO ₄ ↓ Сульфат бария – белый осадок, нерастворимый в минеральных кислотах.

Презентация к уроку "Магний и щелочноземельные металлы"

цель
cформировать основные представления о магнии и кальции, как о химических элементах и простых веществах, ознакомиться с нахождением в природе магния и кальция, раскрыть их биологическую роль; ознакомиться со строением атомов данных элементов, физическими и химическими свойствами, закрепить умения и навыки по составлению уравнений химических реакций; ознакомиться с практическим применением изученных металлов.

Новые понятия
«Земли», щелочноземельные металлы, известковая вода, гашеная известь.

.
Опорно-двигательная система, жемчуг, мраморная статуя, зубная эмаль, яичная скорлупа, творог, дистрофия, рахит.
.
Бензопила «Дружба», сигнальные ракеты, трассирующие пули и снаряды, зажигательные бомбы, хлорофилл, сердце, судороги, бессонница, хроническая усталость, инсульт.
30
По какому принципу
объединены эти слова

Значение кальция
Кальций в организме человека и источники его пополнения

Значение магния
Магний в организме человека и источники его пополнения

магния в организме (мг)
Девушки от 14 до 18 лет 360 мг
Юноши от 14 до 18 лет 410 мг

кальция в организме
1300 мг

Нахождение в природе

История открытия металлов
Магний (Magnesium) - город Магнезия в Малой Азии
Кальций (Сalcis) - «известь», «мягкий камень»,
щелочноземельный. Их оксиды - «земли» (по терминологии алхимиков) - сообщают воде щелочную реакцию.

сэр Хемфри Дэви, 1808 г

Характеристика элемента
Положение в Периодической системе и строение атома

Физические свойства металлов
Общие : лёгкие, пластичные, поддаются обработке, имеют металлический блеск, проводят электрический ток, имеют большую жесткость, плотность, значительно выше температуры плавления и кипения чем у щелочных металлов
Причина?
в кристаллической решетке на один двухзарядный положительный ион металлического элемента приходятся два свободных электрона и притяжения между ними сильнее, чем в щелочных металлах.
Отличие:………………………………………………………………
а) магний. б) кальций

Сравнение химических свойств магния и кальция
Взаимодействие с неметаллами
Горение в кислороде;
а) кальция б — магния в кислороде;

в — магния в воде;
г — магния в йоде
Взаимодействие с неметаллами
Горение: а — кальция в кислороде; б — магния в кислороде;
в — магния в воде;
г — магния в йоде

Сравнение химических свойств магния и кальция
Взаимодействие с водой:
Магний - при нагревании,)
Кальций - при обычных условиях (очень бурно)
Взаимодействие с кислотами
Внимание. Концентрированные и разбавленные сильные кислоты !

Окраска пламени
Соли кальция - кирпично-красное окрашивание
Mg - белое окрашивание

Промышленное использование металлов
Магний: большая часть добываемого магния используется для производства магниевых конструкционных сплавов, востребованных авиационной, автомобильной, атомной, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, в приборостроении

Кальций: в сплавах свинца, они идут на аккумуляторные решетки; добавка к сплавам, снижающая температуру их формирования и облегчающая отделение шлаков при выплавке металлов в черной металлургии (флюсы).

Магний
Серебристо - белый, электропроводящий,
Защищает, укрепляет, продлевает
____________________________________________
Жизнь

Краткое описание документа:

9 класс. Тема . МЕТАЛЛЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Вопросы программы: Строение атома магния и кальция. Нахождение в природе. Физические свойства магния и кальция. Химические свойства: реакции с неметаллами, водой, кислотами. Демонстрации: 1. Взаимодействие магния и кальция с водой.

Тема: Магний и щелочноземельные металлы

Цели:

образовательная: cформировать у учащихся основные представления о магнии и кальции, как о химических элементах и простых веществах, ознакомиться с соединениями магния и кальция, раскрыть их биологическую роль; закрепить умения и навыки по составлению уравнений химических реакций; изучить свойства магния и кальция, их значение и применение;
развивающая: развитие поисковой и познавательной активности и самостоятельности учащихся; развитие критического мышления;
воспитательная: расширение кругозора учащихся, формирование здоровьесберегающей компетентности.

Тип урока -изучение нового материала

Основные понятия: щелочноземельные металлы, известковая вода, гашеная известь, «земли».

Педагогическая технология: технология развитие критического мышления

Межпредметные связи: биология, физика, география

Оборудование: компьютер, проектор.

Структура и содержание урока

Основные этапы

таймер

Содержание деятельности

1.«Вызов»

Мотивация. Формулирование темы. Постановка цели.

« Верные и неверные суждения»

Слайд №3.

Учитель обращается к классу с заданием: проанализировать и раскрыть принцип объединения представленных слов в определенные ряды (работа проводится в группах)

Опорно-двигательная система, жемчуг, мраморная статуя, зубная эмаль, яичная скорлупа, творог, дистрофия, рахит.

Бензопила «Дружба», сигнальные ракеты, трассирующие пули и снаряды, зажигательные бомбы, хлорофилл, сердце, судороги, бессонница, хроническая усталость, инсульт.

Анализируя представленный материал и высказывая свои суждения учащиеся приходят к выводу о содержании в них соединений кальция и магния.

Решив поставленню задачу учащимсяпредлагается сформулировать тему урока и раскрыть ёё цель.

(Слайд № 2)

Учитель раскрывает основные задачи урока, вводит учащихся в новое понятийное поле и предлагает в течение урока заполнить таблицу:

Что я знаю?

Что я хочу узнать?

«Осмысление»

По окончании презентации учащиеся должны ответить на вопрос: в виде каких частиц содержатся данные микроэлементы в нашем организме ипочему?

После высказывания суждений учащиеся приходят к выводу: в виде ионов.

Перед учениками ставится новый вопрос: могут ли данные элементы встречаться в природе в чистом виде?

Обсуждая данный вопрос и опираясь на ранее изученный материал, учитывая положение элементов в электрохимическом ряду напряжений металлов приходим к выводу: только в виде соединений.

Групповая исследовательская работа (слайд 9,10)

1 группа – характеристика магния

2 группа – характеристика кальция

По окончании презентации учащимся предлагается провести исследовательскую работу по результатам которой должен быть сделан вывод о характере восстановительных свойствах данных элементов по сравнению со щелочными металлами, а для этого:

- охарактеризовать положение элементов в ПСХЭ,

- составить электронные формулы атомов данных элементов,

- составить электронные формулы ионов данных элементов,

- определить возможные степени окисления данных элементов,

- определить тип кристаллической решетки и характер связи,

- установить причинно – следственную связь между строением вещества и его физическими свойствами (используя материал учебника).

Результаты работы заносятся в таблицу:

После заслушивания результатов исследовательской работы учащимся предлагается установить причинно – следственную связь между строением вещества и его химическими свойствами, а для этого рассмотреть процесс взаимодействия веществ с неметаллами, водой, кислотами. Выяснить разницу в активности металлов по отношению к определенным реагентам и условия протекания реакций, определить условия хранения веществ, рассчитать объем водорода, который может выделиться при взаимодействии: 1 группа 2.4 г магния с водой; 2 группа 4 г кальция с водой. (Совместная исследовательская деятельность). Учащиеся просматривают видеоролики, оформляют записи в виде таблицы:

Процесс взаимодействия с Са

Процесс взаимодействия с Мg

Внимание. Оксидная плёнка!

Решают расчетные задачи. Обобщают материал. Слайд 11,12, 13,

Просмотр видеоматериалов:

Взаимодействие магния с водой.

Взаимодействие кальция с водой

Окрашивание пламени солями кальция

Горение магния

3. «Рефлексия»

размышление

Подводится итог занятия.

Кальций

сгорает, сворачивает, укрепляет,

Магний

Серебристо - белый, электропроводящий,

Защищает, укрепляет, продлевает,

Заслушиваются выборочно информации из таблиц (самооценка деятельности)

Что я хочу узнать? (Узнал!)

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Читайте также: