碱土金属

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碱土金属
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釤(鑭系元素)
銪(鑭系元素)
釓(鑭系元素)
鋱(鑭系元素)
鏑(鑭系元素)
鈥(鑭系元素)
鉺(鑭系元素)
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鐿(鑭系元素)
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鋦(錒系元素)
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鍩(錒系元素)
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𨨏(過渡金屬)
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錀(預測為過渡金屬)
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鈇(貧金屬)
鏌(預測為貧金屬)
鉝(預測為貧金屬)
鿬(預測為鹵素)
鿫(預測為惰性氣體)
碱金属  3族
IUPAC族編號 2
以元素的命名 鈹族元素
俗稱 碱土金属
CAS族編號
(US, pattern A-B-A)
IIA
舊IUPAC族編號
(Europe, pattern A-B)
IIA

↓ 周期
2
Image: Lump of beryllium
(Be)
4 鹼土金屬
3
Image: Magnesium crystals
(Mg)
12 鹼土金屬
4
Image: Calcium stored under argon atmosphere
(Ca)
20 鹼土金屬
5
Image: Strontium floating in paraffin oil
(Sr)
38 鹼土金屬
6
Image: Barium stored under argon atmosphere
(Ba)
56 鹼土金屬
7
Image: Radium electroplated on copper foil and covered with polyurethane to prevent reaction with air
(Ra)
88 鹼土金屬

圖例
原始核素英语primordial element
放射性元素
原子序顏色:

固體液體氣體

碱土金属指的是元素週期表上第 2 族(ⅡA族)的六个金属元素,包括 和放射性元素

鹼土金屬都是銀白色的,比較軟的金屬密度比其他金屬小。鹼土金屬在化合物中是以+2的氧化態存在。鹼土金屬原子失去電子變為陽離子時,最外層一般是8個電子,但離子最外層只有2個電子

碱土金属具有很好的延展性、可以制成许多合金、如鎂鋁合金

鹼土金屬對水的溶解度低,且都是活泼金属、強電離[1]

碱土金属元素主要性质的比较[编辑]

 元素名称 

元素符号

原子半径nm

主要化合价

状态(标况)

单质密度/立方厘米

硬度(金刚石=10)

单质熔点

单质沸点(℃)

电负性P)[2]

焰色試驗結果

Be 0.105 +2 固体 1.848 4 1278 2970 1.5 无焰色
Mg 0.150 +2 固体 1.738 2.0 650 1090 1.2 无焰色
Ca 0.180 +2 固体 1.55 1.5 842 1484 1.0 磚紅色[1]
Sr 0.200 +2 固体 2.63 1.8 777 1382 1.0 紅色[1]
Ba 0.215 +2 固体 3.510 1.25 727 1870 0.9 蘋果綠[1]
Ra 0.215 +2 固体 5.000 1.03 700 1737 0.9 紅色

化学性质[编辑]

鹼土金屬和水的反應較碱金屬與水的反應要溫和,不像鹼金屬中的在室溫中就會和水反應。而和冷水反應缓慢,在热水或水蒸汽才较为剧烈,常温下可以和冷水剧烈反应。

  • 碱土金屬可和鹵素(例如:氯)反應,產生離子化合物。不過鈹的鹵化物是共價化合物,不是離子化合物。其中越重的元素就反應得越劇烈。[來源請求]

  • 碱土金属都能在空气中燃烧,主要产生氧化物,以下為鹼土金屬還原氧氣(O2)的方程式:


镁还能形成氮化物(氮化镁),钡和氧气加热下反应除了得到氧化钡,还能得到过氧化钡(过氧化钡可以吸氧、放氧,用来提取大气中的氧气[3])。

化合物性质[编辑]

氢化物[编辑]

碱土金属的离子氢化物是强还原剂,其和水的反应方程式通式为:

  • MgH2 + 2 H2O → Mg(OH)2 + 2 H2[4]

卤化物[编辑]

放射性[编辑]

除鎂和鍶外所有鹼土金屬都至少有一個放射性同位素,其中鈹-7、鈹-10、鈣-41和鐳-226是微量放射性同位素。鈣-48和鋇-130由於有很長的半衰期,因此它們都存在於大自然。

蘊藏量[编辑]

鈣和鎂都在地殼中常見,它們分別是現時地球蘊藏量第五多和第八多的元素。這兩個元素在地殼形成數種的礦物,如白雲石石灰石方解石等。其他非放射性元素在地球的蘊藏量較少,但也形成礦物,如綠柱石(鈹)、天青石(鍶)和重晶石(鋇)等。放射性元素最長的半衰期只達1601年,因此它只是由其他較重的元素經放射性衰變所得,從而少量地在大自然中出現。

在生物圈的位置[编辑]

  • 鈹的低水溶性令其難以被生物利用,而且鈹和其化合物都有劇毒。此外,鈹及其化合物更已被國際癌症研究機構列為1類致癌物
  • 鎂和鈣在生物圈較為普及,並佔有重要的位置。它們參與多種角色,如鎂/鈣離子就參與一些細胞的過程;鎂作為某些的活性中心;鈣鹽(如羥磷灰石)則是構成生物結構的成份之一,如脊髓動物的骨骼就含有鈣鹽。
  • 鍶和鋇在生物圈內的可用性較低。鍶在海洋生物,特別是在硬珊瑚扮演較重要的角色;牠們以鍶建立外骨骼。這兩種元素都有其醫學用途,如硫酸鋇就是使用X-光透視腸胃前需服用的藥物。鍶化合物則可應用於牙膏中。
  • 鐳的可用性較低,並有著高放射性,而且是剧毒的,因此它對生物來說是有害的。

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Royal Society of Chemistry. Visual Elements: Group 2–The Alkaline Earth Metals. Visual Elements. Royal Society of Chemistry. [13 January 2012]. 
  2. ^ 《无机化学》.高等教育出版社.第10章 碱金属和碱土金属元素.10.2 碱金属和碱土金属的性质
  3. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  4. ^ 《无机化学》.高等教育出版社.第10章 碱金属和碱土金属元素.10.3 氢化物

参见[编辑]

左方一族: 碱土金属
第2族(ⅡA)
右方一族:
1族元素 3族元素