碱土金属
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,包括鈹、鎂、鈣、鍶、鋇 和放射性元素鐳。






鹼土金屬都是銀白色的,比較軟的金屬,密度比較小。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,但铍離子最外層只有2個電子。
碱土金属都是活泼金属[1]。
碱土金属元素主要性质的比较[编辑]
元素名称 |
主要化合价 |
硬度(金刚石=10) |
单质沸点(℃) |
焰色試驗結果 |
||||||
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铍 | Be | 0.105 | +2 | 固体 | 1.848 | 4 | 1278 | 2970 | 1.5 | 无焰色 |
镁 | Mg | 0.150 | +2 | 固体 | 1.738 | 2.0 | 650 | 1090 | 1.2 | 无焰色 |
鈣 | Ca | 0.180 | +2 | 固体 | 1.55 | 1.5 | 842 | 1484 | 1.0 | 磚紅色[1] |
鍶 | Sr | 0.200 | +2 | 固体 | 2.63 | 1.8 | 777 | 1382 | 1.0 | 紅色[1] |
鋇 | Ba | 0.215 | +2 | 固体 | 3.510 | 1.25 | 727 | 1870 | 0.9 | 蘋果綠[1] |
鐳 | 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,不像鹼金屬中的鈉和鉀在室溫中就會和水反應。而鎂和冷水反應缓慢,在热水或水蒸汽才较为剧烈,鈣常温下可以和冷水剧烈反应。
- 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:
- MH2 + 2 H2O → M(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、石灰石和方解石等。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。放射性元素鐳最長的半衰期只達1601年,因此它只是由其他較重的元素經放射性衰變所得,從而在大自然出現。
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;鎂作為某些酶的活性中心;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]
- ^ 1.0 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].
- ^ 《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
- ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
- ^ 《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: |
碱金属 | 3族元素 |
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