Щёлочноземельные металлы - строение, формулы, характеристика

Кальций

Римляне словом calx (род. падеж calcis) называли все мягкие камни, чаще всего это был известняк. Заимствовали они это слово из греческого (chalix — мелкий камень, галька, а в новогреческом chaliki — щебень). Со временем на-звание calx закрепилось только за известняком (недаром мел по-английски — chalk). Это же слово в древности использовали для извести — продукта обжига карбоната кальция. В связи с этим интересно название старинной улицы в Риге — Калькю, известной с 1404 г. Как сообщил автору много лет назад один из рижских старожилов, эта улица (с 1950 г. она носила имя Ленина) раньше называлась Kaļķu iela, по-латышски — «известковая улица». Он пояснил, что когда-то здесь была печь, в которой обжигали известь. В 1990 г. улице вернули ее прежнее название. Впервые металлический кальций получил Г. Дэви в 1808 г. электролизом влажной гашеной извести; он же дал название новому элементу.

Коралловые рифы и коралловые острова образовались из скелетов колоний коралловых полипов. Кораллы также состоят в основном из карбоната кальция с примесями карбоната магния и незначительного количества оксида железа, который придает им красный цвет.

Алхимики кальцинацией называли сам процесс обжига. Отсюда кальцинированная сода — безводный карбонат натрия, получающийся при прокаливании соды. Любопытно родство кальция с калькулятором: у римлян calculus (уменьшительное от calx) — мелкий камешек, галька. Такие камешки использовали для простых расчетов. Отсюда calculatio — вычисление, счет, calculator — счетовод, счетчик, бухгалтер, а также преподаватель арифметики. Все эти латинские слова оставили след в европейских языках. Так, по-английски calx — окалина, зола, а также известь; calculus — камень в почках, мочевом пузыре, а также исчисление (дифференциальное и интегральное) в высшей математике; calculate — вычислять, рассчитывать. По-немецки Kalk — известь, известка, kalkig — бледный как мел, а также выпачканный известью, Kalkül — вычисление, счет, а также смета (в немецко-русском химическом словаре приведено около 70 слов и выражений, начинающихся с Kalk). В современном итальянском языке, который ближе всех к латинскому, calcolo — это и вычисление, и камень. Так что кальций и калькулятор — начинающихся с Kalk!). В современном итальянском языке, который ближе всех к латинскому, calcolo — это и вычисление, и камень. Так что кальций и калькулятор — родственники, хотя и далекие. В земной коре по распространенности кальций занимает пятое место. В природе он находится в основном в виде карбоната: кальцит (известняк), мел, мрамор.

Эти минералы образовались из остатков раковин морских организмов. В литре морской воды содержится около 0,4 г кальция. Из карбоната кальция в основном построена скор-лупа птичьих яиц.

Прозрачные кристаллы кальцита (исландского шпата) давно привлекали внимание своим необычным свойством — «раздваивать» изображения. В науке такое свойство называется двойным лучепреломлением; его объяснение в начале XIX века было важным этапом для понимания волновой природы света

Кальций

Кальций входит в состав многих других минералов, среди которых гипс (сульфат кальция), доломит (смешанный карбонат кальция и магния), флюорит (фторид кальция). С древних времен использовали гашеную известь (гидроксид кальция) — прекрасное связующее при постройке зданий. Известковый раствор поглощает из воздуха углекислый газ и твердеет. Ежегодная добыча карбоната кальция исчисляется миллиардами тонн. В виде тонкого порошка мел входит в состав кремов и зубных паст, косметики, используется как наполнитель в производстве бумаги, пластмасс, резины, красок. Карбонат кальция используется в производстве стекла, для побелки жилищ, окраски стволов деревьев, вносится в почву при избытке в ней кислоты. Металлический кальций используют для восстановления некоторых металлов.

Ионы кальция активируют деятельность ряда важных ферментов, активно влияют на нервно-мышечную и сердечно-сосудистую системы. Например, сердце лягушки, омываемое раствором хлорида калия, резко ослабляет свою деятельность, а при введении в раствор хлорида кальция происходит резкое усиление пульсации. Хлорид кальция применяется в медицине для лечения ряда заболеваний.

В среднем человеке примерно 1,2 кг кальция, почти весь он находится в костях в виде фосфата кальция. Человек получает кальций с молоком, творогом, овощами. Однако кальций в овощах находится в виде нерастворимого оксалата, который не усваивается. Для того чтобы ионы кальция всосались из кишечника в кровь, необходим витамин D. Вот почему при недостатке этого витамина развивается рахит — даже при избытке кальция в пище.

Применение

Антикоррозионный материал

Барий добавляется совместно с цирконием в жидкометаллические теплоносители (сплавы натрия, калия, рубидия, лития, цезия) для уменьшения агрессивности последних к трубопроводам, и в металлургии.

Сегнето- и пьезоэлектрик

Титанат бария используется в качестве диэлектрика при изготовлении керамических конденсаторов, а также в качестве материала для пьезоэлектрических микрофонов и пьезокерамических излучателей.

Пиротехника

Пероксид бария используется для пиротехники и как окислитель. Нитрат бария и хлорат бария используется в пиротехнике для окрашивания пламени (зеленый огонь).

Высокотемпературная сверхпроводимость

Оксид бария совместно с оксидами меди и редкоземельных металлов применяется для синтеза сверхпроводящей керамики работающей при температуре жидкого азота и выше.

Ядерная энергетика

Оксид бария применяется для варки специального сорта стекла — применяемого для покрытия урановых стержней. Один из широкораспространенных типов таких стекол имеет следующий состав — (оксид фосфора — 61 %, ВаО — 32 %, оксид алюминия — 1,5 %, оксид натрия — 5,5 %). В стекловарении для атомной промышленности применяется так же и фосфат бария.

Химические источники тока

Фторид бария используется в твердотельных фторионных аккумуляторных батареях в качестве компонента фторидного электролита.

Оксид бария используется в мощных медноокисных аккумуляторах в качестве компонента активной массы (окись бария-окись меди).

Сульфат бария применяется в качестве расширителя активной массы отрицательного электрода при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.

Получение

Основное сырье для получения бария — баритовый концентрат (80-95 % BaSO4), который в свою очередь получают флотацией барита. Сульфат бария в дальнейшем восстанавливают коксом или природным газом:

Далее сульфид при нагревании гидролизуют до гидроксида бария Ba(OH)2 или под действием CO2 превращают в нерастворимый карбонат бария BaCO3, который затем переводят в оксид бария BaO (прокаливание при 800 °C для Ba(OH)2 и свыше 1000 °C для BaCO3):

Металлический барий получают из оксида восстановлением алюминием в вакууме при 1200—1250 °C:

4BaO + 2Al = 3Ba + BaAl2O4.

Очищают барий перегонкой в вакууме или зонной плавкой.

Свойства атомов

Чем больше порядковый номер элемента, тем сильнее проявляются его восстановительные свойства (то есть тем лучше проявляется способность атома химического элемента отдавать электроны). Это связано с тем, что с увеличением порядкового номера элемента увеличивается число занятых атомных орбиталей, следовательно, электроны на внешнем уровне расположены дальше от ядра, притяжение между ними меньше, благодаря чему атом легче их отдаёт в ходе реакций.

Последний элемент в этой группе – радий. Это радиоактивный элемент, который крайне редко встречается в природе. Радий называют элементом-убийцей не просто так: Пьер и Мария Кюри, учёные, которые открыли радий и пытались получить чистый элемент, ощутили его страшную силу на себе.

История

Двойное название группы – отражение природы и характеристик входящих в нее элементов:

Они способны образовывать щелочи.
Ряд свойств их оксидов близки окислам алюминия и железа. Такие вещества еще средневековые алхимики именовали «землями».

Сегодняшний состав щелочноземельной группы сформировался не сразу: бериллий и магний отсутствовали.

Это объяснялось отличием свойств данных элементов от остальных:

По большинству характеристик они ближе к алюминию, чем к другим элементам группы.
Их гидроксиды – не щелочи.
Магний взаимодействует с водой в замедленном режиме, у бериллия реакция в таком растворе нулевая. Та же картина при контакте с неметаллами.

Однако специалисты Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) решили все-таки причислить бериллий и магний к щелочноземельной группе.

Металлы в периодической таблице

Металлы в таблице Менделеева имеют преобладающее количество, список их достаточно обширен. Они характеризуются общими признаками, по свойствам они неоднородны и делятся на группы. Некоторые из них имеют мало общего с металлами в физическом смысле, а иные могут существовать только доли секунды и в природе абсолютно не встречаются (по крайней мере, на планете Земля), поскольку созданы, точнее, вычислены и подтверждены в лабораторных условиях, искусственно. Каждая группа имеет собственные признаки, название и довольно заметно отличается от других. Особенно это различие выражено у первой группы.

Положение металлов

Какого положение металлов в периодической системе? Элементы расположены по увеличению атомной массы или количества электронов и протонов. Их свойства изменяются периодически, поэтому аккуратного размещения по принципу «один к одному» в таблице нет. Как определить металлы, и возможно ли это сделать по таблице Менделеева? Для того, чтобы упростить вопрос, придуман специальный прием: условно по местам соединения элементов проводится диагональная линия от Бора до Полония (или до Астата). Те, что оказываются слева — металлы, справа — неметаллы. Это было бы очень просто и здорово, но есть исключения — Германий и Сурьма.

Важно! Это работает только в длинной системе, на коротком варианте таблицы Менделеева многие металлы оказываются справа. Такая «методика» — своего рода шпаргалка, она придумана лишь для упрощения процесса запоминания

Для более точного представления следует запомнить, что список неметаллов составляет всего 22 элемента, поэтому отвечая на вопрос, сколько всего металлов всего содержится в таблице Менделеева

Такая «методика» — своего рода шпаргалка, она придумана лишь для упрощения процесса запоминания. Для более точного представления следует запомнить, что список неметаллов составляет всего 22 элемента, поэтому отвечая на вопрос, сколько всего металлов всего содержится в таблице Менделеева

На рисунке можно наглядно увидеть, какие элементы являются неметаллами и как они располагаются в таблице по группам и периодам.

Химические свойства щелочноземельных металлов: взаимодействие, получение

Главную подгруппу второй группы периодической системы химических элементов образуют металлы, которые получили название щелочноземельных. Так названы они потому, что гидраты их окислов («земель»), подобно гидратам окислов щелочных металлов, являются щелочами.

Внешний электронный слой их атомов состоит из двух электронов. Отдавая их, атомы этих металлов превращаются в ионы, несущие две единицы положительного заряда. Во всех своих соединениях металлы подгруппы бериллия положительно двухвалентны. В периодической таблице они соседствуют с щелочными металлами. Поэтому эти элементы проявляют высокую химическую активность, уступая в ней только щелочным металлам. Свойства металла повышаются с увеличением порядкового номера.

Вступают в реакции с кислородом, продуктом реакции становятся оксиды, исключение барий, он образует пероксид BaO₂. Бериллий и магний взаимодействуют с кислородом только при очень высоких t, так как покрыты тонкой защитной оксидной пленкой.
2Ca + O₂ → 2CaO

В приведенной выше реакции кусочек кальция сгорает с образованием белого дыма при нагревании. Он образован тончайшими твердыми частицами оксида кальция.
Подобно щелочным металлам взаимодействуют с водой, но менее активно. В результате образуется гидрат оксида и вытесняется водород.
Фенолфталеин окрашивается в полученном растворе в малиновый цвет. Этот пример оправдывает ожидаемое сходство в химических свойствах щелочноземельных и щелочных металлов: оба взаимодействуют с водой с выделением водорода. Гидраты оксидов щелочноземельных металлов, как и щелочи, являются щелочами, то есть они растворимы в воде.
Все металлы, кроме бериллия, вступают в реакцию с галогенами. Бериллий взаимодействует с галогенами только при повышенных температурах. Продуктом реакции являются галогениды.
Ca + Cl₂ → CaCl₂
При нагревании с водородом реагируют все щелочноземельные металлы, кроме бериллия. В результате образуются гидриды.
Ca + H₂ → CaH₂
Реагируют с серой, в результате чего образуются сульфиды.
Ca + S → CaS
Взаимодействуют с азотом при нагревании, за исключением магния. Он реагирует с азотом в нормальных условиях. Продуктом реакции являются нитриды.

3Be + N₂ → Be₃N₂ 3Mg + N₂ → Mg₃N₂
Могут вступать в реакции с кислотами, в результате образуют соли соответствующей кислоты и водород.

Получение

Основными способами получения металлов второй группы главной подгруппы являются электролиз расплавов, алюминотермия и вытеснение из их солей другими более активными металлами.

CaO + Al → Al₂O₃ + Ca

MgBr₂ + Ca → CaBr₂ + Mg

Как ищутся металлы и неметаллы

Определение металлов теоретическим методом

Теоретический метод:

Все металлы, за исключением ртути, находятся в твердом агрегатном состоянии. Они пластичны и без проблем гнутся. Также данные элементы отличаются хорошими тепло- и электропроводящими свойствами.
Если вам нужно определить список металлов, то проведите диагональную линию от бора до астата, ниже которой будут располагаться металлические компоненты. К ним относятся также все элементы побочных химических групп.
В первой группе первой подгруппе находятся щелочные, например, литий или цезий. При растворении образую щелочи, а именно гидроксиды. Обладают электронной конфигурацией вида ns1 с одним валентным электроном, который при отдаче приводит проявлению восстановительных свойств.

Во второй группе главной подгруппы находятся щелочно-земельные металлы по типу радия или кальция. При обычной температуре они обладают твердым агрегатным состоянием. Их электронная конфигурация имеет вид ns2. Переходные металлы располагаются в побочных подгруппах. Они обладают переменными степенями окисления. В низших степенях проявляются основные свойства, промежуточные степени выявляют кислотные свойства, а в высших степенях амфотерные.

Теоретическое определение неметаллов

В первую очередь, такие элементы обычно находятся в жидком или газообразном состоянии, иногда в твердом. При попытке согнуть их
они ломаются по причине хрупкости. Неметаллы плохо проводят тепло и электрический ток. Неметаллы находятся в верхней части диагональной линии, проведенной от бора до астата. В атомах неметаллов содержится большое количество электронов, из-за чего им выгоднее принимать дополнительные электроны, нежели отдавать. К неметаллам также относят водород и гелий. Все неметаллы располагаются в группах со второй по шестую.

Химические способы определения

Есть несколько способов:

Нередко приходится применять химические методы определения металлов. Например, нужно определить количество меди в сплаве. Для этого следует нанести каплю азотной кислоты на поверхность и через некоторое время пойдет пар. Промокните фильтрованную бумагу и подержите над колбой с аммиаком. Если пятно окрасилось в темно-голубой цвет, то это свидетельствует о наличии меди в сплаве.
Предположим, что вам надо отыскать золото, но вы не хотите спутать его с латунью. Наносите на поверхность концентрированный раствор азотной кислоты в соотношении 1 к 1. Подтверждением большого количества золота в сплаве будет отсутствие реакции на раствор.
Очень популярным металлом считается железо. Для его определения нужно нагреть кусочек металла в соляной кислоте. Если это действительно железо, то колба окрасится в желтый цвет. Если для вас химия довольно проблемная тема, то возьмите магнит. Если это действительно железо,то оно притянется к магниту. Никель определяется практически таким же методом, как и медь, только дополнительно капните диметилглиоксин на спирт. Никель подтвердит себя красным сигналом.

Похожими методами определяются и остальные металлические элементы. Просто используйте необходимые растворы и все получится.

Какие щелочные металлы

Щелочные металлы — это элементы, которые имеют только один валентный электрон в своей внешней оболочке. Эти металлы помещаются в группу IA периодической таблицы. Эти металлы включают литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций. Пожертвовав один электрон во внешней оболочке атому, принимающему электроны, эти металлы становятся положительно заряженными и получают электронную конфигурацию благородного газа. Все щелочные металлы являются ионными и показывают электровалентность. Тенденция к донорству электронов возрастает вниз по группе, поскольку положительно заряженное ядро имеет меньше сил притяжения к внешнему электрону из-за присутствия большего количества заполненных электронами внутренних оболочек. В отличие от большинства других металлов, щелочные металлы мягкие с низкой плотностью и низкой температурой плавления. Эти металлы являются наиболее реакционноспособными из всех металлов периодической таблицы.

Щелочные металлы

Щелочные металлы — это элементы главной подгруппы I группы Периодической системы химических элементов Менделеева (ПСМ) (кроме водорода).

Задание 9.1. Назовите все щелочные металлы. Составьте схемы строения атомов натрия и калия. Укажите распределение их валентных электронов.

На внешнем уровне у атомов таких металлов находится по 1 электрону, но расстояние до ядра, а значит, и притяжение к нему, у этих электронов различно.

Вопрос. У какого элемента (натрия или калия) внешние электроны дальше от ядра?

Чем дальше электроны от ядра, тем слабее они притягиваются к нему, тем легче данный атом отдаёт электроны. А это означает, что металлические свойства выражены тем ярче, чем дальше валентные электроны от ядра (при прочих равных условиях). Поэтому сверху вниз в каждой главной подгруппе увеличивается число энергетических уровней в атомах, растёт металлическая активность элементов, т. е. способность их атомов отдавать электроны.

Вопрос. Какой металл более активный: натрий или калий?

Таким образом, активность щелочных металлов возрастает

Но поскольку на внешнем уровне любого щелочного металла находится один электрон, в любой химической реакции щелочные металлы могут отдать только один электрон. Значит, они имеют постоянную валентность I и образуют оксиды состава

Этот оксид растворяется в воде, реагирует с нею:

Полученное основание — щёлочь.

Вопрос. Что такое щёлочь? (См. урок 2.3.)

В подгруппе сверху вниз увеличивается и сила оснований, т. е. способность диссоциировать в водных растворах на ионы. Самой сильной щёлочью является CsOH.

Растворы щелочей мылкие на ощупь, разъедают кожу и ткани (щёлочи — едкие!), изменяют окраску индикаторов. Поскольку все металлы главной подгруппы I группы образуют щёлочи, — их называют «щелочные металлы».

Рассмотрим свойства щелочных металлов на примере натрия. При этом будем придерживаться схемы, изложенной начале второй части.

Строение атома Nа изображается схемой:

Имея один валентный электрон (…3s1), натрий является активным металлом с постоянной валентностью I:

Простое вещество «натрий» — очень лёгкий (легче воды) серебристо-белый металл, который легко режется ножом. Натрий активно реагирует с кислородом, водородом, неметаллами, водой:

Вопрос. Почему атом серы присоединил 2 электрона?

Задание 9.2. Составьте уравнения реакций натрия с хлором Cl₂, азотом N₂ и водой (при затруднениях см. пояснения в уроке 7).

Даже небольшие кусочки натрия (величиной с горошину) при попадании в воду вызывают оглушительный взрыв — это взрывается водород (см. урок 12). Тот же эффект будет, если натрий опустить в раствор кислоты или соли. Кроме того, здесь возможны более сложные побочные процессы. Поэтому составлять уравнения реакций для щелочных металлов в качестве примеров процессов

металл + раствор кислоты →
металл + раствор соли →

не рекомендуется.

Натрий образует основный оксид Nа₂O, который реагирует с водой, с кислотами и кислотными оксидами (см. урок 2.1), например:

Задание 9.3. Составьте уравнения реакций оксида натрия с водой и с серной кислотой.

Гидроксид натрия NaOH (едкий натр, каустическая сода) проявляет все свойства щелочей: реагирует с кислотными оксидами, кислотами, растворами солей (см. урок 2.3), например:

Все соединения натрия окрашивают пламя в жёлтый цвет. Это качественная реакция на соединения натрия.

Задание 9.4. Составьте уравнения реакций гидроксида натрия с хлоридом железа III, фосфорной кислотой, оксидом серы IV. (При затруднениях см. урок 2.3.)

Задание 9.5. Опишите по разобранной схеме свойства калия и его соединений.

Многие соединения натрия нашли применение в быту и промышленности. Так, каустическая сода NаОН применяется для получения мыла, в производстве алюминия, искусственных волокон и др. Кальцинированная сода Na₂CO₃ также применяется при получении мыла, а также при варке стекла, стирке белья и др. Но в пищу эти «соды» не употребляются! При приготовлении пищи используют питьевую соду NaHCO₃ и поваренную соль NaCl. Питьевая сода используется при лечении простуды, её кладут в печенье, пирожки. Без соли NaCl почти любая еда покажется невкусной, без неё невозможно законсервировать мясо, овощи, грибы. Эти вещества применяются и в технических целях.

Качественные реакции с использованием ионов щелочноземельных металлов

Соединения бария и стронция – это примеры щелочноземельных металлов, широко используемых в пиротехнике по причине яркого окрашивания пламени их ионами. Так, сульфат или карбонат стронция дает карминово-красное свечение пламени, а соответствующие соединения бария – желто-зеленое. Для обнаружения ионов кальция в лаборатории на пламя горелки насыпают несколько крупинок хлорида кальция, пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.

Раствор хлорида бария применяют в аналитической химии для выявления в растворе ионов кислотного остатка сульфатной кислоты. Если при сливании растворов образуется белый осадок сульфата бария – значит, в нем находились частицы SO₄2-.

В нашей статье мы изучили свойства щелочноземельных металлов и привели примеры их применения в различных отраслях промышленности.

Элементы IIIA группы

Элементы IIIA группы: бор В, алюминий Al, галлий Ga, индий In и таллий Tl — имеют мало стабильных изотопов, что характерно для атомов с нечетными порядковыми номерами. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня в основном состоянии ns2nр1 характеризуется наличием одного неспаренного электрона. В возбужденном состоянии элементы IIIA группы содержат три неспаренных электрона, которые, находясь в sp2-гибридизации, принимают участие в образовании трех ковалентных связей. При этом у атомов остается одна незанятая орбиталь. Поэтому многие ковалентные соединения элементов IIIA группы являются акцепторами электронной пары (кислоты Льюиса), т.е. могут образовывать четвертую ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму, создавая которую, они изменяют геометрию своего окружения — она из плоской становится тетраэдрической (состояние sp3-гибридизации). Бор сильно отличается по свойствам от других элементов IIIA группы. Он является единственным неметаллом, химически инертен и образует ковалентные связи со фтором, азотом, углеродом и т.д. Химия бора более близка химии кремния, в этом проявляется Диагональное сходство. У атомов алюминия и его тяжелых аналогов появляются вакантные d-орбитали, возрастает радиус атома. Галлий, индий и таллий расположены в Периодической системе сразу за металлами d-блока, поэтому их часто называют постпереходными элементами. Заполнение d-оболочки сопровождается последовательным сжатием атомов, в 3d-pяду оно оказывается настолько сильным, что нивелирует возрастание радиуса при появлении четвертого энергетического уровня. В результате d-сжатия ионные радиусы алюминия и галлия близки, а атомный радиус галлия даже меньше, чем алюминия.

Для таллия, свинца, висмута и полония наиболее устойчивы соединения со степенью окисления +1, +2, +3, +4 соответственно.

Свойство	B	Al	Ga	In	Tl
Заряд ядра Z	5	13	31	49	81
Электронная конфигурация в основном состоянии	2s22p1	3s23p1	3d104s24p1	4d105s25p1	4f145d106s26p1
Атомный радиус, нм	0,083	0,143	0,122	0,163	0,170
Энергия ионизации, кДж/моль: I₁ I₂ I₃	801 2427 3660	577 1817 2745	579 1979 2963	558 1821 2704	589 1971 2878
Электроотрицательность	2,04	1,61	1,81	1,78	2,04

Для соединений элементов IIIA группы наиболее характерна степень окисления +3. В ряду бор-алюминий-галлий-индий-таллий устойчивость таких соединений уменьшается, а устойчивость соединений со степенью окисления +1, напротив, увеличивается. Энергия связи М—Hal в галогенидах последних при переходе от легких к более тяжелым элементам М уменьшаются, амфотерные свойства оксидов и гидроксидов смещаются в сторону большей основности, склонность катионов к гидролизу (взаимодействию с водой) ослабевает.

Химия индия и особенно галлия вообще очень близка химии алюминия. Соединения этих металлов в низших степенях окисления (Ga₂O, Ga₂S, InCl и др.) в водных растворах диспропорционируют. Для таллия состояние +1, напротив, является наиболее устойчивым из-за инертности электронной пары 6s2.

Соединения бериллия, магния и щёлочноземельных металлов

Из-за того, что бериллий, магний и щёлочноземельные металлы очень активные восстановители и легко вступают в реакции с воздухом и водой, в чистом виде в природе они не встречаются. Встретить их можно только в соединениях. Предлагаем рассмотреть эти соединения более подробно.

Оксиды (окиси) рассматриваемых элементов отличаются твёрдостью и тугоплавкостью. Они устойчивы к влиянию высоких температур и проявляют оснóвные свойства (помимо оксида бериллия, что имеет амфотерный характер).

Все оксиды (кроме оксида магния) бурно реагируют с водой:

Такие окиси получают обжигом карбонатов:

Гидроксиды рассматриваемых металлов относят к щелочам. Они являются продуктом реакции оксидов и воды.

Процесс реакции окиси кальция с водой называют гашением извести:

Прозрачный раствор этого гидроксида кальция называется известковой водой, а, соответственно, продукт реакции – гашёной известью.

Соли рассматриваемых элементов получают в ходе их реакции с кислотами. Одной из важнейших солей, содержащих элементы IIA группы, является карбонат кальция (CaCO₃). Это одно из наиболее распространённых на нашей планете соединений, которое входит в состав мела, мрамора и известняка.

Мел представляет собой остатки раковин древних животных, которые когда-то жили на нашей планете, но вымерли в ходе эволюции. Чаще всего мы сталкиваемся с мелом в школе, когда делаем им записи на доске. Также мел нередко покупают владельцы домашних животных, чтобы их питомцы, съедая его, могли пополнять запасы кальция в организме. Мел входит в состав привычных нам вещей, например, зубной пасты и бумаги.

Мрамор – это минерал, который используют скульпторы, архитекторы и облицовщики. Из него создают скульптуры, стены, плиты для облицовки. Из мрамора выполнен знаменитый Тадж-Махал – мавзолей-мечеть, который находится в Индии.

Важнейшим из минералов является известняк. Без него невозможно строить здания, ведь он уже сам по себе является строительным камнем, а также необходим для получения строительных материалов – цемента, стекла, извести.

Карбонат магния (MgCO₃) также является важным соединением. Он применяется при производстве материалов для строительства: стекла, цемента, кирпича, а также используется для перевода пустой породы.

Сульфат кальция (CaSO₄) — распространённое соединение, входящее в состав такого минерала, как гипс. Его также часто используют в строительстве, помимо этого, гипс широко применяется в медицине. Он позволяет фиксировать повреждённые участки тела и легче заживлять переломы. Для медицинских целей используют полуводный гипс – алебастр, который, взаимодействуя с водой, образует двуводный гипс:

В медицине применяют и сульфат магния (MgSO₄) в качестве слабительного средства. Важную роль в этой сфере играет сульфат бария (BaSO₄): он задерживает рентгеновское излучение и помогает проводить рентгенодиагностику. В человеческом организме также находятся соединения щёлочноземельных металлов, например, фосфат кальция (Ca₃(Po₄)₂). Это соединение является «строительным материалом» для зубов и костей. Содержание данного соединения в организме взрослого человека превышает килограмм.

Кальций имеет особенно большое значение для живых организмов (в частности, для животных и человека). Этот минерал является «строительным материалом» для костей и зубов, а также помогает функционировать жизненно важным органам (например, без кальция невозможна нормальная работа сердца). Помимо этого, кальций помогает сохранять нервную систему здоровой и участвует в процессах свёртывания крови.

Для поддержания здоровья, человеку необходимо регулярно употреблять продукты, содержащие кальций – молочные продукты и зелень. Наиболее богатым кальцием продуктом является сыр. Магний также является важным биологическим элементом, который стимулирует обмен веществ, поддерживает работу печени и мозга, а также содержится в костях, нервной ткани и крови. Магний способствует нормальной жизнедеятельности не только человека и животных, но и растений. Этот элемент входит в состав хлорофилла, следовательно, участвует в процессе фотосинтеза.