Элементы шчолачназямельных металаў
Шчолачназямельныя металы — гэта група элементаў перыядычнай табліцы, размешчаная ў другім слупку, або групе 2. Яны складаюцца з шасці элементаў: берылій (Be), магній (Mg), кальцый (Ca), стронцый (Sr), барый (Ba) і радый (Ra). Кожны з гэтых металаў мае некалькі хімічных і фізічных уласцівасцей, якія адрозніваюць яго ад іншых элементаў, але яны таксама маюць некаторыя агульныя характарыстыкі. У гэтым артыкуле будуць разгледжаны розныя аспекты шчолачназямельных металаў, у тым ліку іх агульныя ўласцівасці, прымяненне і звязаныя з імі рызыкі.
Агульныя ўласцівасці
Фізічныя ўласцівасці
Шчолачназямельныя металы — гэта металы з добрай цепла- і электраправоднасцю, а таксама адносна высокімі тэмпературамі плаўлення і кіпення, хоць і ніжэйшымі, чым у пераходных металаў. Усе яны серабрыстыя, але паміж імі ёсць невялікія адрозненні ў колеры. Напрыклад, берылій серабрыста-шэры, а кальцый — светла-шэры.
Шчыльнасць шчолачназямельных металаў адрозніваецца ў залежнасці ад элемента, але ў цэлым яны больш шчыльныя, чым шчолачныя металы 1-й групы. Яшчэ адна фізічная ўласцівасць, якую варта адзначыць, — гэта цвёрдасць; берылій, напрыклад, значна цвярдзейшы за магній або кальцый.
Хімічныя ўласцівасці
Хімічна шчолачназямельныя металы рэагуюць з вадой, хоць і не так лёгка, як шчолачныя металы 1-й групы. У выніку рэакцыі з вадой яны ўтвараюць гідраксіды і вадарод. Па меры прасоўвання ўніз па перыядычнай табліцы ад берылію да радыю яны становяцца больш рэакцыйнымі.
Адной з іх адметных характарыстык з'яўляецца здольнасць утвараць катыёны з зарадам +2. Напрыклад, магній мае тэндэнцыю ўтвараць іёны Mg²⁺ падчас рэакцыі. Гэта звязана з тым, што ён мае два валентныя электроны, якія можна лёгка выдаліць для дасягнення больш стабільнай электроннай канфігурацыі.
Прымяненне шчолачназямельных металаў
Берылій (Be)
Берылій выкарыстоўваецца ў розных прамысловых галінах дзякуючы высокай цвёрдасці, трываласці і каразійнай устойлівасці. Адным з асноўных ужыванняў з'яўляецца выраб рэнтгенаўскіх вокнаў з-за яго высокай празрыстасці для рэнтгенаўскіх прамянёў. Акрамя таго, берылій выкарыстоўваецца ў электроннай ўпакоўцы, кампанентах самалётаў і сучасным абсталяванні ў абароннай і аэракасмічнай прамысловасці.
Магній (Mg)
Магній — лёгкі метал з высокай трываласцю ў параўнанні з яго вагой, што робіць яго папулярным для вырабу кампанентаў для самалётаў, аўтамабільных дэталяў і іншых вырабаў, якія патрабуюць трывалых, але лёгкіх канструкцый. Акрамя таго, магній з'яўляецца важным элементам у біялогіі, паколькі ён з'яўляецца ключавым кампанентам хларафіла, пігмента, неабходнага для фотасінтэзу ў раслін.
Кальцый (Ca)
Кальцый мае мноства прымяненняў, у тым ліку ў будаўніцтве (як кампанент цэменту і бетону), вытворчасці сталі і перапрацоўцы цукру. У біялогіі кальцый з'яўляецца адным з найважнейшых элементаў, які гуляе ролю ў скарачэнні цягліц, фарміраванні костак і зубоў, а таксама ў клеткавай сігналізацыі.
стронцый (Sr)
Стронцый часта выкарыстоўваецца ў феерверках і марскіх акулах з-за яго здольнасці даваць інтэнсіўны чырвоны колер пры гарэнні. Тытанат стронцыю таксама выкарыстоўваецца ў вытворчасці штучных каштоўных камянёў і аптычных лінзаў з-за высокага паказчыка праламлення і дысперсіі, блізкіх да паказчыкаў некаторых відаў алмазаў.
Барый (Ba)
Барый выкарыстоўваецца ў нафтагазавай прамысловасці ў якасці ўцяжарвальніка ў буравых растворах. Сульфат барыю, нерастваральны ў вадзе, выкарыстоўваецца ў медыцынскай радыяграфіі ў якасці кантраснага рэчыва для візуалізацыі страўнікава-кішачнага тракту.
радый (Ra)
Радый — гэта радыеактыўны элемент, які сустракаецца ў прыродзе ў вельмі малых колькасцях. У мінулым радый выкарыстоўваўся ў лячэнні раку, хоць яго замянілі больш бяспечныя і эфектыўныя ізатопы. Радый таксама калісьці выкарыстоўваўся ў люмінесцэнтнай фарбе для гадзіннікаў і іншых прыбораў, але гэтая практыка была спынена з-за сур'ёзных рызык для здароўя.
Рызыкі і меры засцярогі
Хоць шчолачназямельныя металы маюць шмат карысных ужыванняў, яны таксама маюць пэўныя рызыкі, якія неабходна ўлічваць.
Берылій
Доўгатэрміновае ўздзеянне пылу або парашка берылію можа выклікаць хранічнае рэспіраторнае захворванне, вядомае як берыліевая хвароба або берыліёз. Гэта вельмі сур'ёзнае захворванне, якое паражае лёгкія і можа быць смяротным, калі яго не лячыць. Таму абыходжанне з берыліем патрабуе строгага выканання мер бяспекі.
Магній
Магній дастаткова бяспечны для многіх ужыванняў, але ў выглядзе парашка або стужкі ён можа быць лёгкаўзгаральным. Пажары з удзелам магнію цяжка патушыць, таму што магній рэагуе з вадой, утвараючы вадарод, што можа павялічыць інтэнсіўнасць агню.
Кальцый
Кальцый у чыстым выглядзе або ў некаторых злучэннях (напрыклад, аксід кальцыя) таксама можа выклікаць раздражненне скуры, вачэй і дыхальных шляхоў. Бяспечнае выкарыстанне патрабуе належных мер засцярогі пры апрацоўцы таксічных матэрыялаў.
Стронцый і барый
Хоць стронцый у некаторых формах адносна бяспечны, радыеактыўны стронцый не рэкамендуецца для кантакту з чалавекам. Раствораны барый таксама таксічны і павінен звяртацца з ім асцярожна. Нерастваральны сульфат барыю звычайна бяспечны і выкарыстоўваецца ў медыцынскіх мэтах у якасці кантраснага рэчыва.
Радыюм
Радый — гэта высокарадыеактыўны і небяспечны элемент. Уздзеянне радыя можа выклікаць пашкоджанне тканак і рак, выкліканы радыяцыяй. Абыходжанне з ім патрабуе вельмі строгіх пратаколаў для мінімізацыі радыяцыйных рызык.
Выснова
Шчолачназямельныя металы — гэта група элементаў з разнастайнымі ўласцівасцямі, але паслядоўнымі хімічнымі тэндэнцыямі. Ад іх выкарыстання ў прамысловасці і біялогіі да звязаных з імі рызык для здароўя, шчолачназямельныя металы адыгрываюць жыццёва важную ролю ў шырокім дыяпазоне абласцей. Іх фізічныя і хімічныя ўласцівасці робяць іх неацэннымі, але яны таксама патрабуюць асцярожнага і асцярожнага абыходжання. Пры належным разуменні і прыняцці адпаведных мер бяспекі мы можам выкарыстоўваць перавагі шчолачназямельных металаў, мінімізуючы пры гэтым рызыкі, звязаныя з імі.
