כעמישע אייגנשאפטן פון אַלקאַלינע ערד עלעמענטן
די אַלקאַלישע ערד עלעמענטן זענען אַ גרופּע עלעמענטן אין דער פּעריִאָדישער טאַבעלע וואָס זענען אין גרופּע IIA (גרופּע 2), נעמלעך בעריליום (Be), מאַגנעזיום (Mg), קאַלסיום (Ca), סטראָנטיום (Sr), באַריום (Ba), און ראַדיום (Ra). די גרופּע ווערט גערופן "אַלקאַלישע ערד" ווייל זייערע אָקסיידן זענען באַזיש (אַלקאַליש) און אין די פריע טעג פון כעמיע זענען זיי אָפט געפֿונען געוואָרן אין "ערד" מינעראַלן (שטיינער). פֿון אַ כעמישער פּערספּעקטיוו, זענען אַלקאַלישע ערד עלעמענטן באַקאַנט צו האָבן צוויי וואַלענס עלעקטראָנען, אַזוי זיי טענד צו פֿאָרמירן יאָנען מיט אַ לאָדונג פֿון +2. די אייגנשאַפֿט איז צענטראַל צו דער רעאַקטיוויטעט, טיפּן פֿון פֿאַרבינדונגען, און די כאַראַקטעריסטישע רעאַקציע מוסטערן אין דער משפּחה פֿון עלעמענטן.
1. עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע און אָקסידאַציע נומערן
בכלל, האבן אַלקאַליין ערד עלעמענטן אן אויסערן עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע פון ns². דאָס מיינט אַז זיי האָבן צוויי וואַלענס עלעקטראָנען אין זייער אויסערן שאָל. ווייל זיי זענען מער סטאַביל ווען זיי דערגרייכן אן איידעלע גאַז קאָנפיגוראַציע, טענדירן די עלעמענטן צו פאַרלירן צוויי עלעקטראָנען ווען זיי רעאַגירן, פאָרמירנדיק דעם M²⁺ קאַטיאָן. דעריבער, די מערסט פּראָסט און סטאַביל אַקסאַדיישאַן נומער פֿאַר אַלקאַליין ערד עלעמענטן איז +2.
די טענדענץ צו פארמירן +2 יאנען מאכט אז אלקאלישע ערד פארבינדונגען זענען אפט יאניש, ספעציעל פאר שווערערע עלעמענטן ווי Ca, Sr, און Ba. אבער, קלענערע עלעמענטן ווי Be האבן עטוואס אנדערע אייגנשאפטן; זייערע פארבינדונגען זענען געווענליך מער קאוואלענט צוליב זייער הויכער פאלאריזירבארקייט.
2. יאָניזאַציע ענערגיע און רעאַקטיוויטעט
די רעאַקטיוויטעט פון אַלקאַלישע ערד עלעמענטן פאַרגרעסערט זיך פון אויבן ביז אונטן אין דער גרופּע. דאָס איז פֿאַרבונדן מיטן פאַרגרעסערן דעם אַטאָמישן ראַדיוס און פאַרקלענערן דעם יאָניזאַציע ענערגיע. ווי מען גייט אַראָפּ, זענען די וואַלענס עלעקטראָנען ווייטער פֿון דעם קערן און גרינגער צו באַזייַטיקן, אַזוי ווערט דער עלעמענט מער רעאַקטיוו.
די אַלגעמיינע סדר פון רעאַקטיוויטי טענדענץ איז:
בע < מג < קאַ < סאַר < באַ < ראַ
אבער, ס'איז ווערט צו באמערקן אז בעריליום איז אייגנארטיג און פיל ווייניגער רעאקטיוו ווי די אנדערע מיטגלידער. בעריליום רעאגירט נישט אפילו שנעל מיט וואסער אונטער נארמאלע באדינגונגען ווייל עס פארמירט א דין אקסייד שיכט וואס באשיצט זיין אויבערפלאך.
3. רעאַקציע מיט וואַסער
איינע פון די באַוווּסטע כעמישע אייגנשאַפֿטן פֿון אַלקאַלישע ערד מעטאַלן איז זייער פֿעיִקייט צו רעאַגירן מיט וואַסער, כאָטש נישט אַזוי שנעל ווי אַלקאַלי מעטאַלן (גרופּע 1).
– Be: רעאַגירט פּראַקטיש נישט מיט וואַסער צוליב דער סטאַבילער BeO שיכט.
– מג: רעאַגירט זייער פּאַמעלעך מיט קאַלט וואַסער, אָבער רעאַגירט שנעלער מיט הייס וואַסער אָדער דאַמף.
– Ca, Sr, Ba: רעאַגירן מיט קאַלט וואַסער צו פּראָדוצירן הידראָקסיידן און וואַסערשטאָף גאַז.
בייַשפּיל רעאַקציע:
– פֿאַר קאַלסיום:
קאַ(ס) + 2ה₂אָ(ל) → קאַ(אָה)₂(אַק) + ה₂(ג)
– פֿאַר מאַגנעזיום מיט וואַסער פארע:
Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g)
די רעאַקציע ווײַזט אַז אַלקאַלישע ערד מעטאַלן זענען גאַנץ שטאַרקע רעדוצירער, ווײַל זיי קענען רעדוצירן וואַסער צו וואַסערשטאָף גאַז.
4. רעאַקציע מיט זויערשטאָף און אָקסייד פאָרמאַציע
אַלקאַלינע ערד מעטאַלן רעאַגירן בכלל מיט זויערשטאָף צו שאַפֿן אָקסיידן. די ערשטיקע פּראָדוקטן זענען געוויינטלעך פּשוטע אָקסיידן (MO). אָבער, שווערערע עלעמענטן קענען אויך שאַפֿן פּעראָקסיידן.
– מג + אָ₂ → מגאָ
– 2Ca + O₂ → 2CaO (הויפּט)
– Ba טענדירט צו שאַפֿן BaO₂ (פּעראָקסייד) אונטער געוויסע באַדינגונגען:
באַ + אָ₂ → באַאָ₂
די באַזישקייט פון אָקסיידן וואַקסט פון אויבן ביז אונטן. BeO איז אַמפאָטעריש (קען זיין סיי זויער און סיי באַזיש ), MgO איז שוואַך באַזיש, בשעת CaO, SrO, און BaO זענען שטאַרק באַזיש און רעאַגירן מיט וואַסער צו פאָרמירן הידראָקסידן.
5. הידראָקסייד פאָרמאַציע און גרונטלעכע אייגנשאַפטן
אַלקאַלינע ערד הידראָקסידן האָבן די אַלגעמיינע פאָרמולע M(OH)₂. די גרונט שטאַרקייט און סאַליאַביליטי פון הידראָקסידן פאַרגרעסערן אַראָפּ די גרופּע:
– Be(OH)₂: אַמפאָטעריש, קוים צעלאָזלעך.
– Mg(OH)₂: שוואַכע באַזע, נידעריקע סאָלוביליטי (באַקאַנט ווי "מילך פון מאַגנעזיאַ" פֿאַר אַנטאַסאַדז).
– Ca(OH)₂: עטוואס צעלאָזלעך, באַקאַנט ווי געלעכטער קאַלך.
– Sr(OH)₂ און Ba(OH)₂: מער צעלאָזלעכע און שטאַרקערע באַזעס.
די פארגרעסערונג אין סאָלוביליטי ווערט באַאיינפלוסט דורך אַ פאַרקלענערונג אין גיטער ענערגיע און אַ ענדערונג אין כיידראַטיישאַן ענערגיע. אין אַלגעמיין, פֿאַר גרופּע 2 כיידראָקסידן, וואַקסט סאָלוביליטי אַראָפּ ווייַל די גיטער ענערגיע פאַרקלענערט זיך מער באַדייטנד ווי די כיידראַטיישאַן ענערגיע פאַרקלענערט זיך.
6. רעאַקציעס מיט האַלאָגענס און האַליד פאָרמאַציע
אַלקאַלינע ערד מעטאַלן רעאַגירן מיט האַלאָגענס (F₂, Cl₂, Br₂, I₂) צו שאַפֿן יאָנישע האַלידעס מיט דער פֿאָרמולע MX₂.
קאָנטעקסט:
– מג + קל₂ → מגקל₂
– קאַ + בר₂ → קאַבר₂
אַלקאַלינע ערד האַלידן זענען בכלל יאָניש און האָבן הויכע שמעלץ פונקטן. אָבער, עס זענען וויכטיקע אויסנעמען: BeCl₂ איז מער קאָוואַלענט און קען שאַפֿן פּאָלימערישע סטרוקטורן. דערצו, די סאָלוביליטי פון האַלידן ווערייִרט; למשל, CaF₂ איז שוואַך סאָלוביל צוליב זיין הויכער גיטער ענערגיע.
7. רעאַקציעס מיט זויערן און אייגנשאַפטן ווי רעדוצירנדיקע אגענטן
אַלקאַלינע ערד מעטאַלן רעאַגירן בכלל מיט זויערן צו פּראָדוצירן זאַלץ און וואַסערשטאָף גאַז, וואָס דעמאָנסטרירט זייער ראָלע ווי רעדוצירער אגענטן.
קאָנטעקסט:
– Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
– קאַ(ס) + ה₂SO₄(אַק) → קאַסאָ₄(s) + ה₂(ג)
די רעאַקציע פֿון קאַלסיום מיט שוועבל-זויער קען פֿאַרלאַנגזאַמט ווערן דורך דער פֿאָרמירונג פֿון אַ שיכט פֿון CaSO₄, וואָס איז עטוואָס נישט-אויפֿלעזלעך. בכלל, ווי נידעריקער מען גייט אין דער גרופּע, אַלץ שנעלער די רעאַקציע מיט זויער, ווײַל דער מעטאַל ווערט גרינגער אָקסידירט.
8. פאָרמירונג פון קאַרבאָנאַט, סולפֿאַט און נייטראַט זאַלץ
אַלקאַלינע ערד זאַלץ האָבן אַ כאַראַקטעריסטיש סאָלוביליטי מוסטער:
א) קאַרבאָנאַט (MCO₃)
אַלקאַליין ערד קאַרבאָנאַטן זענען בכלל שוואַך צעלאָזלעך אין וואַסער, ספּעציעל CaCO₃, SrCO₃, און BaCO₃. MgCO₃ איז אויך רעלאַטיוו שוואַך צעלאָזלעך. CaCO₃ איז זייער געוויינטלעך ווי קאַלך, מירמלשטיין, און קאַלסיט.
די קאַרבאָנאַט צעפֿאַלט זיך ווען מען הייצט עס אויף:
– CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)
ב) סולפֿאַט (MSO₄)
די סאָלוביליטי פון סולפֿאַט פאַרקלענערט זיך פֿון אויבן ביז אונטן:
– MgSO₄ איז גוט צעלאָזלעך,
– CaSO₄ איז עטוואס צעלאָזלעך,
– BaSO₄ איז זייער שוואַך צעלאָזלעך (אָפט געניצט אין רענטגן פּראָצעדורן ווי אַ קאָנטראַסט מיטל ווײַל עס איז זיכער און נישט צעלאָזלעך).
ג) נייטראַט (M(NO₃)₂)
אַלקאַלינע ערד ניטראַטן זענען בכלל צעלאָזלעך אין וואַסער. ווען זיי ווערן געהייצט, צעפאַלן זיך די ניטראַטן אין אָקסיידן, שטיקשטאָף דייאַקסייד און זויערשטאָף:
– 2Ca(NO₃)₂ → 2CaO + 4NO₂ + O₂
9. קאָמפּלעקסן און אַמפאָטערישע אייגנשאַפטן פון בעריליום
בעריליום איז דער מערסט אָפּווייכנדיקער מיטגליד. צוליב זײַן קליינער גרייס און הויכער +2 לאָדונג, האט Be²⁺ אַ הויכע פּאָלאַריזירבאַרקייט, מאַכנדיג זײַנע קאַמפּאַונדז מער קאָוואַלענט. Be(OH)₂ און BeO זענען אַמפאָטעריש, רעאַגירנדיק מיט ביידע זויערן און באַזעס:
– מיט זויער:
Be(OH)₂ + 2HCl → BeCl₂ + 2H₂O
– מיט שטאַרקע באַזעס (פאָרמירט בערילאַט קאָמפּלעקסן):
בע(OH)₂ + 2OH⁻ → [בע(OH)₄]²⁻
די קאָמפּליצירטע אייגנשאַפטן ווײַזן אָן אַז בעריליום'ס כעמיע איז מער ענלעך צו געוויסע ניט-מעטאַלישע עלעמענטן ווי צו אַנדערע אַלקאַלישע ערד מעטאַלן.
10. קעסימפולאַן
די כעמישע אייגנשאפטן פון אַלקאַליין ערד עלעמענטן ווערן שטאַרק באַאיינפלוסט דורך זייער ns² עלעקטראָן קאָנפיגוראַציע, וואָס סטאַביליזירט זיי ווי M²⁺ יאָנען. רעאַקטיוויטעט פאַרגרעסערט זיך פון Be צו Ba ווען די יאָניזאַציע ענערגיע פאַרקלענערט זיך. זיי רעאַגירן מיט וואַסער, זויערן, האַלאָגענס און זויערשטאָף אין כאַראַקטעריסטישע מוסטערן: פאָרמירן אָקסיידן, הידראָקסיידן און יאָנישע זאַלץ. דערצו, די סאַליאַביליטי ענדערונגען פון קאַמפּאַונדז ווי הידראָקסיידן, קאַרבאָנאַטן און סולפאַטן ווייַזן וויכטיקע פּעריאָדישע טרענדס אין כעמישער אַנאַליז. צווישן זיי, איז בעריליום יינציק מיט זייַנע אַמפאָטערישע אייגנשאפטן און שטאַרקע קאָוואַלענטע טענדענצן. פֿאַרשטיין די כעמישע אייגנשאפטן פון אַלקאַליין ערד עלעמענטן איז נישט בלויז וויכטיק אין פּעריאָדישער טעאָריע, נאָר אויך אין אינדוסטריעלע, סביבה און וואָכעדיקע אַפּליקאַציעס - למשל, אין קאַלך (CaO/Ca(OH)₂), קאַרבאָנאַט מינעראַלס, Mg(OH)₂ אַנטאַסאַדס און אפילו BaSO₄ אין מעדיצין.
