כעמישע אייגנשאפטן פון אַלקאַלינע ערד עלעמענטן
אַלקאַלינע 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 "אַלקאַלינע ערד" ווייל זייערע אָקסיידן זענען באַזיש (אַלקאַלין) און אין די פריע טעג פון כעמיע זענען זיי אָפט געפֿונען געוואָרן אין "ערד" מינעראַלן (שטיינער). פֿון אַ כעמישער פּערספּעקטיוו, זענען אַלקאַלינע 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, עס איז וויכטיג צו באמערקן אז בעריליום איז אייגנארטיג און פיל ווייניגער רעאקטיוו ווי די אנדערע מיטגלידער. עס רעאגירט נישט אפילו שנעל מיט וואסער אונטער געווענליכע באדינגונגען ווייל א דינע אקסייד שיכט פארמירט זיך וואס באשיצט זיין אויבערפלאך. 3. רעאקציע מיט וואסער איינע פון די אויסגעצייכנטע כעמישע אייגנשאפטן פון די אלקאלי ערד מעטאלן איז זייער מעגלעכקייט צו רעאגירן מיט וואסער, כאטש נישט אזוי שנעל ווי די אלקאלי מעטאלן (גרופע 1). - Be: רעאגירט כמעט נישט מיט וואסער צוליב די סטאבילן BeO שיכט. - Mg: רעאגירט זייער שטייט מיט קאלט וואסער, אבער רעאגירט שנעלער מיט הייס וואסער אדער פארע. - Ca, Sr, Ba: רעאגירן מיט קאלט וואסער צו פראדוצירן הידראקסידן און וואסערשטאף גאז. ביישפילן פון רעאקציעס: - פאר קאלציום: Ca(s) + 2H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + H₂(g) - פאר מאגנעזיום מיט פארע: Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g) די רעאקציעס ווייזן אז די אלקאלי ערד מעטאלן זענען גאנץ שטארקע רעדוצירנדע אגענטן, ווייל זיי קענען רעדוצירן וואסער צו וואסערשטאף גאז. 4. רעאַקציעס מיט זויערשטאָף און אָקסייד פאָרמאַציע אַלקאַלינע ערד עלעמענטן רעאַגירן בכלל מיט זויערשטאָף צו פאָרמירן אָקסיידן. דער ערשטיקער פּראָדוקט איז געוויינטלעך אַ פּשוט אָקסייד (MO). אָבער, שווערערע עלעמענטן קענען אויך פאָרמירן פּעראָקסיידן. - Mg + O₂ → MgO - 2Ca + O₂ → 2CaO (ערשטער) - Ba טענד צו פאָרמירן BaO₂ (פּעראָקסייד) אונטער געוויסע באדינגונגען: Ba + O₂ → BaO₂ די באַזיסיטי פון אָקסיידן וואַקסט פון אויבן צו אונטן. BeO איז אַמפאָטעריש (קען זיין ביידע זויער און באַזיש), MgO איז שוואַך באַזיש, בשעת CaO, SrO, און BaO זענען שטאַרק באַזיש און רעאַגירן מיט וואַסער צו פאָרמירן הידראָקסיידן. 5. הידראָקסייד פאָרמאַציע און באַזיסיטי אַלקאַלינע ערד הידראָקסיידן האָבן די אַלגעמיינע פאָרמולע M(OH)₂. די באַזישע שטאַרקייט און סאַליאַביליטי פון הידראָקסיידן וואַקסט פון אויבן צו אונטן פון דער גרופּע: - Be(OH)₂: אַמפאָטעריש, שוואַך צעלאָזלעך. - Mg(OH)₂: שוואַכע באַזע, נידעריקע צעלאָזלעכקייט (באַקאַנט ווי "מילך פון מאַגנעזיאַ" פֿאַר אַנטאַסאַדז). - Ca(OH)₂: עטוואָס צעלאָזלעך, באַקאַנט ווי געלעכטער קאַלך. - Sr(OH)₂ און Ba(OH)₂: מער צעלאָזלעכע און שטאַרקערע באַזעס. די פאַרגרעסערונג אין צעלאָזלעכקייט איז באַאיינפלוסט דורך אַ פאַרקלענערונג אין גיטער ענערגיע און ענדערונגען אין כיידראַטיישאַן ענערגיע. בכלל, פֿאַר גרופּע 2 כיידראָקסידן, פאַרגרעסערט זיך צעלאָזלעכקייט אַראָפּ ווייַל די גיטער ענערגיע פאַרקלענערט זיך מער באַדייטנד ווי די פאַרקלענערונג אין כיידראַטיישאַן ענערגיע. 6. רעאַקציעס מיט האַלאָגענס און האַליד פאָרמאַציע אַלקאַלינע ערד מעטאַלן רעאַגירן מיט האַלאָגענס (F₂, Cl₂, Br₂, I₂) צו פאָרמירן יאָנישע האַלידעס מיט דער פאָרמולע MX₂. ביישפילן: - Mg + Cl₂ → MgCl₂ - Ca + Br₂ → CaBr₂ אַלקאַלינע ערד האַלידעס זענען בכלל יאָניש און האָבן הויכע שמעלץ פונקטן. אבער, עס זענען דא וויכטיגע אויסנעמען: BeCl₂ איז מער קאוואלענט און קען שאפן פאלימערישע סטרוקטורן. דערצו, די לייזלעכקייט פון האלידן ווערירט; למשל, CaF₂ איז שווער לייזלעך צוליב זיין זייער הויכער גיטער ענערגיע. 7. רעאקציעס מיט זויערן און אייגנשאפטן אלס רעדוצירנדיקע אגענטן אלקאלינע ערד האלידן רעאגירן בכלל מיט זויערן צו פראדוצירן זאלצן און וואסערשטאף גאז, דעמאנסטרירנדיק זייער ראלע אלס רעדוצירנדיקע אגענטן. ביישפילן: - Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g) - Ca(s) + H₂SO₄(aq) → CaSO₄(s) + H₂(g) די רעאקציע פון קאלציום מיט שוועבל זויער קען ווערן פארלאנגזאמט צוליב דער שאפן פון א שיכט פון CaSO₄ וואס איז גאנץ שווער לייזלעך. בכלל, ווי נידעריגער די גרופע, אלץ שנעלער די רעאקציע מיט זויערן ווייל דער מעטאל ווערט גרינגער אקסידירט. 8. פאָרמאַציע פון קאַרבאָנאַט, סולפֿאַט און ניטראַט זאַלץ אַלקאַלינע ערד זאַלץ האָבן אַ כאַראַקטעריסטיש סאַליאַביליטי מוסטער: a) קאַרבאָנאַט (MCO₃) אַלקאַלינע ערד קאַרבאָנאַטן זענען בכלל שווער צו צעלאָזן אין וואַסער, ספּעציעל CaCO₃, SrCO₃ און BaCO₃. MgCO₃ איז אויך לעפיערעך שווער צו צעלאָזן. CaCO₃ איז זייער פּראָסט ווי קאַלך שטיין, מירמלשטיין און קאַלסיט. די קאַרבאָנאַטן צעפאַלן זיך ווען מען וואַרעמט זיי: - CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g) ב) סולפֿאַט (MSO₄) די לייזלעכקייט פֿון סולפֿאַטן פֿאַרקלענערט זיך פֿון אויבן ביז אונטן: - MgSO₄ איז גוט לייזלעך, - CaSO₄ איז לייכט לייזלעך, - BaSO₄ איז זייער שוואַך לייזלעך (אָפֿט געניצט אין רענטגן פּראָצעדורן ווי אַ קאָנטראַסט מיטל ווייל עס איז זיכער און נישט לייזלעך). ג) נייטראַט (M(NO₃)₂) אַלקאַלינע ערד נייטראַטן זענען בכלל לייזלעך אין וואַסער. ווען מען וואַרעמט זיי, טענדירן די נייטראַטן צו צעפאַלן זיך אין אָקסיידן, שטיקשטאָף דייאַקסייד און זויערשטאָף: - 2Ca(NO₃)₂ → 2CaO + 4NO₂ + O₂ 9. קאָמפּלעקסן און אַמפֿאָטערישע אייגנשאַפֿטן פֿון בערילליום בערילליום איז דער מערסט אָפּווייכטיק מיטגליד. צוליב זײַן קליינער גרייס און הויכער +2 לאָדונג, האט Be²⁺ אַ גרויסע פּאָלאַריזירנדיקע קראַפֿט, אַזוי זײַנע פֿאַרבינדונגען זענען מער קאָוואַלענט. Be(OH)₂ און BeO זענען אמפאָטעריש, און קענען רעאַגירן מיט ביידע זויערן און באַזעס: - מיט זויערן: Be(OH)₂ + 2HCl → BeCl₂ + 2H₂O - מיט שטאַרקע באַזעס (וואָס שאַפֿן בערילאַט קאָמפּלעקסן): Be(OH)₂ + 2OH⁻ → [Be(OH)₄]²⁻ די קאָמפּלעקסע אייגנשאַפֿטן ווײַזן אָן אַז בערילליום'ס כעמיע איז מער ענלעך צו דער פֿון געוויסע נישט-מעטאַלן ווי צו דער פֿון אַנדערע אַלקאַליין-ערד מעטאַלן. 10. מסקנא די כעמישע אייגנשאַפֿטן פֿון אַלקאַליין-ערד עלעמענטן ווערן שטאַרק באַאײַנפֿלוסט דורך זייער ns² עלעקטראָן קאָנפֿיגוראַציע, וואָס מאַכט זיי סטאַביל אין דער פֿאָרעם פֿון M²⁺ יאָנען. רעאַקטיוויטעט פֿאַרגרעסערט זיך פֿון Be צו Ba ווען די יאָניזאַציע ענערגיע פֿאַרמינערט זיך. זיי רעאַגירן מיט וואַסער, זויערן, האַלאָגענס און זויערשטאָף אין אַ כאַראַקטעריסטישן מוסטער: שאַפֿן אָקסיידן, הידראָקסיידן און יאָנישע זאַלץ. דערצו, די ענדערונגען אין דער סאָלוביליטי פֿון פֿאַרבינדונגען ווי הידראָקסיידן, קאַרבאָנאַטן און סולפֿאַטן ווײַזן וויכטיקע פּעריִאָדישע טרענדס אין כעמישער אַנאַליז. צווישן זיי, איז בעריליום איינציקארטיג אין זיינע אמפאָטערישע אייגנשאַפטן און שטאַרקע קאָוואַלענטע טענדענצן. פֿאַרשטיין די כעמישע אייגנשאַפטן פֿון אַלקאַלישע ערד מעטאַלן איז וויכטיק ניט נאָר אין פּעריִאָדישער טעאָריע, נאָר אויך אין אינדוסטריעלע, סביבהדיקע און טעגלעכע אַפּליקאַציעס - למשל, אין קאַלך (CaO/Ca(OH)₂), קאַרבאָנאַט מינעראַלן, Mg(OH)₂ אַנטאַסאַדן, און אפילו BaSO₄ אין מעדיצין.