Àwọn Ohun Ìní Kẹ́míkà ti Àwọn Ẹ̀yà Ayé Alkaline
Àwọn èròjà ilẹ̀ alkaline jẹ́ àkójọpọ̀ àwọn èròjà nínú àtẹ ìpele ìgbàlódé tí ó wà nínú ẹgbẹ́ IIA (ẹgbẹ́ 2), àwọn eléyìí ni beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), àti radium (Ra). A pe ẹgbẹ́ yìí ní "ayé alkaline" nítorí pé àwọn oxides wọn jẹ́ ipilẹ̀ (alkaline) àti ní àwọn ọjọ́ ìbẹ̀rẹ̀ ti kemistri a sábà máa ń rí wọn nínú àwọn ohun alumọ́ni "ayé" (àwọn àpáta). Láti ojú ìwòye kẹ́míkà, àwọn èròjà ilẹ̀ alkaline ni a mọ̀ pé wọ́n ní elekitiron valence méjì nítorí náà wọ́n sábà máa ń ṣẹ̀dá àwọn ion pẹ̀lú agbára +2. Ohun ìní yìí jẹ́ pàtàkì sí ìṣiṣẹ́, irú àwọn ìdè, àti àwọn àpẹẹrẹ ìṣesí nínú ìdílé àwọn èròjà yìí.
1. Iṣeto Elektroniki ati Awọn Nọmba Oxidation
Ni gbogbogbo, awọn eroja ilẹ alkaline ni iṣeto elekitironi ita ti ns². Eyi tumọ si pe wọn ni elekitironi valensi meji ninu ikarahun ita wọn. Niwọn igba ti wọn ba duro ṣinṣin diẹ sii nigbati wọn ba ṣaṣeyọri iṣeto gaasi ọlọla, awọn eroja wọnyi maa n padanu elekitironi meji nigbati wọn ba ṣe atunṣe, ti o ṣẹda cation M²⁺. Nitorinaa, nọmba oxidation ti o wọpọ julọ ati iduroṣinṣin fun awọn eroja ilẹ alkaline ni +2.
Ìfẹ́ láti ṣẹ̀dá àwọn ion +2 máa ń mú kí àwọn ion ilẹ̀ alkaline máa ń jẹ́ ionic, pàápàá jùlọ fún àwọn ion tó wúwo bíi Ca, Sr, àti Ba. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ion kéékèèké bíi Be ní àwọn ànímọ́ tó yàtọ̀ díẹ̀; àwọn ion wọn sábà máa ń jẹ́ covalent nítorí pé wọ́n lè polarizable púpọ̀.
2. Agbára ionization àti Ìṣiṣẹ́
Ìṣiṣẹ́ àwọn èròjà ilẹ̀ alkaline máa ń pọ̀ sí i láti òkè dé ìsàlẹ̀ ẹgbẹ́ náà. Èyí ní í ṣe pẹ̀lú ìdàgbàsókè radius átọ́míìkì àti ìdínkù agbára ionization. Bí o ṣe ń lọ sílẹ̀, àwọn elekitiron valence jìnnà sí nucleus náà, wọ́n sì rọrùn láti yọ wọ́n kúrò, nítorí náà, elekitiron náà máa ń ṣe àtúnṣe sí i.
Ilana gbogbogbo ti awọn iwa ifaseyin ni:
Jẹ́ < Mg < Ca < Sr < Ba < Ra
Sibẹsibẹ, o ṣe pataki lati ṣe akiyesi pe beryllium jẹ alailẹgbẹ ati pe ko ni agbara pupọ ju awọn ọmọ ẹgbẹ miiran lọ. Beryllium ko paapaa ṣe atunṣe ni kiakia pẹlu omi labẹ awọn ipo deede nitori o ṣẹda fẹlẹfẹlẹ oxide tinrin ti o daabobo oju rẹ.
3. Ìhùwàpadà pẹ̀lú Omi
Ọ̀kan lára àwọn ohun ìní kẹ́míkà pàtàkì ti àwọn irin ilẹ̀ alkaline ni agbára wọn láti ṣe ìhùwàpadà pẹ̀lú omi, bó tilẹ̀ jẹ́ pé kì í ṣe kíákíá bíi ti àwọn irin alkali (ẹgbẹ́ 1).
– Be: o fẹrẹ má ṣe àtúnṣe pẹ̀lú omi nítorí pé ó ní BeO tó dúró ṣinṣin.
– Mg: ó máa ń ṣe nǹkan díẹ̀díẹ̀ pẹ̀lú omi tútù, ṣùgbọ́n ó máa ń ṣe nǹkan kíákíá pẹ̀lú omi gbígbóná tàbí èéfín.
– Ca, Sr, Ba: máa ń ṣe àgbékalẹ̀ pẹ̀lú omi tútù láti mú kí àwọn hydroxide àti gáàsì hydrogen jáde.
Àpẹẹrẹ ìṣesí:
– Fún kalisiomu:
Ca(s) + 2H₂O(l) → Ca(OH)₂(aq) + H₂(g)
– Fun iṣuu magnẹsia pẹlu omi oru:
Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g)
Ìhùwàsí yìí fihàn pé àwọn irin ilẹ̀ alkaline jẹ́ àwọn ohun èlò ìdínkù tó lágbára gan-an, nítorí wọ́n lè dín omi kù sí hydrogen gaasi.
4. Ìhùwàpadà pẹ̀lú Ìṣẹ̀dá Atẹ́gùn àti Oxide
Àwọn irin ilẹ̀ alkaline sábà máa ń ṣiṣẹ́ pẹ̀lú atẹ́gùn láti ṣẹ̀dá oxides. Àwọn ọjà pàtàkì sábà máa ń jẹ́ oxides tí ó rọrùn (MO). Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn èròjà tí ó wúwo jù lè ṣẹ̀dá peroxides.
– Mg + O₂ → MgO
– 2Ca + O₂ → 2CaO (akọkọ)
– Ba maa n se BaO₂ (peroxide) labẹ awọn ipo kan:
Ba + O₂ → BaO₂
Ìpìlẹ̀ àwọn oxides ń pọ̀ sí i láti òkè dé ìsàlẹ̀. BeO jẹ́ amphoteric (ó lè jẹ́ acidic àti basic ), MgO jẹ́ basic tí kò lágbára, nígbà tí CaO, SrO, àti BaO jẹ́ basic tí ó lágbára tí wọ́n sì ń ṣe pẹ̀lú omi láti ṣẹ̀dá hydroxides.
5. Ìṣẹ̀dá Hídrósídì àti Àwọn Ohun Ànímọ́ Pàtàkì
Àwọn hydroxides ilẹ̀ alkaline ní agbekalẹ gbogbogbòò M(OH)₂. Agbára àti ìyókù àwọn hydroxides pọ̀ sí i ní ìsàlẹ̀ ẹgbẹ́ náà:
– Be(OH)₂: àwọ̀ ara, ó fẹ́rẹ̀ẹ́ má lè yọ́.
– Mg(OH)₂: ipilẹ alailagbara, agbara lati yọ kuro kekere (ti a mọ si “wara magnesia” fun awọn oogun antacid).
– Ca(OH)₂: ó lè yọ́ díẹ̀, tí a mọ̀ sí osàn wewe tí a ti gé kúrò.
– Sr(OH)₂ àti Ba(OH)₂: àwọn ìpìlẹ̀ tó lè yọ́ jù àti tó lágbára jù.
Alekun agbara lati inu lattice ati iyipada ninu agbara lati inu lattice ni o ni ipa lori ilosoke ninu agbara lati inu lattice. Ni gbogbogbo, fun awọn hydroxides ẹgbẹ 2, agbara lati inu lattice n pọ si isalẹ nitori agbara lati inu lattice n dinku diẹ sii ju agbara lati inu lattice n dinku lọ.
6. Àwọn ìṣesí pẹ̀lú ìṣẹ̀dá Halogens àti Halide
Àwọn irin ilẹ̀ alkaline máa ń ṣiṣẹ́ pẹ̀lú àwọn halogens (F₂, Cl₂, Br₂, I₂) láti ṣẹ̀dá halides ionic pẹ̀lú fọ́múlá MX₂.
Kókó:
– Mg + Cl₂ → MgCl₂
– Ca + Br₂ → CaBr₂
Àwọn halide ilẹ̀ alkaline sábà máa ń jẹ́ ionic, wọ́n sì ní àwọn àmì yíyọ́ gíga. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ìyàtọ̀ pàtàkì kan wà: BeCl₂ jẹ́ covalent jù, ó sì lè ṣe àwọn ìrísí polymeric. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, yíyọ́ àwọn halide yàtọ̀ síra; fún àpẹẹrẹ, CaF₂ kò lè yọ́ dáadáa nítorí agbára gíga rẹ̀.
7. Àwọn ìṣesí pẹ̀lú àwọn asíìdì àti àwọn ohun ìní gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun tí ń dínkù
Àwọn irin ilẹ̀ alkaline sábà máa ń ṣe pẹ̀lú àwọn ásíìdì láti mú iyọ̀ àti gáàsì hydrogen jáde, èyí tí ó fi ipa wọn hàn gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun tí ń dínkù.
Kókó:
– Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
– Ca(s) + H₂SO₄(aq) → CaSO₄(s) + H₂(g)
Ìṣiṣẹ́ calcium pẹ̀lú sulfuric acid lè dínkù nípa dídá ìpele CaSO₄ kan, èyí tí kò lè yọ́ díẹ̀. Ní gbogbogbòò, bí o bá ṣe dínkù nínú ẹgbẹ́ náà, bẹ́ẹ̀ náà ni ìṣesí pẹ̀lú acid yóò ṣe yára sí i nítorí pé irin náà yóò rọrùn láti yọ́.
8. Ìṣẹ̀dá iyọ̀ Carbonate, Sulfate, àti Nitrate
Àwọn iyọ̀ ilẹ̀ alkaline ní àpẹẹrẹ ìyọ́ tó yàtọ̀:
a) Kabọnaiti (MCO₃)
Àwọn kábónátánì ilẹ̀ alkaline kìí sábà yọ́ nínú omi, pàápàá jùlọ CaCO₃, SrCO₃, àti BaCO₃. MgCO₃ náà kò yọ́ dáadáa. CaCO₃ wọ́pọ̀ gan-an gẹ́gẹ́ bí òkúta iyebíye, mábùlì, àti calcite.
Kabọnaiti yii a jẹ ki o bajẹ nigbati a ba gbona:
– CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)
b) Sọ́fítì (MSO₄)
Yíyọ sulfate dinku lati oke de isalẹ:
– MgSO₄ jẹ́ èyí tí ó lè yọ́ dáadáa,
– CaSO₄ jẹ́ èyí tí ó lè yọ́ díẹ̀,
– BaSO₄ kò lè yọ́ dáadáa (a sábà máa ń lò ó nínú iṣẹ́ x-ray gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìyàtọ̀ nítorí pé ó ní ààbò àti pé kò lè yọ́).
c) Nitrate (M(NO₃)₂)
Àwọn nitrate ilẹ̀ alkaline sábà máa ń yọ́ nínú omi. Nígbà tí a bá gbóná wọn, àwọn nitrate wọ̀nyí máa ń yọ́ di oxides, nitrogen dioxide, àti oxygen:
– 2Ca(KO₃)₂ → 2CaO + 4NO₂ + O₂
9. Àwọn ohun èlò ìdàpọ̀ àti àwọn ohun ìní amphoteric ti Beryllium
Beryllium ni ẹ̀yà ara tó yàtọ̀ jùlọ. Nítorí ìwọ̀n rẹ̀ kékeré àti agbára +2 gíga rẹ̀, Be²⁺ ní agbára ìdènà gíga, èyí tó mú kí àwọn èròjà rẹ̀ túbọ̀ jẹ́ covalent. Be(OH)₂ àti BeO jẹ́ amphoteric, wọ́n sì ń ṣe pẹ̀lú àwọn ásíìdì àti àwọn ìpìlẹ̀:
- Pẹlu ekisi:
Be(OH)₂ + 2HCl → BeCl₂ + 2H₂O
– Pẹ̀lú àwọn ìpìlẹ̀ tó lágbára (ó ń ṣe àwọn àkópọ̀ beryllate):
Jẹ(OH)₂ + 2OH⁻ → [Jẹ́(OH)₄]²⁻
Àwọn ànímọ́ dídíjú wọ̀nyí fihàn pé kẹ́mísírì beryllium jọ àwọn èròjà kan tí kì í ṣe ti irin ju àwọn irin ilẹ̀ alkaline mìíràn lọ.
10. Kesimpolan
Àwọn ohun ìní kẹ́míkà ti àwọn èròjà ilẹ̀ alkaline ní ipa gidigidi lórí ìṣètò elekitironi ns² wọn, èyí tí ó mú wọn dúró ṣinṣin bí àwọn ion M²⁺. Ìṣiṣẹ́ ara-ẹni ń pọ̀ sí i láti Be sí Ba bí agbára ionization ṣe ń dínkù. Wọ́n ń ṣe pẹ̀lú omi, acids, halogens, àti oxygen nínú àwọn àpẹẹrẹ ànímọ́: ṣíṣe àwọn oxides, hydroxides, àti iyọ̀ ionic. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, àwọn ìyípadà ìyọ́kúrò ti àwọn èròjà bíi hydroxides, carbonates, àti sulfates ń fi àwọn ìyípadà ìgbàkúgbà pàtàkì hàn nínú ìṣàyẹ̀wò kẹ́míkà. Láàrín wọn, beryllium yàtọ̀ pẹ̀lú àwọn ànímọ́ amphoteric rẹ̀ àti àwọn ìtẹ̀sí covalent tó lágbára. Lílóye àwọn ohun ìní kẹ́míkà ti àwọn èròjà ilẹ̀ alkaline kò ṣe pàtàkì nìkan nínú ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ ìgbàkúgbà ṣùgbọ́n nínú àwọn ohun èlò ilé iṣẹ́, àyíká, àti ojoojúmọ́—fún àpẹẹrẹ, nínú oje (CaO/Ca(OH)₂), àwọn ohun alumọ́ni carbonate, àwọn antacids Mg(OH)₂, àti pàápàá BaSO₄ nínú ìṣègùn.
