A-level 化学/OCR/第二族

这是本模块中最短的主题之一。另一个是第七族元素。

让我们开始吧。

在本主题结束时，您将了解以下有关第二族元素的信息

性质趋势
氧化还原反应
与氧气、水和盐酸的反应
碳酸盐的热分解
第二族化合物的用途

性质趋势

简介

第二族元素是强还原剂。

还原剂是指在反应中被氧化的化合物，因此失去电子。

M = Mg, Ca, Sr, Ba --> 我将在本主题中使用 'M' 作为第二族元素的一般符号。

例如

正如我之前所说，它们是强还原剂。M_(s) ----> M²⁺_(aq) + 2e^-

还原剂“失去电子”。

第二族元素的另一个名称是 **碱土金属**

所有第二族元素在其外层电子壳层中有 2 个电子。它们通常会失去这两个外层电子以发生反应，从而形成 M²⁺ 离子。

性质

这些是您需要在考试中了解的性质

当您向下移动该族时

原子半径增加
第一电离能降低
化学反应性增强
电负性降低

您需要能够在考试中解释这些性质。

为什么原子半径增加？: 这是因为当您向下移动该族时，元素具有更多电子，因此需要更多轨道来存储这些电子。这些轨道通过通常的方法逐渐填满：“1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 等等...; 这些轨道围绕着原子核。当您向下移动该族时，您会得到更多围绕原子核的轨道（记住，所有轨道都是“堆叠”在一起的），因此原子的大小会增加。; 此外，轨道距离原子核越远，由于原子核的吸引力突然减弱，轨道会变得更远。

为什么第一电离能降低？

这是因为当您向下移动该族时，轨道的数量增加，并且它们远离原子核。这降低了轨道和原子核之间的核吸引力，因此更容易让另一个元素从外层轨道移除电子，因为外层轨道几乎不受原子核的吸引。

此外，第一电离能降低的另一个原因是屏蔽效应。所有轨道都充满了电子，这些电子不断相互排斥。轨道距离原子核越远，对它的屏蔽效应越大，核电荷越低。因此，更容易移除电子。

考试提示

每当您被问到解释电离能的问题时，请务必包含以下 3 点。

距原子核的距离
屏蔽效应
质子：电子比

为什么化学反应性增强？: 这是因为电离能降低。所有化学反应都是由于电子的转移而发生的。电离能是指从一摩尔气态原子样品中移除一个电子形成一摩尔气态单正电荷原子所需的能量。

因此，如果更容易移除电子，则意味着更容易发生反应。

为什么电负性降低？: 当您向下移动该族时，M 吸引成键对中电子的能力会降低，因为成键轨道距离核电荷更远，并被内层电子壳层屏蔽。请注意，第二族金属主要形成离子化合物，因为它们的电负性明显低于氧和氯等元素。铍在第二族元素中电负性最高，正如您可能预测的那样，它形成的氯化物具有最大的共价性。

氧化还原反应

氧化还原反应是指氧化和还原同时发生的反应。最初，氧化被定义为元素获得氧气，还原被定义为失去氧气。但是，现在氧化被定义为失去电子，还原被定义为获得电子。

油井钻井平台

记住氧化和还原的一种简单方法是 **OILRIG**

**O**xidation **i**s **l**oss of electrons

**R**eduction **i**s **g**ain of electrons

与氧气、水和盐酸的反应

只有当氧化和还原同时发生时，反应才能被视为氧化还原反应<

--72.27.33.199 (讨论) 2009年4月5日 (UTC) 18:37 --72.27.33.199 (讨论) 2009年4月5日 (UTC)

碳酸盐的热分解

第二族金属的碳酸盐在加热时分解产生二氧化碳。

MCO₃ -----------------> MO + CO₂

这用于将白垩（碳酸钙）转化为生石灰，即氧化钙。生石灰可用于制造简单的建筑用砂浆，因此历史上英国各地都有石灰窑和小采石场。生石灰与粘土一起焙烧后用于制造水泥。

该反应产生的 CO₂ 也用于生产碳酸钠（见 Solway 工艺）。

生石灰与水剧烈反应生成氢氧化钙（熟石灰）。这是一个非常放热的反应。

CaO + H₂O ---------------> Ca(OH)₂

熟石灰可以在花园中心购买作为土壤改良剂，农民将其撒在土地上以降低酸度。

第二族化合物的用途

碳酸盐的热分解第二族金属的碳酸盐在加热时会分解产生 CO2。然后用它将白垩转化为氧化钙，也称为生石灰。产生 CO2 的反应是

MCO3 -----------------> MO + CO2

这种氧化钙在建筑中用于制作非常简单的砂浆。如果将其与粘土一起焙烧，它会形成水泥。

该反应产生的 CO2 也用于生产碳酸钠（见 Solway 工艺）。生石灰与水剧烈反应生成氢氧化钙（熟石灰）。这是一个非常放热的反应。CaO + H2O ---------------> Ca(OH)2 熟石灰可以在花园中心购买作为土壤改良剂，农民将其撒在土地上以降低酸度。

摘要第二族元素是强还原剂。还原剂“失去电子”。第二族元素的另一个名称是碱土金属。所有第二族元素在其外层电子壳层中都有 2 个电子。