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普通化学/各种元素的化学/第二族

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碱土金属

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它们比碱金属反应性更弱,但它们形成(铍除外)碱性氧化物和氢氧化物。

碱土金属都有两个价电子,它们很容易被氧化为 +2 价态。随着质量的增加,这些元素变得更软,熔点和沸点更低,反应性更强。它们在自然界中没有以游离态存在,并且从它们的化合物中分离出来也很困难。碱土金属与卤素反应,(铍除外)与水和氧气反应。镁的反应性较弱,只有在比其他碱土金属更高的温度下才会反应。镭具有放射性,因此它的化学性质难以研究。

碱土金属在化学和物理性质上与碱金属相似,但反应性更弱。

碱土金属发生的反应与碱金属类似,但它们的 +2 氧化态导致它们的化合物有所不同。以下反应以镁为例,但其他碱土金属也会发生相同的反应。

氧化物形成缓慢,除非被点燃。镁粉或薄片可以用火柴点燃,因此镁被用在生火装置中。
镁在氧气中容易燃烧,令人惊讶的是,它也在氮气中燃烧。空气主要由氮气组成,但大多数元素不会与氮气反应,因为氮气非常稳定。
氧化镁是碱性酸酐。氢氧化镁是强碱,尽管它的溶解度太低,以至于这种性质不明显。
氮化镁会与水或空气中的水分反应。这种反应会产生氨的强烈气味。
镁金属会与水反应生成氢氧化物,但只有在高温或酸性条件下才会发生。钙更活泼,只要水是热的,就会与水反应。其他元素会在温水中反应。注意释放出的易燃氢气。
镁会与酸发生放热反应,生成离子盐和氢气。

记住所有碱土金属都可以发生这些反应,镁只是一个例子。然而,铍的反应活性远低于其他金属,因此可能不会发生反应。

用途

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铍很稀有,其化合物剧毒,因此其加工仅限于接受过安全处理培训的专家。它是强度足以用于建筑的最轻元素,用于X射线管的窗口。其对X射线的吸收非常小,因为其每个原子只有4个电子。

镁金属在需要软、轻金属的应用中有一些用途。镁金属可以用作摄影闪光灯中易燃且发光强的物质。氢氧化镁通常用作强效但通常安全的抗酸剂。硫酸镁俗称泻盐。

更重要的是,镁存在于一种名为叶绿素的化合物中,它是植物和藻类中使植物进行光合作用的绿色色素。它对植物生命至关重要。

钙没有作为结构金属的用途,但其化合物碳酸钙作为石灰石是主要建筑材料。碳酸钙对骨骼和植物生命至关重要。钙和本组中更重的元素与温水反应生成强碱性的氢氧化物。

锶比钙稀有得多,用途很少。钡也更稀有,除了硫酸钡之外,用途很少,硫酸钡是一种用于X射线检查消化器官的内衬(钡餐)。可溶于水或酸中的钡化合物(但硫酸钡除外)剧毒。

镭很稀有,具有强放射性,由于其强烈的放射性而极度危险。

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