щелочноземельные элементы

ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

кальций Ca, стронций Sr, барий Ba, радий Ra; металлы. Название сохранилось со времен алхимиков, оксиды Щ. э. по химическим свойствам напоминают оксиды щелочных металлов и "землю" — оксид Al, входящий в состав глин. Щ. э. имеют серебристый металлич. блеск, кристаллизуются в кубич. решетке, для Ca, Sr и Ba характерен полиморфизм. На воздухе Щ. э. покрываются голубовато-серой пленкой, содержащей МО, МCO₃ и отчасти MO₂ и M₃N₂, где М — Щ. э. Температуры плавления Ca, Sr, Ba и Ra равны соотв. 842±3, 768±3, 727±3 и 969 "С. Окисление Щ. э. на воздухе может сопровождаться воспламенением, Ba загорается уже при резке и раздавливании, поэтому Щ. э. хранят под слоем обезвоженного керосина. Все они ковки, пластичны и путем давления и резания м. б. превращены в прутки, листы, проволоку. Радий радиоактивен (Т_1/2 1600 лет); подвергаясь α-распаду, он превращается в радон.

По реакц. способности Щ. э. близки к щелочным, их стандартные электродные потенциалы для полуреакции М²⁺ + 2е⁻ = М равны −2,864 (Са), −2,888 (Sr), −2,905 (Ва) и −2,916 В (Ra). Поэтому все они — сильные восстановители, быстро реагируют с водой, превращаясь в М(OH)₂ с выделением H₂, а с разб. кислотами дают соли и H₂. Медленно реагируют с конц. HNO₃ и H₂SO₄, образуя нитраты с выделением NO₂ и сульфаты с выделением SO₂ и H₂.

Щ. э. раств. в жидком NH₃, образуя растворы, обладающие металлич. проводимостью. При испарении из них NH₃ при низких температурах выделяются кристаллич. комплексы [М(МH₃)₆]⁰ с металлич. блеском (похожи на бронзу), обладающие электронной проводимостью.

Щ. э. горят в O₂, давая оксиды МО, с H₂O₂ образуют белые твердые пероксиды MO₂, а Ba превращается в пероксид уже на воздухе при нагр. до 400 °C. Получены желтые кристаллич. надпероксиды М(O₂)₂. С галогенами Щ. э. дают бесцв. кристаллич. галогениды, с H₂ при натр. — бесцв., твердые, нелетучие гидриды МH₂. В среде N₂ при 250–450 °C превращаются в бесцв. тугоплавкие нитриды М₃N₂, при нагр. с В, С, Р — соотв. в черные кристаллич. бориды МВ₆, бесцв. твердые ацетилениды МC₂, красно-бурые фосфиды М₃P₂. Стехиометрич. смеси Щ. э. с S при нагр. образуют бесцв. кристаллич. сульфиды MS. С газообразным NH₃ при −10 °C или с жидким NH₃ Щ. э. дают аммиакаты [M(NH₃)₆], в среде CO₂, особенно выше 100 °C,- смесь МО и МC₂. Щ. з. образуют сплавы со мн. металлами (Al, Cu, Cd, Mg, Pb и т. д.), с Hg — амальгамы.

Растворимые в воде соли Щ. э. — ацетаты, галогениды (кроме фторидов), нитраты, тетраоксохлораты(VII), сульфиды, тиоцианаты и цианиды; нерастворимые — карбонаты, сульфаты, фосфаты, хроматы. Летучие соли Щ. э. окрашивают пламя газовой горелки в оранжево-красный (Са), карминово-красный (Sr), желтовато-зеленый (Ва) цвета.

Щ. э. получают восстановлением оксидов алюминием в вакууме выше 1200 °C, Ca — также электролизом расплава CaCl₂.

Иногда к Щ. э. относят также Be и Mg.

^{Лит.: Степин Б. Д., Цветков А. А., Неорганическая химия, М., 1994.}

_{Б. Д. Степин}