Разработка урока может применяться полностью для проведения урока в 9 классе по теме: «Бериллий, магний и щелочноземельные металлы», а также могут использоваться отдельные ее части, например видео-диктант при проверке домашнего задания, упражнение «Проверь себя» (работа в группах) с помощью которого, осуществляется подготовка учащихся к государственной (итоговой) аттестации, игра «Крестики-нолики» и индивидуальное интерактивное задание на закрепление материала по изучению взаимодействия металлов с кислородом.
Скачать:
Предварительный просмотр:
План-конспект урока.
УЧИТЕЛЬ: Шарапова Лариса Игоревна
КЛАСС: 9
ПРЕДМЕТ: химия
ТЕМА УРОКА: «Бериллий, магний и щелочноземельные металлы»
МЕСТО УРОКА В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ: урок по учебному плану.
Цель урока: Дать общую характеристику щелочноземельных металлов в свете общего, особенного и единичного по трем формам существования химических элементов: атомов, простых веществ и сложных веществ.
Задачи:
1. Познакомить обучающихся с группой типичных металлов, в которой наиболее ярко выявляются закономерности в изменении свойств и электронной структуры в зависимости от порядкового номера элемента.
Продолжить обучение учащихся пользоваться периодической системой и электронной теорией при обосновании физических и химических свойств простых и сложных веществ.
Совершенствовать умения составления уравнений химических реакций.
2.Способствовать продолжению развития устойчивого интереса к химической науке и практике.
Продолжить развивать научно-познавательную и коммуникативную компетенции, умения анализировать, выделять самое главное в изучаемом материале, делать выводы.
3. Воспитывать позитивное отношение к учению, прививать любовь к предмету, создавать комфортные отношения между участниками.
Тип урока. Урок изучения нового материала с элементами проверки знаний, с использованием цифровых образовательных ресурсов.
Вид урока. Объяснительно-иллюстративный с элементами контроля знаний учащихся.
Оборудование:
Для учителя: компьютер, мультимедийный проектор и презентация Microsoft PowerPoint, а также спиртовка, спички, напильник, мерный цилиндр, химические стаканы.
Для учащихся: лист самоанализа и самооценки обучающегося, лист с рефлексией, красная и синяя ручка.
Реактивы: кальций, вода, магний и соляная кислота.
Ход урока.
I этап. Организационный момент.
II этап. Сообщение темы, постановка цели и задач урока, мотивация учебной деятельности учащихся.
III этап . Проверка домашнего задания.
Используемые цифровые ресурсы: нет
а) К доске вызываются 4 человека и воспроизводят упражнения домашнего задания на доске.
Воспроизведенные упражнения проверяются по окончании фронтальной проверки.
1-й ученик: Упр.1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
А) Li Li 2 O LiOH LiCl
Планируемый ответ:
- 4Li + O 2 2Li 2 O
- Li 2 O + H 2 O 2LiOH
- LiOH + HCl LiCl + H 2 O
2-й ученик:
Б) Na Na 2 O 2 Na 2 O NaOH Na 2 SO 4
Планируемый ответ:
1) 2Na + O 2 Na 2 O 2
2) Na 2 O 2 + Na Na 2 O
3) Na 2 O + H 2 O 2NaOH
4) 2NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 +2 H 2 O
3-й ученик: Записать химические свойства калия.
Планируемый ответ:
- 2K + H 2 2KH
- 2K +Cl 2 2KCl
- 2K + S K 2 S
- K 2 O 2 + O 2 K 2 O 2
- K 2 O 2 + 2K 2 K 2 O
- 2K + 2H 2 O 2KOH+ H 2
- 2K +2 HCl (КОНЦ) 2KCl+ H 2
4-й ученик: Записать химические свойства гидроксида калия.
Планируемый ответ:
- KOH+ HCl KCl+ H 2 O
- 2KOH+CO 2 K 2 CO 3 + H 2 O
- 2KOH+CuSO 4 Cu(OH) 2 + K 2 SO 4
б) Фронтальная беседа по вопросам.
- Какие химические элементы относят к семейству щелочных металлов.
- Где встречаются щелочные металлы в природе?
- Как можно распознать соли щелочных металлов?
в) Видео-диктант с самоконтролем и использованием цифровых ресурсов:
- Презентация в формате Microsoft Office PowerPoint
(слайд № 2: «Видеофрагмент "Взаимодействие натрия с водой" (N131756)»; слайд №3: «Видеофрагмент "Алюминотермия" (N131915)»);
г) Проверка видео-диктанта. Учащиеся проверяют друг у друга написанные уравнения химических реакций и оценивают их, а затем сверяют правильность написания со
слайдом №4.
IV этап. Физическая минутка для глаз:
Закрыть глаза, сильно зажмурить и быстро поморгать. Затем открыть и посмотреть, не поворачивая головы налево, направо, вверх, вниз, в окно.
V этап. Актуализация знаний учащихся. Сообщение темы урока.
Используемые цифровые ресурсы: нет.
VI этап. Формирование и совершенствование знаний о простых веществах и элементах второй группы главной подгруппы.
1) «Кальций. Иллюстрация. (N 131846)»;
2) «Натрий. Иллюстрация. (N 131747)»
3) «Изделия из дюралюминия (N 131762)»
4) «Применение соединений кальция (I).Иллюстрация.(131884)».
1) Строение и свойства атомов.
Учитель: Выполните задание. Составьте схемы электронного строения бериллия, магнии, кальция.
а) К доске вызываются 3человека. Остальные учащиеся записывают это задание в тетрадях.
Учитель: Что общего и в чем различие электронного строения этих элементов?
Как это отразится на восстановительных свойствах? (Слайд 6)
А какой химический элемент будет самым слабым восстановителем среди элементов первой и второй группы.
Какие свойства будут проявлять оксиды и гидроксиды элементов второй группы главной подгруппы? (Слайд 7)
2) Физические свойства
Учитель: Попробуйте сравнить физические свойства натрия и кальция. (Слайд 8)
Использование цифровых ресурсов: «Кальций. Иллюстрация. (N 131846)»;
«Натрий. Иллюстрация. (N 131747)»
Планируемый ответ.
Свободных электронов у кальция в два раза больше, чем у натрия, но электрический ток проводить будет хуже. Так как электрический ток есть направленное движение заряженных частиц. Чем больше частиц, тем труднее их движение упорядочить. Блестеть кальций будет лучше, чем больше свободных электронов, тем лучше отражается дневной свет. Пластичность и ковкость будут хуже, им препятствует большее число электронов .
Вывод. Кальций серибристо-белый и довольно твердый металл, с выраженным металлическим блеском.
- Химические свойства металлов . (Слайд 9, 10, 11)
Реагируют с простыми веществами (неметаллами) (Слайд 9)
2М 0 + O 2 0 = 2М +2 O -2 M + S = MS
М + Cl 2 = МCl 2 3М + N 2 = М 3 N 2
М + H 2 = МH 2
Реагируют со сложными веществами: (Слайд 10)
Только Be не взаимодействует с водой.
М + 2НОН = M(OH) 2 + H 2
Mg , Ca способны восстанавливать редкие металлы.)
2Mg + TiO 2 = 2MgO +Ti – магниетермия
5Ca + V 2 O 5 = 5CaO +2V- кальциетермия
Опыт №1. Взаимодействие кальция с водой.
Кусок кальция зачищают напильником, небольшой кусочек кладут в чашку с водой и накрывают цилиндром. Цилиндр целесообразно заполнить водой только на 2/3 объема, чтобы водород перемешался с воздухом и при сгорании был слышен хлопок.
В воду добавляют раствор фенолфталеина, который в растворе стал малиновый, значит среда щелочная.
Ca + H 2 O Ca (OH) 2 + H 2
Вывод.Кальций активный металл, поэтому вытесняет водород из воды.
Мg + H 2 O = MgO + H 2 -видеофрагмент (Слайд 12)
Вывод. Магний вытесняет из воды водород только при нагревании. Менее активен, чем кальций, поскольку в группе стоит выше.
Учитель:
Взаимодействуют ли магний и кальций с кислотами? (Слайд 12)
Опыт № 2. Стружки магния насыпают в пробирку и приливают соляной кислоты, в результате реакции бурно выделяется водород.
Mg +2HCl = MgCl 2 +H 2
Вывод. Магний взаимодействует с кислотами, вытесняя водород, а кальций взаимодействует с водой, которая содержится в растворе кислоты.
- Металлы в природе . (Слайд 13)
Использование цифровых ресурсов: «Применение соединений кальция (I). Иллюстрация.(131884)».
Учитель: Почему щелочноземельные металлы в природе встречаются только в виде соединений?
Планируемый ответ : Щелочноземельные металлы встречаются в природе в виде соединений, так как они очень активны.
- Применение металлов. (Слайд 14)
Магний и кальций применяют для производства редких металлов и легких сплавов. Например, магний входит в состав дюралюминия, а кальций – один из компонентов свинцовых сплавов, необходимых для изготовления подшипников и оболочек кабелей.
Использование цифровых ресурсов: «Изделия из дюралюминия (N 131762)»
VII этап. Воспроизведение знаний на новом уровне (переформулированные вопросы).
Использование цифровых ресурсов: « Интерактивное задание. (№131869) ».
- Задания на установления соответствия.
(Подготовка обучающихся к ГИА по химии часть В).
УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ . (Слайд 15)
В1. С увеличением порядкового номера элемента в главной подгруппе II группы Периодической системы свойства элементов и образуемых ими веществ изменяются следующим образом:
СВОЙСТВА ИЗМЕНЕНИЯ
2) радиус атома Б) не изменяется
4) число электронов на внешнем уровне Г) увеличивается
Ответ: А Г В Б
В2. В ряду элементов Na – Mg - Al – Si наблюдается следующее изменение свойств: (Слайд 16)
СВОЙСТВА ИЗМЕНЕНИЕ
1) восстановительные свойства А) усиливаются
2) число энергетических уровней Б) увеличивается
3) электроотрицательность В) уменьшается
4) число валентных электронов Г) не изменяется
Ответ: В Г А Б
- Интерактивное задание. (Слайд 17)
Использование цифровых ресурсов : « Интерактивное задание. Уравнения реакций магния и щелочноземельных металлов с кислородом (№131869) ».
Учитель предлагает одному учащемуся выполнить интерактивное задание
«Уравнения реакций магния и щелочноземельных металлов с кислородом»
На компьютере.
- Крестики - нолики. (Слайд 18)
Металлы, вступающие в реакцию с водой:
Са | ||
Ответ: Са, Zn, Mg
- Мозговой штурм. (Слайд 19)
Учитель: Используя знания по теме металлы, объясните:
- Можно ли хранить кальций на воздухе?
- Почему литий хранят под слоем керосина?
- Какой химический элемент будет самым слабым восстановителем среди элементов первой и второй групп главных подгрупп?
- А если сравнить кальций и калий. Какой из этих химических элементов будет лучшим восстановителем?
VII этап. Подведение итогов урока.
VIII этап. Домашнее задание: (Слайд 20)
Использование цифровых ресурсов: нет.
Для всех:
1.Учебник: повторить § 12.
2. Письменно:
Стр. 67 (учебник)
На «5» выполнить упр.№5 полностью
На «4» выполнить цепочку превращений из упр.№5
На «3» выполнить цепочку превращений упр.№4
По желанию:
3. Подготовить сообщение на тему: «История открытия щелочноземельных металлов» и презентацию на тему «Бериллий».
I X этап. Рефлексия. (Слайд 21)
Использование цифровых ресурсов: нет.
Деятельность учителя | Деятельность ученика |
Выберите нужную букву: А) Получил прочные знания, усвоил весь материал. Б) Усвоил материал частично. В) Мало что понял, необходимо ещё поработать. Вставьте смайлик настроения: Хорошо, безразлично, скучно. Сдайте рабочую тетрадь и листы самоанализа и самооценки. | Заполняют листы самоанализа и самооценки |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
HTML-версии работы пока нет.
Cкачать архив работы можно перейдя по ссылке, которая находятся ниже.
Подобные документы
- Строение атомов бериллия и магния, щёлочноземельных металлов.
- Химические свойства бериллия, магния и щёлочноземельных металлов: образование оксидов, хлоридов, сульфидов, нитридов, гидридов и гидроксидов.
- Магниетермия и кальциетермия.
- Оксиды кальция (негашёная известь) и магния (жжёная магнезия). 5. Гидроксиды кальция (гашёная известь, известковая вода, известковое молоко) и других щёлочноземельных металлов.
- Соли: карбонаты кальция (мел, мрамор, известняк) и магния; сульфаты (гипс, горькая соль, «баритовая каша»); фосфаты.
Общая характеристика группы. Бериллий и магний. История, распространенность, получение, особенности, физические свойства, применение щелочноземельных металлов. Химические свойства щелочноземельных металлов и их соединений.
реферат , добавлен 30.05.2003
Металлы. Методы получения металлов. Химические свойства металлов. Характеристика металлов главной подгруппы I группы. Характеристика элементов главной подгруппы II группы. Характеристика элементов главной подгруппы III группы. Алюминий. Переходные металлы
реферат , добавлен 18.05.2006
Соединения магния, кальция и бария как лекарственные средства. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциал ионизации. Качественные реакции на ионы магния, кальция, стронция. Биологическая роль магния и кальция, значение для организма.
реферат , добавлен 14.04.2015
История открытия элементов, их распространённость в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов. Сравнение свойств простых веществ IIA группы. Антагонизм магния и кальция, их биологическая роль в организме. Токсичность бериллия и бария.
реферат , добавлен 30.11.2011
Физиологическая роль бериллия в организме человека, его синергисты и антагонисты. Роль магния в организме человека для обеспечения протекания различных жизненных процессов. Нейтрализация избыточной кислотности организма. Значение стронция для человека.
реферат , добавлен 09.05.2014
Реакция лития, натрия, калия с водой. Изучение физических и химических свойств бинарных кислородных соединений. Важнейшие соединения щелочноземельных металлов. Окислительно-восстановительные свойства пероксидов. Применение металлорганических соединений.
презентация , добавлен 07.08.2015
Магний как элемент главной подгруппы второй группы, третьего периода с атомным номером 12, его основные физические и химические свойства, строение атома. Распространенность магния, соединения и сферы их практического применения. Регенерация клеток.
15. Бериллий, магний и щёлочноземельные металлы
В главную подгруппу II группы входят бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Са), стронций (Sr), барий (Ва) и радий (Ra). Кальций, стронций, барий и радий относятся к щёлочноземельным металлам. Первый элемент этой подгруппы, бериллий, по большинству свойств гораздо ближе к алюминию, чем к высшим аналогами группы, в которую он входит. Второй элемент этой группы, магний, в некоторых отношениях значительно отличается от щелочноземельных металлов по ряду химических свойствАтомы элементов II группы имеют на внешнем энергетическом уровне два электрона, которые они отдают при химических взаимодействиях, и поэтому являются сильнейшими восстановителями. Во всех соединениях они имеют степень окисления +2.
В окислительно-восстановительных реакциях все металлы подгруппы ведут себя как сильные восстановители, однако несколько более слабые, чем щелочные металлы. Это объясняется тем, что атомы металлов II группы имеют меньшие атомные радиусы. С ростом порядкового номера элемента отдача электронов облегчается, и поэтому металлические свойства возрастают.
Бериллий, магний и щелочноземельные металлы - это простые вещества. Лёгкие серебристо-белые металлы, исключение составляет только стронций, который имеет золотистый оттенок.
Например, кальций – серебристо белый и довольно твердый металл, легкий. Температура плавления и кипения выше, чем у щелочных металлов. Поскольку у кальция на энергетическом уровне находится 2 электрона, то его степень окисления во всех соединениях всегда равна +2. На воздухе кальций окисляется, поэтому его хранят в закрытых сосудах, обычно в керосине.
Химические свойства данной группы металлов рассмотрим на примере кальция.
С биологической точки зрения, кальций играет немаловажную роль для растений, животных и человека. В нашем организме он входит в состав костей. Кальций придает костям твердость. Например, при обычных условиях кальций реагирует с
галогенами, а с серой, азотом и углеродом – при нагревании. При взаимодействии кальция с хлором образуется хлорид кальция.
Ca + CI 2 = CaCI 2 (кальций плюс хлор два равно кальций хлор два)
При взаимодействии кальция с серой образуется сульфид кальция.
С a + S = CaS
(кальций плюс сера равно кальций эс)
При взаимодействии кальция с азотом образуется нитрид кальция.
(три кальций плюс эн два стрелочка кальций три эн два)
Данные реакции происходят при нагревании.
Кальций ( Ca ) являясь активным металлом вытесняет водород из воды:
С a + 2Н 2 О = Ca (ОН) 2 +Н 2
(кальций плюс два аш два о стрелочка кальций о аш дважды плюс аш два стрелочка вверх)
При этом не все металлы главной подгруппы II группы Периодической системы одинаково реагируют с водой: бериллий практически не взаимодействует с водой, т.к. взаимодействию препятствует защитная пленка на его поверхности, реакция магния с водой протекает довольно медленно, остальные же металлы взаимодействуют с водой аналогично кальцию.
При нагревании на воздухе кальций сгорает, образуя оксид кальция:
2С a + О 2 = 2 Ca О
(два кальций плюс о два равно два кальций о)
При взаимодействии кальций с углеродом образует карбид кальция С aC 2
С a + 2С = Ca С 2
(кальций плюс два це стрелочка кальций це два)
Вследствие своей высокой химической активности в природе щёлочноземельные металлы находятся только в форме соединений.
Оксиды данных металлов твердые белые тугоплавкие вещества, устойчивые к воздействию высоких температур. Проявляют основные свойства. Исключение составляет оксид бериллия, который имеет амфотерный характер.
Рассмотрим оксиды на примере кальция.
Оксид кальция (техническое название: негашеная известь, жженая известь) – это порошок белого цвета.
Оксид кальция энергично взаимодействует с водой с образованием гидроксида кальция:
CaO + H 2 O = Ca ( OH ) 2 + Q
(кальций о плюс аш два о равно кальций о аш дважды плюс ку)
Реакция оксида кальция с водой сопровождается выделением большого количества теплоты и называется гашение извести, а образующийся Ca(OH) 2 - гашёной известью.
Гашеная известь – твердое вещество белого цвета, растворимое в воде. Раствор гашеной извести в воде называется известковой водой. Раствор обладает щелочными свойствами.
Рассмотрим щелочные свойства на примере:
Ca ( OH )2 + CO 2 → CaCO 3↓ + H 2 O
(кальций о аш дважды плюс це о два стрелочка кальций це о три стрелочка вниз плюс аш два о)
При пропускании через известковую воду оксида углерода (IV ) раствор мутнеет
(кальций це о три плюс це о два плюс аш два о две стрелочки направленны противоположно друг другу кальций аш це о три дважды)
При дальнейшем пропускании замечаем, что муть исчезает.
Соли бериллия, магния и щёлочноземельных металлов получают при взаимодействии их с кислотами.
К солям кальция относится карбонат кальция. Карбонат кальция имеет следующую формулу - CaCO 3(кальций це о три)
Он содержится в известняке, меле и мраморе. Мрамор широко применяется в скульптуре и архитектуре, без известняка не обходится ни одно строительство, т.к. он сам является прекрасным строительным камнем и используется для получения таких материалов как стекло, цемент, гашеная и негашеная известь. В природе мел представляет собой остатки раковин древних животных, его можно увидеть в школе (школьные мелки), его используют в зубной пасте, при производстве бумаги, при побелке.
Сульфат кальция встречается в природе в виде минерала гипса - CaSO 4 *2 H 2 О ( кальций эс о четыре умножить два аш два о) .
Обжигом гипса при 150-180С 0 получают белый порошок – жженый гипс или алебастр
CaSO 4*0,5 H 2О( кальций эс о четыре умножить ноль целых пять десятых аш два о).
Если алебастр смешать с водой, то он быстро затвердевает, снова превращается в гипс.
Например,
CaSO 4*0,5 H 2О +1,5 H 2О = CaSO 4* 2 H 2О
(кальций эс о четыре умножить ноль целых пять десятых аш два о плюс одна целая пять десятых аш два о равно кальций эс о четыре умножить два аш два о)
Сульфат кальция широко используют в строительстве для изготовления скульптур и скульптурных элементов, для облицовочных и отделочных работ, в медицине для изготовления гипсовых повязок.
Строение и свойства атомов . Бериллий Be, магний Mg и щёлочноземельные металлы: кальций Са, стронций Sr, барий Ва и радий Ra - элементы главной подгруппы II группы (IIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева. Атомы этих элементов содержат на внешнем энергетическом уровне два электрона, которые они отдают при химических взаимодействиях, и поэтому являются сильнейшими восстановителями. Во всех соединениях они имеют степень окисления +2.
С увеличением порядкового номера сверху вниз в подгруппе восстановительные свойства элементов усиливаются, что связано с увеличением радиусов их атомов.
Радий - радиоактивный элемент, содержание его в природе невелико.
Бериллий, магний и щёлочноземельные металлы - простые вещества . Лёгкие серебристо-белые металлы, стронций имеет золотистый оттенок. Он значительно твёрже бария, барий же по мягкости напоминает свинец.
На воздухе при обычной температуре поверхность бериллия и магния покрывается защитной оксидной плёнкой. Щёлочноземельные металлы взаимодействуют с кислородом воздуха более активно, поэтому их хранят под слоем керосина или в запаянных сосудах, как и щелочные металлы.
При нагревании на воздухе все рассматриваемые металлы (обозначим их М) энергично сгорают с образованием оксидов:
Реакция сжигания магния сопровождается ослепительной вспышкой, раньше её применяли при фотографировании объектов в тёмных помещениях. В настоящее время используют электрическую вспышку.
Бериллий, магний и все щёлочноземельные металлы взаимодействуют при нагревании с неметаллами - хлором, серой, азотом и т. д., образуя соответственно хлориды, сульфиды и нитриды:
При высоких температурах металлы главной подгруппы II группы (IIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева окисляются водородом до гидридов:
Гидриды - это твёрдые солеподобные соединения металлов с водородом, похожие на галогениды - соединения металлов с галогенами. Теперь, очевидно, вам стало понятно, почему водород находится и в главной подгруппе VII группы (VIIA группы).
Из всех металлов главной подгруппы II группы (IIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева только бериллий практически не взаимодействует с водой (препятствует защитная плёнка на его поверхности), магний реагирует с ней медленно, остальные металлы бурно взаимодействуют с водой при обычных условиях (рис. 54):
Рис. 54.
Взаимодействие с водой металлов главной подгруппы II группы (IIА группы) Периодической системы Д. И. Менделеева
Подобно алюминию, магний и кальций способны восстанавливать редкие металлы - ниобий, тантал, молибден, вольфрам, титан и др. - из их оксидов, например:
Такие способы получения металлов по аналогии с алюминотермией называют магниетермией и кальциетермией.
Магний и кальций применяют для производства редких металлов и лёгких сплавов. Например, магний входит в состав дюралюминия, а кальций - один из компонентов свинцовых сплавов, необходимых для изготовления подшипников и оболочек кабелей.
Соединения бериллия, магния и щёлочноземельных металлов . В природе щёлочноземельные металлы, как и щелочные металлы, находятся только в форме соединений вследствие своей высокой химической активности.
Оксиды МО - твёрдые белые тугоплавкие вещества, устойчивые к воздействию высоких температур. Проявляют основные свойства, кроме оксида бериллия, имеющего амфотерный характер.
Оксид магния малоактивен в реакции с водой, все остальные оксиды очень бурно взаимодействуют с ней:
МО + Н 2 O = М(ОН) 2 .
Оксиды получают обжигом карбонатов:
МСO 3 = МО + СO 2 .
В технике оксид кальция СаО называют негашёной известью, a MgO - жжёной магнезией. Оба этих оксида используют в производстве строительных материалов.
Лабораторный опыт № 15
Получение гидроксида кальция и исследование его свойств
Гидроксиды щёлочноземельных металлов относятся к щелочам. Их растворимость в воде увеличивается в ряду
Са(ОН) 2 → Sr(OH) 2 → Ва(ОН) 2 .
Эти гидроксиды получают взаимодействием соответствующего оксида с водой.
Реакция оксида кальция с водой сопровождается выделением большого количества теплоты и называется гашением извести (рис. 55), а образующийся Са(ОН)2 - гашёной известью:
СаО + Н 2 O = Са(ОН) 2 .
Рис. 55.
Гашение извести
Прозрачный раствор гидроксида кальция называют известковой водой, а белую взвесь Са(ОН) 2 в воде - известковым молоком. Гашёную известь широко используют в строительстве. Известковое молоко применяют в сахарной промышленности для очистки свекловичного сока.
Соли бериллия, магния и щёлочноземельных металлов получают взаимодействием их с кислотами. Галогениды (фториды, хлориды, бромиды и иодиды) этих металлов - белые кристаллические вещества, большинство из них растворимо в воде. Из сульфатов хорошо растворимы в воде только сульфаты бериллия и магния. Растворимость сульфатов элементов главной подгруппы II группы Периодической системы Д. И. Менделеева уменьшается от BeSO 4 к BaSO 4 . Карбонаты этих металлов малорастворимы или нерастворимы в воде.
Сульфиды щёлочноземельных металлов, содержащие в малых количествах примеси тяжёлых металлов, после предварительного освещения начинают светиться различными цветами - красным, оранжевым, голубым, зелёным. Они входят в состав специальных светящихся красок, которые называют фосфорами. Их используют для изготовления светящихся дорожных знаков, циферблатов часов и других изделий.
Рассмотрим наиболее важные соединения элементов главной подгруппы II группы (IIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева.
СаСО 3 - карбонат кальция - одно из самых распространённых на Земле соединений. Вам хорошо известны такие содержащие его минералы, как мел, мрамор, известняк (рис. 56).
Рис. 56.
Природные соединения кальция: а - мел; б - мрамор; в - известняк; г - кальцит
Мрамор - это минерал скульпторов, архитекторов и облицовщиков. Из него создавали свои прекрасные творения многие скульпторы (рис. 57).
Рис. 57.
Скульптура М. М. Антокольского «Царь Иоанн Васильевич Грозный» изготовлена из мрамора
Стены всемирно известного индийского мавзолея Тадж-Махал выложены из мрамора (рис. 58), им же облицованы многие станции московского метро (рис. 59).
Рис. 58.
Тадж-Махал - мавзолей-мечеть, находящийся в Агре (Индия), выполнен из мрамора
Рис. 59.
Станция московского метрополитена «Трубная» отделана мрамором
Однако самый важный из этих минералов - известняк, без которого не обходится ни одно строительство. Во-первых, он сам является прекрасным строительным камнем (вспомните знаменитые одесские катакомбы - бывшие каменоломни, в которых добывали камень для строительства города), во-вторых, это сырьё для получения других материалов: цемента, гашёной и негашёной извести, стекла и др.
Известковой щебёнкой укрепляют дороги, а порошком уменьшают кислотность почв.
Природный мел представляет собой остатки раковин древних животных. Один из примеров его использования - это школьные мелки, зубные пасты. Мел применяют в производстве бумаги, резины, побелки.
MgCO 2 - карбонат магния, необходим в производстве стекла, цемента, кирпича, а также в металлургии для перевода пустой породы, т. е. не содержащей соединения металла, в шлак.
CaSO 4 - сульфат кальция, встречается в природе в виде минерала гипса CaSO 4 2Н 2 O, представляющего собой кристаллогидрат. Используют в строительстве, в медицине для наложения фиксирующих гипсовых повязок, получения слепков (рис. 60). Для этого применяют полуводный гипс 2CaSO 4 Н 2 O - алебастр, который при взаимодействии с водой образует двуводный гипс:
2CaSO 4 Н 2 O + ЗН 2 O = 2(CaSO 4 2Н 2 O).
Эта реакция идёт с выделением теплоты.
Рис. 60.
Гипс применяется:
в медицине для изготовления гипсовых повязок (1), искусственных облицовочных и отделочных камней (2), в строительстве для изготовления скульптур и скульптурных элементов (3), гипсокартона (4)
MgSO 4 - сульфат магния, известный под названием горькая, или английская, соль, используют в медицине в качестве слабительного средства. Содержится в морской воде и придаёт ей горький вкус.
BaSO 4 - сульфат бария, благодаря нерастворимости и способности задерживать рентгеновские лучи применяют в рентгенодиагностике («баритовая каша») для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта (рис. 61).
Рис. 61. «Баритовую кашу» используют в медицине для рентгенодиагностики
Са 3 (РO 4) 2 - фосфат кальция, входит в состав фосфоритов (горная порода) и апатитов (минерал), а также в состав костей и зубов. В организме взрослого человека содержится более 1 кг кальция в виде соединения Са 3 (РO 4) 2 .
Кальций имеет важное значение для живых организмов, это материал для постройки костного скелета. Он играет существенную роль в процессах жизнедеятельности: ионы кальция необходимы для работы сердца, участвуют в процессах свёртывания крови.
На долю кальция приходится более 1,5% массы тела человека, 98% кальция содержится в костях. Однако кальций необходим не только при формировании скелета, но и для работы нервной системы.
Человек должен получать в день 1,5 г кальция. Наибольшие количества кальция содержатся в сыре, твороге, петрушке, салате.
Магний также является необходимым биоэлементом, играя роль стимулятора обмена веществ, содержится в печени, костях, крови, нервной ткани и мозге. Магния в человеческом организме намного меньше, чем кальция, - всего около 40 г. Магний входит в состав хлорофилла, а следовательно, участвует в процессах фотосинтеза. Без хлорофилла не было бы жизни, а без магния - хлорофилла, ведь в нём содержится 2% этого элемента.
Соли щёлочноземельных металлов окрашивают пламя в яркие цвета, поэтому эти соединения добавляют в составы для фейерверков (рис. 62).
Рис. 62.
Соли щёлочноземельных металлов добавляют в составы для фейерверков
Открытие магния и кальция . Магний был впервые получен Г. Дэви в 1808 г. из белой магнезии - минерала, найденного близ греческого города Магнезия. По названию минерала и дали название простому веществу и химическому элементу.
Полученный Г. Дэви металл был загрязнён примесями, а чистый магний получил француз А. Бюсси в 1829 г.
Кальций был впервые получен также Г. Дэви в 1808 г. Название элемента происходит от латинского слова кальс, что означает «известь, мягкий камень».
