第二節 鹼土金屬
認識鹼土金屬

元素週期表的第 \(\text{II}\) 族,包括六種金屬元素,由上至下,它們依次是:鈹 \(\ce{(Be)}\)、鎂 \(\ce{(Mg)}\)、鈣 \(\ce{(Ca)}\)、鍶 \(\ce{(Sr)}\)、鋇 \(\ce{(Ba)}\) 和鐳 \(\ce{(Ra)}\)。其中,鐳 \(\ce{(Ra)}\) 是放射性元素。因為第 \(\text{II}\) 族元素能與水反應生成鹼,並且它們的化合物都存在於地殼中,所以統稱為鹼土金屬。

鹼土金屬在週期表中的位置
鹼土金屬的物理性質
鹼土金屬 顏色 常溫常壓下狀態 密度
(\(\text{g cm}^{-3}\))
熔點
(\(^{\circ}\text{C}\))
沸點
(\(^{\circ}\text{C}\))
鈹 (\(\ce{Be}\)) 銀白色 固體 \(1.85\) \(1278\) \(2970\)
鎂 (\(\ce{Mg}\)) \(1.74\) \(650\) \(1107\)
鈣 (\(\ce{Ca}\)) \(1.54\) \(839\) \(1484\)
鍶 (\(\ce{Sr}\)) \(2.62\) \(769\) \(1384\)
鋇 (\(\ce{Ba}\)) \(3.51\) \(725\) \(1640\)
鐳 (\(\ce{Ra}\)) \(5.00\) \(700\) \(1140\)
鹼土金屬的主要物理性質

鹼土金屬的物理性質具有一定的共通性。

  • 在常溫常壓下,鹼土金屬為銀白色且有表面光澤的金屬。
  • 與大多數金屬相比,鹼土金屬密度較低,但高於同週期的鹼金屬。
  • 與同週期的鹼土金屬相比,鹼土金屬的熔點和沸點較高。
鎂條
鹼土金屬的化學性質

鹼土金屬是化學性質較為活潑的金屬。

  • 鹼土金屬能與氧反應,生成相應的氧化物。例如,未打磨的鎂外表有一層堅硬的氧化膜 (即氧化鎂)。

    \[\ce{\text{鎂 + 氧} -> \text{ 氧化鎂}}\]
  • 鹼土金屬 (鈹除外) 能與水反應,生成強鹼性的氫氧化物,並釋出氫。

    \[\ce{\text{鎂 + 熱水} -> \text{ 氫氧化鎂 + 氫}}\] \[\ce{\text{鈣 + 冷水} -> \text{ 氫氧化鈣 + 氫}}\]
  • 鹼土金屬能與稀氫氯酸反應,釋出氫。

    \[\ce{\text{鎂 + 稀氫氯酸} -> \text{ 氯化鎂 + 氫}}\]
  • 鹼土金屬能與非金屬反應,生成鹽。

    \[\ce{\text{鎂 + 氯} -> \text{ 氯化鎂}}\]
打磨前後的鎂條
鎂與水的反應
鹼土金屬化學活性的差異

與鹼金屬類似,鹼土金屬的活性亦存在規律性的變化。鹼土金屬的活性,由上至下,依次遞增

譬如,鈣的活性高於鎂。因此,鈣與稀氫氯酸的反應,比鎂與稀氫氯酸的反應,更劇烈,產生氣體的速率亦更快。

鎂、鈣與稀氫氯酸的反應
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