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 | 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 (\(\ce{Ra}\)) | \(5.00\) | \(700\) | \(1140\) |
鹼土金屬的物理性質具有一定的共通性。
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。
\[\ce{\text{鎂 + 氯} -> \text{ 氯化鎂}}\]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。