地球上主要有六种碱土金属。这意味着它们的pH值都超过7。据说这六种碱土金属都具有相似的性质,例如表面光滑如银。它们的熔点和沸点都比碱金属高。碱土金属拥有两个价电子,形成+2价阳离子,并且电负性较低。
现在,请继续阅读本博客,了解更多关于碱土金属及其氧化物的知识。此外,您还将了解碱金属的应用。
以下是碱土金属的列表:
1 铍 (Be):铍是元素周期表第二族六种碱土金属之一,也是碱土金属中的第一个金属。铍质地坚硬,导热性好,耐腐蚀,无磁性。铍不与水反应。纯铍很难找到,但其化合物可在土壤、煤和矿物岩石中找到。铍的熔点为 1277 摄氏度,沸点为 2770 摄氏度。
氧化铍 (BeO):氧化铍由铍和氧化物以 1:1 的比例组成。它呈白色,加热时会释放有毒气体。长期直接接触氧化铍会导致铍中毒,损害肺部,进而引发肺癌。氧化铍的熔点为 2507 摄氏度,沸点为 3905 摄氏度。
2. 镁 (Mg):这是第二种碱土金属。它轻盈坚硬,色泽洁白如银。它耐腐蚀,因为镁的表层保护金属免受空气侵蚀。镁的最低熔点和沸点分别为 650 摄氏度和 1090 摄氏度。镁的最大储量存在于湖水和海水中。
氧化镁 (MgO):氧化镁又称氧化镁。它是镁与空气反应生成的。加热其分子可以逆转这一反应。氧化镁在自然界中以方镁石矿物的形式存在。氧化镁也可以在实验室中制备。与水混合后会生成氢氧化镁 (Mg(OH)₂)。氧化镁的熔点为 2852 摄氏度,沸点为 3600 摄氏度。
3. 钙 (Ca):钙是地壳中含量第三丰富的金属。它存在于石膏、石灰石和萤石中。钙暴露在空气中时,表面会形成一层深色的氧化物-氮化物层。它具有延展性,导电性较差。钙的熔点为 839±2 摄氏度,沸点为 1484 摄氏度。
氧化钙 (CaO):氧化钙的别名是石灰或生石灰。氧化钙是通过在石灰窑中加热石灰石或含有碳酸钙的物质而制备的。氧化钙的熔点为 2613 摄氏度,沸点为 2850 摄氏度。它可溶于水和甘油。它耐高温。氧化钙在 2643 K 以上加热时会发出明亮的光泽。
4 锶 (Sr):锶天然存在于与其他元素的化合物中,例如锶矿。由于锶易与水和氧发生反应,因此在自然界中不以纯元素形式存在。锶的表层呈银色。锶比钙软。它在室温下为固体。锶的熔点为 777 摄氏度,沸点为 1377 摄氏度。
氧化锶 (SrO):锶与氧反应生成。氧化锶呈黄色。其熔点为 2430 摄氏度,沸点为 3000 摄氏度。它完全溶于氢氧化钾溶液,微溶于醇,不溶于乙醚和丙酮。与水反应生成氢氧化锶 Sr(OH)2,并在反应过程中放热。
5. 钡 (Ba):钡与锶类似,在自然界中无法以纯态存在。这是因为它易与氧气和水发生反应。因此,它是从重晶石矿物中提取的。与其他金属相比,钡较软。它约占地壳的 0.05%。钡具有高导电性和化学反应性。钡的熔点为 725 摄氏度,沸点为 1640 摄氏度。
氧化钡(BaO):又称钡。氧化钡是由碳酸钡在1000摄氏度至1450摄氏度之间加热形成的。它可溶于乙醇,不溶于丙酮和液氨。氧化钡的熔点为1923摄氏度,沸点为2000摄氏度。
6. 镭 (Ra):它是第六种碱土金属。镭的熔点为 700 摄氏度,沸点为 1737 摄氏度。镭在岩石和土壤中的含量极少。当镭开始衰变时,会产生一种名为氡的放射性气体。过量接触氡会导致肺癌。
氧化镭 (RaO):氧化镭可通过在空气中加热镭金属制备。它呈固体状,摩尔质量为 242 克/摩尔。氧化镭与水反应生成氢氧化镭 Ra(OH)2。
应用
六种主要碱土金属用途广泛。它们凭借其独特的性质,在特定行业中发挥着重要作用。以下是一些主要应用:
1 航空航天工业:铍锂具有耐腐蚀、耐磨、强度高、硬度高等特点,常用于制造航空航天工业的零部件。
2 核工业:氧化铍因其高熔点而在核工业中得到广泛应用,用于军用车辆装甲、火箭喷嘴、核燃料、核减速剂等。
3 合金剂:镁与其他各种金属制成合金,可以增强其性能。合金剂使镁更坚固、耐腐蚀、重量更轻。
4 烟花:镁燃烧时会产生明亮的白光。镁的这种特性使其成为制造烟花的理想材料。
5 建筑材料:钙化合物广泛用于混凝土、水泥和砂浆等建筑材料。
6 膳食补充剂:钙是改善人类和动物骨骼健康的重要组成部分。两种主要的钙补充剂是碳酸盐和柠檬酸盐。
7 X射线成像:硫酸钡是钡的化合物,广泛用于X射线成像。它不溶于水,可在X射线图像中提供对比度。
8 烟火:锶燃烧时会产生鲜红色的火焰。这使得它适合用于制造烟火和照明弹。
9 历史用途:直到 20 世纪 70 年代,镭还被用作表盘、飞机开关、时钟的仪器和手表的自发光涂料。
10 汽车:镁和铍用于制造发动机,钙用于制造电池。镁也用于制造汽车车身部件。
11 脱硫:镁用于钢铁的脱硫。它可以在精炼过程中去除硫杂质。
常见问题解答
1 元素周期表上有多少种金属?
现代元素周期表共有118种元素,其中包括89种金属、22种非金属和7种准金属。
2 稀土元素有多少种?
世界上共有17种稀土元素。
3 A族元素周期表有哪些元素?
元素周期表的第 1A 族包含碱金属,第 2A 族包含碱土金属,第 7A 族包含卤素,第 8A 族包含稀有气体,第 3 至 12 族包含过渡元素。
4 碱金属在元素周期表的哪一侧?
碱金属位于元素周期表的左侧。
5 元素周期表族名称是什么?
元素周期表共有18族,分别是碱金属、碱土金属、钪族、钛族、钒族、铬族、锰族、铁族、钴族、镍族、铜族、锌族、硼族、碳族、氮族、氧族、氟族、氖族。
6 碱金属在元素周期表的哪里?
六种碱土金属位于元素周期表第 1 族的左侧。
7 碱土金属形成阳离子还是阴离子?
碱土金属会形成阳离子。当它们与其他元素反应时,它们不是获得两个电子,而是失去两个电子。这使得它们成为阳离子。
结论
读完这篇博客,你一定对碱土金属、其氧化物及其应用有了足够的了解。每种金属都有其独特的特性,使其适用于各种工业用途。它们广泛应用于航空航天、核工业、建筑材料和汽车工业等行业。