Т 10 л 17 s-элементы II группы периодической системы

К s-элементам II группы относятся типические элементы — бериллий Ве и магний Мg и элементы подгруппы кальция - кальций Са, стронций Sr, барий Ва, радий Ra. Некоторые константы этих элементов приведены ниже:

В соответствии со строением валентного электронного слоя

s-элементы II группы проявляют степень окисления +2.

Как и в других главных подгруппах, в ряду рассматриваемых элементов с увеличением порядкового номера энергия ионизации атомов уменьшается, радиусы атомов и ионов увеличиваются, металлические признаки химических элементов усиливаются.

Бериллий

У бериллия (1s²2s²) по сравнению с бором (1s²2s²2р¹) в соответствии с увеличением радиуса атома и уменьшением числа валентных электронов неметаллические признаки проявляются слабее, а металлические усиливаются. Бериллий обладает более высокими энергиями ионизации атома (I₁ = 9,32 эВ, I₂ = 18,21 эВ), чем остальные s-элементы II группы. В то же время он во многом сходен с алюминием (диагональное сходство в периодической системе) и является типичным амфотерным элементом: в обычных условиях он простых ионов не образует; для него характерны комплексные ионы как катионного, так и анионного типа. Во всех устойчивых соединениях степень окисления бериллия +2. Для Ве (II) наиболее характерно координационное число 4 (sр³-гибридизация валентных орбиталей).

В земной коре бериллий находится в виде изотопа ⁹Ве (0,001 мол. долей, %). Его важнейшие минералы: берилл Ве₃Аl₂(SiO₃)₆, фенакит Ве₂SiO₄. Окрашенные примесями прозрачные разновидности берилла (зеленые изумруды, голубые аквамарины и др.) — драгоценные камни. В настоящее время их получают искусственно.

Простое вещество. Бериллий в виде простого вещества — металл (T_пл. 1284 ^оС, Т_кип. 2970 °С) серо-стального цвета, имеет плотную гексагональную кристаллическую решетку, довольно тверд и хрупок. На воздухе, как и алюминий, покрывается оксидной пленкой, придающей ему матовый оттенок и обусловливающей пониженную химическую активность. При нагревании бериллий сгорает в кислороде и на воздухе, взаимодействует с серой, азотом. С галогенами реагирует при обычных температурах или при небольшом нагревании. Все эти реакции сопровождаются выделением значительного количества тепла, что определяется большой прочностью кристаллических решеток продуктов взаимодействия: ВеО, ВеS, Ве₃N₂ и др. С водородом в обычных условиях Ве не реагирует.

Защитная оксидная пленка препятствует взаимодействию бериллия (Е^o₂₉₈ = — 1,85 В) с водой. Но, подобно алюминию, он реагирует с кислотами и щелочами, с выделением водорода, образуя катионные и анионные комплексы:

В концентрированных холодных НNO₃ и Н₂SO₄ бериллий (как и Аl) пассивируется.

С металлами бериллий образует интерметаллические соединения. Бериллиды ряда d-элементов состава МВе₁₂ (М=Тi, Nb, Та, Мо), МВе₁₁ (М = Nb, Та) и другие имеют высокую температуру плавления и не окисляются при нагревании до 1200—1600 °С.

Бериллий используют в качестве легирующей добавки к сплавам, придающей им повышенную коррозионную стойкость, высокую прочность и твердость. Наиболее ценны сплавы Сu — Ве (бериллиевые бронзы), содержащие до 2,5% Ве. Сплавы бериллия применяют в самолетостроении, электротехнике и др.

В атомных реакторах бериллий используется как замедлитель и отражатель нейтронов. В смеси с препаратами радия он служит источником нейтронов, образующихся при действии на ⁹Ве альфа-частиц:

⁹₄Be + ⁴₂He = ¹²₆C + ¹₀n

Бериллий получают электролизом расплава ВеСl₂ или магнийтермическим восстановлением ВеF₂.