БСЭ1/Щелочно-земельные металлы

ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ, общее название группы элементов, в которую входят: кальций Ca, стронций Sr, барий Ba и радий Ra; образуют особое семейство (см. Щелочные металлы) элементов во II группе периодической системы и следуют за щелочными металлами в IV—VII периодах. В их атомах периферическая оболочка содержит два электрона, потеря к-рых ведет к образованию двувалентных ионов. К ним примыкают и иногда причисляются еще два металла из той же II группы: бериллий и магний, во всех своих соединениях также являющиеся двувалентными элементами, но по своим свойствам довольно резко отличающиеся от типичных Щ.-з. м. Главнейшие физические свойства Щ-з. м. показаны в приведенной ниже таблице. За исключением радия все Щ.-з. м. принадлежат к легким металлам (удельный вес меньше 5); они значительно тверже щелочных металлов, наиболее мягкий из них барий напоминает свинец.

Элемент Атомный вес Радиус атома в Å Радиус иона в Å Уд. вес Температура плавления Температура кипения
Бериллий
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9,02 1,05 0,34 1.84 1.235
Магний
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
24,32 1,62 0,78 1,74 650 1.380
Кальций
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
40,07 1,97 1,06 1,55 ок. 800 1.712
Стронций
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
87,63 2,13 1,27 2,60 800 1.639
Барий
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
137,37 2,17 1,43 3,6 850 1810
Радий
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
225,97 ок. 6,0 ок. 700

Аналогичный металлам односторонний ход физических свойств показывают и их соединения.

Типичные Щ.-з. м. энергично действуют на воду с выделением водорода и гидратов окисей; последние, хотя и малорастворимы в воде, однако образуют растворы, по высокой степени ионизации напоминающие едкие щелочи (см.). Химически Щ.-з. м. очень активны; чем больше атомный вес, тем более электроположителен металл, и барий — столь же сильный восстановитель, как и щелочные металлы. В связи с этим теплоты образования их окислов и солей высоки и почти одинаковы (в б. кал. на моль):

Be Mg Ca Sr Ba
Окислы
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
134,2 145,8 152,0 140,2 133,4
Хлориды
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
112,6 151,0 191,0 197,6 205,0
Сульфаты
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
300,9 317,4 330,2 340,2


Характерным для всех Щ.-з. м. является то, что их углекислые соли в воде нерастворимы и что при нагревании они разлагаются на окись металла и углекислоту (в противоположность щелочным металлам, углекислые соли которых плавятся без разложения). Сернокислые соли Ca и Sr плохо растворимы, а также соли Ва и Ra практически нерастворимы в воде; хлористые и азотнокислые соли хорошо растворимы. Бериллий и магний резко отличаются от типичных Щ.-з. м. тем, что гидраты их окисей легко обезвоживаются и не дают щелочных растворов, и тем, что их сернокислые соли растворимы в воде. Бериллий по ряду свойств напоминает земельный металл — алюминий. Степень распространения Щ.-з. м. в земной коре следующая:

Be Mg Ca Sr Ba Ra
10-10% 2,7% 3,4% 0,02% 0,08% 10-10%

Из Щ.-з. м. особенно важен кальций, играющий большую роль в природе; он входит в состав не только многих минералов, но и образует горные породы, а также широко распространен в растениях и животных (кости, раковины).