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).