化学と本の巻~nao blog~

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化学の巻↓ 無機化学(高校)

マグネシウムとアルカリ土類金属についてそれぞれしっかりと学ぼう!

投稿日:12月 12, 2020 更新日:

2族元素は自然界には単体で存在せず化合物の形で海水中や鉱物中に存在するにゃ!

・アルカリ土類金属とマグネシウムの違い

2属元素であるマグネシウムとアルカリ土類金属(カルシウム、ストロンチウム、バリウム)には大きな違いがあるのでその違いに触れていきましょう。

・[水との反応]マグネシウム→熱水と反応し水素発生(冷たい水は×)

アルカリ土類金属→熱水と冷たい水の両方に反応して水素発生

・[硫酸塩の溶解度について]マグネシウムの硫酸塩→水に溶ける

アルカリ土類金属→硫酸イオンで沈殿する。

・[水酸化物の液性]マグネシウムの水酸化物→弱塩基性

アルカリ土類金属の水酸化物は強塩基性

・2属関連の押さえるべき物質達

・[マグネシウムMg]マグネシウムは空気中で加熱すると、炎を強い光を発して燃焼する。窒素や二酸化炭素でも同様の反応。

2Mg+CO2→2MgO+C

・[酸化マグネシウムMgO]融点が高いので熱に強く、耐火レンガやるつぼの材料として使われている。

・[酸化カルシウムCaO]この物資は塩基性酸化物で水と反応させると激しく反応し多量の熱を出し、水酸化カルシウムとなる。水酸化カルシウム=生石灰という別名があることも覚えましょう。

・[水酸化カルシウムCaOH]水酸化カルシウム=(別名)消石灰、水酸化カルシウム=石灰水という。

石灰水に二酸化炭素を通じると炭酸カルシウムの白色沈澱を生じるが、さらに二酸化炭素を通じると炭酸水素カルシウムになって溶ける。この溶液を加熱すると再び炭酸カルシウムが沈殿する。

Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O

CaCO3+CO2+H2O⇄Ca(HCO3)2

・[炭酸カルシウムCaCO3]大理石や石灰岩の材料。二酸化炭素を含んだ水が石灰岩を徐序に浸食すると大きな鍾乳洞を作る。

・[塩化カルシウムCaCl2]乾燥剤の材料。水に良く溶け吸湿性、潮解性が強い。

・[硫酸カルシウム二水和物CaSO4・2H2O]CaSO4・2H2O=(別名)セッコウ

セッコウを加熱すると焼きセッコウになるCaSO4・1/2H2Oと水が減ります。焼きセッコウに水を加えるとセッコウに元通りです。

・[さらし粉CaCl(CIO)・H2O]さらし粉は水に可溶で酸化力がとても強く、漂白や消毒の用途に使われている。

・[硫酸バリウムBaSO4]X線写真を撮るとき造影剤に用いられる。

カルシウムイオンやマグネシウムイオンを多く含む水は硬水、これらを少量しか含まない水は軟水とよばれているにゃ。日本は河川水が軟水、温泉水や地下水が硬水であることがおおいにゃ。

・演習問題

問題()に入る言葉を答えよ。

2属元素は2個の価電子をもっているのでアルカリ金属に比べて原子間の結合が(1)。したがって、これらの単体の融点はアルカリ金属の融点よりも(2)。

BeとMgは炎色反応を示(3)のに対し、アルカリ土類金属は炎色反応を示(4)。

バリウムの単体を常温で水と反応させたところ、気体を発生し化合物(5)が生じた。この水溶液はアルカリ性を示す。化合物(5)の水溶液に希硫酸を加えると白色沈澱(6)が生じる。

(7)は乾燥剤や発熱剤に用いられる。(7)にコークスを混ぜて強熱すると(8)が得られる。

Ca(OH)2の水溶液に気体(9)を吹き込むと、(10)の白色沈澱が生じる。ここにさらに気体(9)を通じると化合物(11)となり電離して溶ける。(10)は希塩酸と反応して(9)を発生する。

大理石の主成分は(12)、セッコウと呼ばれる化合物は(13)えある

  1. 強い
  2. 高い
  3. さない
  4. 水酸化バリウム
  5. 硫酸バリウム
  6. 酸化カルシウム
  7. 炭化カルシウム
  8. 二酸化炭素
  9. 炭酸カルシウム
  10. 炭酸水素カルシウム
  11. 炭酸カルシウム
  12. 硫酸カルシウム二水和物

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