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堿土金屬的化合物

銅臭 / 2022-08-02

1.氧化物

二甲基鈹與氫鋁化鋰在乙醚中作用，即生成氫化鈹BeH?:

(CH?)?Be+LiAlH?=BeH?+LiAIH?(CH?)?

熱解格利雅試劑，即得氫化鎂:

其他堿土族元素的氧化物，在高溫下，使金屬與氯直接作用即可制得。鈹和鎂的氫化物都是白色不揮發(fā)的固體，共他氫化物不管在外形上或性質(zhì)上都與破金局復(fù)化物相似。它們的穩(wěn)定性自皺玉鈣增高，自鈣至銀又降低。這是因?yàn)榘櫤玩V的氫化物是分子型,并有氫橋存在，而其他的氯化物期為鹽型。這兩種氫化物遇水都分解而產(chǎn)生組氧化物井放出氫氣。

2.氧化物和氬氧化物

堿土金屬一般可形成氧化物MO;鈣、鍶和鋇還可以形成過氧化物MO?和超氧化物MO?。

氧化物可借碳酸鹽或硝酸鹽的熱分解而制得。氧化物的兒種物理性質(zhì)匯列于表18-3中。

表18-3 堿土金屬氧化物的性質(zhì)
性質(zhì)	BeO	MgO	CaO	SrO	BaO
熔點(diǎn)，°C 硬度離子間距離，Å 水合熱，千卡/克分子密度，克/厘米³	2530 9 1.65 3.4 3.18	2800 6.5 2.10 9.7 3.56	2576 4.5 2.40 15.9 3.40	2430 3.8 2.57 19.5 4.75	1923 3.3 2.77 24.5 5.72

所有正常氧化物(MO)都呈白色粉末狀，由于離子帶有兩個(gè)電荷而離子間的距離較小，晶格能很大。因此它們的硬度和熔點(diǎn)特別高。因有這種優(yōu)點(diǎn)，氧化皺和氧化鎂常用來制造耐火材料和金屬陶瓷。

BeO不與水作用，因?yàn)锽eO的水合熱很小。在高溫下MgO 與水作用，但不完至。隨著水合熱的顯著增加，CaO, SrO 和BO與水作用也就加速:

MO+H?O=M(OH)?

在實(shí)驗(yàn)室里，CaO用于干燥氨氣。

據(jù)20%CaCl?溶液加人于洽至0°-4°C的過氧化氫與氨的混合溶放中可朝得八水合過氧化鈣CaO?·8H?O。在室溫下以氨水為介質(zhì)，使Ba(NO?)?和過氧化復(fù)作用，得過氧化氫合過氧化鋇BaO?·2H?O?,加熱到110-115°即脫去H?O?而成過氧化銀BaO?。

在高壓下將氧氣通過加熱的MO?,得不純的超氧化物MO?，其穩(wěn)定性依Ca-Ba順序降低。

表18-4 氫氧化物的溶解度與溫度的關(guān)系（克/升）
氫氧化物	0°C	20°C	50°C
Ca(OH)? Sr(OH)? Ba(OH)?	0.173 0.4 1.7	0.166 0.8 4.3	0.13 2.5 13.1

從表18-4可知，堿土族氫氧化物[M(OH)?]在水中的溶解度很小，并依次增加。鈹、鎂和鈣的氫氧化物是無水的，而Sr和Ba的氧氧化物是八水合物。氫氧化鈣溶解時(shí)放熱，因此在熱水中溶解的量比冷水中少;相反地，八水合氫氧化鍶和氨氧化銀溶解時(shí)吸熱，溫度升高，溶解度增加很多，故容易進(jìn)行重結(jié)晶。堿土金屬氨氧化物都不潮解。

堿土金屬氫氧化物的熱穩(wěn)定性比堿金屬氫氧化物低。 Be(OH)?和Mg(OH)?超過100°C即脫水。Ca(OH)?在450°C才脫水，而且無揮發(fā)性。

隨著離子半徑的增大，M(OH)?的堿性依次增高。Be(OH)?是兩性，與Al(OH)?相似，可溶于強(qiáng)堿:

Be(OH)?+2NaOH=Na?[Be(OH)?]

生成的鈹酸鹽沒有鋁酸鹽那樣穩(wěn)定，煮沸時(shí)即分解為Be(OH)?。另外，與Al(OH)?不同，它溶于(NH?)?CO?溶液中而形成 (NH?)?[Be(CO?)?]。

與堿金屬組氧化物相似，它們?cè)诳諝庵形誄O?形成碳酸鹽:

M(OH)?+CO?=MCO?+H?O

熟石灰是制造漂白粉、氨以及氫氧化鈉的原料。氫氧化鈣和氫氧化鍶與蔗糖形成不溶解的加會(huì)物C??H??O??·2MO,自糖漿中分析，故這兩種題氧化物用于制糖工業(yè)以凈化蔗糖。Ba(OH)?在實(shí)驗(yàn)室里用作為定量分析的一種標(biāo)準(zhǔn)堿。

表18-5 堿土族氫氧化物的性質(zhì)
	Be(OH)?	Mg(OH)?	Ca(OH)?	Sr(OH)?	Ba(OH)?
20°C，溶解度，克分子/升水合物，水分子數(shù)目 M??離子半徑，Å 酸堿性	8×10?? — 0.31 兩性	5×10?? — 0.65 中強(qiáng)堿	1.8×10?² — 0.99 中強(qiáng)堿	6.7×10?² 1、2、8 1.13 中強(qiáng)堿	2×10?¹ 1、 8 1.35 強(qiáng)堿

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