2A族元素 The Group 2A Elements

化學原理啟迪441

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1.     2A族元素的價電組態為ns²，2A族元素易起反應，進行反應時，2A族元素失去2個價電子，生成帶有M²⁺的離子化合物。2A族元素常被稱為鹼土族元素alkaline earth metals，因為2A族元素的氧化物是鹼性的：

MO(s)＋H2O(l)→M²⁺(aq)＋2OH^－(aq)

2.     只有兩性的氧化鈹BeO帶有一些酸性性質，當氧化鈹溶解於含有氫氧根的溶液，會表現出酸性的性質：

BeO(s) ＋2OH^－(aq)＋H2O(l)→Be(OH)4^2－(aq)

3.     活性較強的鹼土族金屬與水的反應，跟鹼金屬與水的反應一樣，會產生氫氣：

M(s)＋2H2O(l)→M²⁺(aq)＋2OH^－(aq)＋H2(g)

4.     鈣、鍶、鋇在25℃下（與水）反應激烈；相較之下，比較不容易氧化的鈹和鎂，在25℃下，與水沒有產生明顯可見的反應。不過，鎂能與沸騰的水反應。

5.     摘要鹼土族元素的性質、來源與製備方式如下：

元素：鈹Beryllium

M²⁺半徑(pm)：≒30

第一游離能(kJ/mol)：900

第二游離能(kJ/mol)：1760

標準還原電位差ε°：－1.70

來源source：綠柱石Beryl (Be3Al2Si6O18)

製備方法：電解熔融的BeCl2

元素：鎂Magnesium

M²⁺半徑(pm)：65

第一游離能(kJ/mol)：735

第二游離能(kJ/mol)：1445

標準還原電位差ε°：－2.37

來源source：菱美礦Magnesite（MgCO3）、白雲石dolomite（MgCO3‧CaCO3）、光鹵石carnallite（MgCl2‧KCl‧6H2O）

製備方法：電解熔融的MgCl2

元素：鈣Calcium

M²⁺半徑(pm)：99

第一游離能(kJ/mol)：590

第二游離能(kJ/mol)：1146

標準還原電位差ε°：－2.76

來源source：許多種含CaCO3的礦物

製備方法：電解熔融的CaCl2

元素：鍶Strontium

M²⁺半徑(pm)：113

第一游離能(kJ/mol)：549

第二游離能(kJ/mol)：1064

標準還原電位差ε°：－2.89

來源source：天青石Celestite（SrSO4）、菱鍶礦strontianite（SrCO3）

製備方法：電解熔融的SrCl2

元素：鋇Barium

M²⁺半徑(pm)：135

第一游離能(kJ/mol)：503

第二游離能(kJ/mol)：965

標準還原電位差ε°：－2.90

來源source：重晶石Baryte（BaSO4）、碳酸鋇礦witherite（BaCO3）

製備方法：電解熔融的BaCl2

元素：鐳Radium

M²⁺半徑(pm)：140

第一游離能(kJ/mol)：509

第二游離能(kJ/mol)：979

標準還原電位差ε°：－2.92

來源source：瀝青鈾礦Pitchblende

製備方法：電解熔融的RaCl2

n  翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》