【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。   

(资料图片仅供参考)

第三章碱土金属

§3-1碱土金属的通性

【01】元素周期表第Ⅱ主族元素，有铍Be、镁Mg、钙Ca、锶Sr、钡Ba和镭Ra等六种，它们的性质和第Ⅰ主族的碱金属元素以及第Ⅲ主族的土金属元素【周期表第Ⅲ类里的铝、钪、钇、镧等无素，称为土金属元素，将在下一章里讨论】都有相似的地方，因此称做碱土金属元素，或简称碱土金属。这个族里最后一个元素镭是放射性元素，我们在第二册第三章里已简单介绍过了。本章除介绍碱土金属的一般通性外，着重研究镁和钙两种元素。

碱土金属的物理性质

【02】碱土金属主要的物理性质，如表3·1所示：

【03】从上表可以看出，碱土金属中除铍呈钢灰色外，其余都是银白色，新切开的表面都有金属光泽。碱土金属的硬度比碱金属大，其中以铍的硬度为最大，钡最小（具体数据缺）。它们的比重虽比碱金属大些，但仍都小于5，因此也都是轻金属；其中钡的比重最大，钙最小。它们的熔点和沸点都比碱金属高；铍的熔点和沸点最高，镁则最低。由此可见，碱土金属的比重、熔点和沸点，并不随着原子序数的增加而作规律性的递变。

碱土金属的原子结构和化学性质

【04】碱土金属的原子序数、原子量和电子层结构如表3·2所示：

【05】从上表可以看出，碱土金属原子最外电子层上都有2个电子（比碱金属多1个），次外电子层上都有8个电子（和碱金属相同）。在化学反应里，它们失去电子的倾向性比同周期里的碱金属原子要弱得多。因此，碱土金属的化学活动性不如碱金属强。但由于碱土金属原子最外层的电子数毕竟还是比较少的，因此比起其他金属来，碱土金属的化学性还是比较活动的。碱土金属原子失去2个电子后，变成带2个单位正电荷的阳离子。碱土金属在一切化合物里都显示+2价。

【06】和碱金属相似，碱土金属的化学活动性也随着原子序数的增加而增强，也就是按着Be一Mg一Ca一Sr一Ba的顺序而增强。这是因为当原子序数增大时，原子核外电子层数增多，最外层电子和核的距离渐次增大，受到核的引力则渐次减弱，因此在化学反应里失去电子的倾向性依次增大，化学活动性依次增强。

【07】碱土金属在空气里加热时会燃烧，并放出大量的热；在常温下，亦会逐渐氧化而生成氧化物（分子式的通式为RO）。碱土金属跟卤族元素能直接反应，生成稳定的化合物；跟硫、氮气在加热的条件下也能起反应。它们跟碱金属一样，不仅能置换酸里的氢，还能置换水里的氢，例如钙、锶和钡跟冷水反应很剧烈，铍和镁跟冷水反应则很缓慢（这是由于反应时生成溶解度很小的氢氧化物覆盖着表面，因此阻碍了反应的顺利进行）。

【08】碱土金属的氧化物都能跟水起反应，生成氢氧化物（分子式的通式为R(OH)₂），并放出大量的热。碱土金属氢氧化物较难溶解于水（和碱金属氢氧化物不同），它们在水中的溶解度按Be(OH)₂一Mg(OH)₂一Ca(OH)₂一Sr(OH)₂一Ba(OH)₂的顺序而逐渐增大。它们的水溶液都呈明显的碱性，并也按同一顺序而增强，氢氧化钡是一种强碱。但它们的碱性比对应的碱金属氢氧化物要弱。

【09】由于碱土金属的化学性质相当活动，因此在自然界里它们只以化合态存在，其中最主要的是碳酸盐和硫酸盐。碱土金属的冶炼方法一般都用电解法。

习题3-1

1、试根据钠、镁、钾和钙四种元素的原子结构，说明它们的化学活动性的顺序。

2、试根据碱土金属的原子结构，说明碱土金属化学活动性的递变规律性。

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关键词： 碱土金属 氢氧化物 原子序数