ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 9 класс · § 46
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 46. Магний и щёлочноземельные металлы

Почему Mg и Ca похожи по формулам соединений, но по-разному реагируют с водой?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Почему Mg и Ca похожи по формулам соединений, но по-разному реагируют с водой?

Исследуем вместе

Вода, пар и разные металлы

Выбирай превращение и двигай ползунок. Сопоставляй формулу продукта с появлением газа, осадка или растворением; пояснение раскрывает причину.

Это доля показанного перехода, не измерение времени или скорости.

Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.

01

Два внешних электрона

Mg и Ca находятся в группе 2 и обычно образуют катионы с зарядом +2. У Mg распределение электронов 2, 8, 2, у Ca — 2, 8, 8, 2. Отдача двух электронов объясняет формулы MgCl₂, CaO и Ca(OH)₂.

В учебном названии щёлочноземельных металлов обычно выделяют Ca, Sr, Ba и Ra; Mg изучают вместе с ними как близкий элемент группы. Сходство внешнего уровня не отменяет различий скорости реакции и свойств соединений.

ЭлементВнешних электроновИонПример соли
Mg2Mg²⁺MgCl₂
Ca2Ca²⁺CaCl₂
Ba2Ba²⁺BaCl₂

Mg и Ca находятся в группе 2 и обычно образуют катионы с зарядом +2. У Mg распределение электронов 2, 8, 2, у Ca — 2, 8, 8, 2.

02

В природе металлы связаны

Магний и кальций достаточно активны, поэтому обычно встречаются в соединениях. Карбонатные породы, сульфаты и растворённые соли содержат их катионы. Кальций в известняке не является кусочками свободного металла внутри камня.

Оба элемента входят и в вещества живых организмов, но их биологическая роль связана с ионами и соединениями. Сведения о составе объясняют, почему получение простого металла требует восстановления, а не обычного механического отделения из минерала.

Природное соединение

Катион Mg²⁺ или Ca²⁺

Химическая переработка

Выделение подходящего соединения

Восстановление

Приём двух электронов

Простой металл

Степень окисления 0

Магний и кальций достаточно активны, поэтому обычно встречаются в соединениях. Карбонатные породы, сульфаты и растворённые соли содержат их катионы.

Горение магния

Горение магния сопровождается ярким светом и образованием оксида магния.

Alvy16 · Wikimedia Commons · CC BY 4.0. Без изменений.

Периодическая система химических элементов

В периодической системе находят символы элементов и значения относительных атомных масс.

Cepheus · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

С водой магний и кальций ведут себя по-разному

Кальций реагирует с водой с образованием Ca(OH)₂ и H₂. Магний с холодной водой реагирует медленно; нагревание усиливает процесс. Для водяного пара при высокой температуре рассматривают образование MgO и H₂.

Различия показывают влияние поверхности, температуры и состояния воды. Само положение до водорода в ряду активности не означает одинаковой скорости всех реакций с водой. В уравнении Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ одному молю Ca соответствует один моль газа.

Признак / объектЧто означаетПояснение
Ca + водаCa(OH)₂ и H₂Заметная реакция
Mg + холодная водаРеакция очень медленнаяПоверхность затрудняет процесс
Mg + пар при нагреванииMgO и H₂Другие условия и продукт

Кальций реагирует с водой с образованием Ca(OH)₂ и H₂. Магний с холодной водой реагирует медленно; нагревание усиливает процесс.

04

Окисление даёт оксиды и соли

Магний ярко горит с образованием MgO: 2Mg + O₂ → 2MgO. С хлором получается MgCl₂, с азотом при нагревании — Mg₃N₂. Магний во всех этих соединениях имеет +2 и выступает восстановителем в реакции образования.

С разбавленной HCl Mg и Ca выделяют H₂. Для одного моля двухвалентного металла нужно два моля HCl. Кислоты-окислители, например HNO₃, подчиняются другим схемам, поэтому условие «разбавленная HCl» важно сохранить.

Оксид

2Mg + O₂ → 2MgO

Нитрид

3Mg + N₂ → Mg₃N₂

Соляная кислота

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Магний ярко горит с образованием MgO: 2Mg + O₂ → 2MgO. С хлором получается MgCl₂, с азотом при нагревании — Mg₃N₂.

Соберём главное

Шесть выводов

01Mg и Ca находятся в группе 2 и обычно образуют катионы с зарядом +2. У Mg распределение электронов 2, 8, 2, у Ca — 2, 8, 8, 2.
02Магний и кальций достаточно активны, поэтому обычно встречаются в соединениях. Карбонатные породы, сульфаты и растворённые соли содержат их катионы.
03Кальций реагирует с водой с образованием Ca(OH)₂ и H₂. Магний с холодной водой реагирует медленно; нагревание усиливает процесс.
04Магний ярко горит с образованием MgO: 2Mg + O₂ → 2MgO. С хлором получается MgCl₂, с азотом при нагревании — Mg₃N₂.
05Оба элемента входят и в вещества живых организмов, но их биологическая роль связана с ионами и соединениями. Сведения о составе объясняют, почему получение простого металла требует восстановления, а не обычного механического отделения из минерала.
06С разбавленной HCl Mg и Ca выделяют H₂. Для одного моля двухвалентного металла нужно два моля HCl.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Группа Mg и Ca?
2. Заряд обычного катиона Mg?
3. Формула хлорида Ca?
4. Почему в известняке нет свободного металлического Ca?
5. Как Mg ведёт себя с холодной водой?
6. Продукты Ca с водой?
7. Продукты Mg с горячим паром в схеме?
8. Роль Mg при горении?
9. Формула нитрида магния?
10. Один моль Mg с избытком HCl даёт H₂…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 46. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 46. Магний и щёлочноземельные металлы.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах
↑

Загрузка прогресса…