План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

4. Группа 11А
К s-элементам II группы относятся типические элементы — берил­лий Be и магний Mg и элементы подгруппы кальция — кальций Са, стронций Sr, барий Ва, радий Ra.
В соответствии со строением валентного электронного слоя s-элементы II группы проявляют степень окисления +2.

Как и в других главных подгруппах, в ряду рассматриваемых эле­ментов с увеличением порядкового номера энергия ионизации атомов уменьшается, радиусы атомов и ионов увеличиваются, металлические признаки химических элементов усиливаются.

4.1 Бериллий
У бериллия (1s²2s²) по сравнению с бором (1s²2s²2р¹) в соответствии с увеличением радиуса атома и уменьшением числа валентных электро­нов неметаллические признаки проявляются слабее, а металлические усиливаются. Бериллии обладает более высокими энергиями иониза­ции атома (I₁ = 9,32 эВ, I₂ = 18,21 эВ), чем остальные s-элементы II группы. В то же время он во многом сходен с алюминием (диагональное сходство в периодической системе) и является типичным амфотерным элементом: в обычных условиях он простых ионов не образует; для него характерны комплексные ионы как катионного, так и анионного типа. Во всех устойчивых соединениях степень окисления бериллия +2.
В земной коре бериллий находится в виде изотопа ⁹Ве (0,001 %). Его важнейшие минералы: берилл Be₃Al₂(Si0₃)₆, фенакит Be₂SiO₄. Окрашенные примесями прозрачные разновидности берилла (зеленые изумруды, голубые аквамарины и др.) — драгоценные камни, настоящее время их получают искусственно.
Простое вещество. Бериллий в виде простого вещества — металл (т. пл. 1284⁰С, т. кип. 2970⁰С) серо-стального цвета, имеет плотную гексагональную кристаллическую решетку, довольно тверд и хрупок. На воздухе, как и алюминий, покрывается оксидной пленкой, придаю­щей ему матовый оттенок и обусловливающей пониженную химическую активность. При нагревании бериллий сгорает в кислороде и на возду­хе взаимодействует с серой, азотом. С галогенами реагирует при обыч­ных температурах или при небольшом нагревании. Все эти реакции сопровождаются выделением значительного количества тепла, что определяется большой прочностью кристаллических решеток продук­тов взаимодействия: BeO, BeS, Be₃N₂ и др. С водородом в обычных условиях Be не реагирует.
Защитная оксидная пленка препятствует взаимодействию берил­лия с водой. Но, подобно алюминию, он реагирует с кислотами и щелочами, с выделением водорода, образуя катионные и анионные комплексы:
Ве+ 2ОН₃⁺ + 2Н₂О = [Be(OH₂)₄]²⁺ + Н₂
Ве + 2Н₂О + 2ОН^- = [Ве(ОН)₄]^2- + Н₂
В концентрированных холодных HNO₃ и H₂SO₄ бериллий (как и А1) пассивируется.
С металлами бериллий образует интерметаллические соединения.
Бериллий используют в качестве легирующей добавки к сплавам, придающей им повышенную коррозионную стойкость, высокую проч­ность и твердость. Наиболее ценны сплавы Сu — Be (бериллиевые брон­зы) содержащие до 2,5% Be. Сплавы бериллия применяют в самолето­строении, электротехнике и др.
В атомных реакторах бериллий используется как замедлитель и отражатель нейтронов. В смеси с препаратами радия он служит источ­ником нейтронов, образующихся при действии на ⁹Ве альфа-частиц.
Бериллий получают электролизом расплава ВеС1₂ или магнийтер-мическим восстановлением BeF₂.