Нахождение в природе

Общая характеристика

К s²-элементам относят: бериллий (Be), магний (Mg), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra). Все эти элементы – типичные металлы, кроме бериллия, который является амфотерным металлом.

Металлы этой группы внешнем энергетическом уровне имеют по два электрона и являются сильными восстановителями. Электронная конфигурация валентного уровня атомов всех элементов этой подгруппы в невозбужденном состоянии-ns². При возбуждении один s-электрон переходит на р-подуровень, т. е. оба электрона становятся неспаренными, поэтому валентность равна 2, а степень окисления в соединениях +2. В подгруппе сверху вниз металлические свойства и восстановительная активность усиливаются.

В отношении химической активности эти элементы лишь немного уступают щелочным металлам и в природе встречаются только в виде соединений. Подобно последним они довольно быстро окисляются на воздухе и могут вытеснять водород из воды. Однако бериллий при комнатной температуре с водой практически не взаимодействует, а магний взаимодействуют очень медленно. Остальные четыре металла реагируют с водой значительно энергичнее.

Элементы кальций, стронций и барий издавна получили название щелочноземельных металлов. Это связано с тем, что гидроксиды этих металлов, так же как и гидроксиды натрия и калия, обладают щелочными свойствами. Оксиды этих металлов по их тугоплавкости сходны с оксидами алюминия и тяжелых металлов, носившими прежде общее название «земли».

Нахождение в природе

Бериллий чаще всего встречается в виде минерала Ве₃Аl₂(SiO₃)₆. Хризоберилл ВеАl₂O₄ и его разновидность александрит, а также содержащие бериллий изумруд и аквамарин являются драгоценными камнями.

Магний в больших количествах встречается в виде карбоната, образуя минералы магнезит MgCO₃ и доломит CaCO₃∙ MgCO₃. Сульфат и хлорид магния входят в состав калийных минералов, например карналлита (KCl·MgSO₄·3H₂O).

Кальций относится к самым распространенным элементам. Его содержание в земной коре 3, 4%. В огромных количествах карбонат СаСО₃ встречается в виде известняка и мрамора. Обе модификации представляют собой микроскопические агрегаты кальцита. Мел СаСО₃ находится в скоплениях раковин корненожек и других морских микроорганизмов. Целые горы состоят из двойного карбоната кальция и магния – доломита (СаСО₃∙ MgСО₃). Большие количества кальция встречаются в природе в виде сульфата кальция – гипса СаSO₄∙ 2H₂O.

Важнейшими минералами стронция и бария является стронцианит SrСО₃, целестин SrSO₄, витерит ВаСО₃ и барит ВаSO₄.