Металлы главных подгрупп

Металлы главных подгрупп

Металлы главных подгрупп (s- и p-элементы) — это активные металлы, расположенные в начале каждого периода периодической системы. К ним относят щелочные металлы первой группы, щёлочноземельные металлы второй группы и алюминий из третьей группы. Эти металлы характеризуются постоянной степенью окисления, равной номеру группы, и в целом высокой химической активностью.

Щелочные металлы

Литий, натрий, калий и другие элементы первой группы имеют на внешнем уровне один валентный электрон, который легко отдают, проявляя степень окисления +1. Это самые активные металлы, поэтому их хранят под слоем керосина, защищая от воздуха и влаги. Они бурно реагируют с водой с образованием щёлочи и водорода:

2Na + 2H_2O → 2NaOH + H_2

Щёлочноземельные металлы

Кальций, стронций, барий (вторая группа) отдают два внешних электрона и проявляют степень окисления +2. Они активны, но в меньшей степени, чем щелочные металлы. С водой реагируют более спокойно, образуя малорастворимые гидроксиды:

Ca + 2H_2O → Ca(OH)_2 + H_2

Алюминий и его амфотерность

Алюминий — самый распространённый металл в земной коре. Его оксид и гидроксид амфотерны, то есть способны реагировать и с кислотами, и со щелочами:

Al_2O_3 + 6HCl → 2AlCl_3 + 3H_2O

Al_2O_3 + 2NaOH → 2NaAlO_2 + H_2O

На воздухе алюминий быстро покрывается тонкой, но очень прочной оксидной плёнкой, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Именно поэтому алюминиевая посуда и конструкции устойчивы к коррозии. Металлы главных подгрупп и их соединения имеют большое практическое значение: натрий и калий входят в состав важных солей и щелочей, гидроксид натрия широко применяют в промышленности, соединения кальция (известь, мел, гипс) используют в строительстве, а лёгкий и прочный алюминий и его сплавы незаменимы в авиастроении, электротехнике и производстве посуды. Получают активные металлы главным образом электролизом расплавов их соединений, поскольку обычными восстановителями их из соединений выделить трудно.

Частая ошибка: считать, что активность металлов в группе убывает сверху вниз, как у неметаллов. У металлов главных подгрупп всё наоборот: вниз по группе металлические свойства и химическая активность усиливаются. Поэтому калий активнее натрия, а барий активнее кальция.

Кратко о главном

• Металлы главных подгрупп — активные s- и p-элементы с постоянной степенью окисления.
• Щелочные металлы (+1) самые активные, реагируют с водой с образованием щёлочи.
• Щёлочноземельные металлы имеют степень окисления +2 и менее активны.
• Алюминий и его соединения амфотерны; активность в группе растёт сверху вниз.