A-level 化學/OCR/第二族

這是本模組中最短的主題之一。另一個是第七族元素。

讓我們開始吧。

在本主題結束時，您將瞭解以下有關第二族元素的資訊

性質趨勢
氧化還原反應
與氧氣、水和鹽酸的反應
碳酸鹽的熱分解
第二族化合物的用途

性質趨勢

簡介

第二族元素是強還原劑。

還原劑是指在反應中被氧化的化合物，因此失去電子。

M = Mg, Ca, Sr, Ba --> 我將在本主題中使用 'M' 作為第二族元素的一般符號。

例如

正如我之前所說，它們是強還原劑。M_(s) ----> M²⁺_(aq) + 2e^-

還原劑“失去電子”。

第二族元素的另一個名稱是 **鹼土金屬**

所有第二族元素在其外層電子殼層中有 2 個電子。它們通常會失去這兩個外層電子以發生反應，從而形成 M²⁺ 離子。

性質

這些是您需要在考試中瞭解的性質

當您向下移動該族時

原子半徑增加
第一電離能降低
化學反應性增強
電負性降低

您需要能夠在考試中解釋這些性質。

為什麼原子半徑增加？: 這是因為當您向下移動該族時，元素具有更多電子，因此需要更多軌道來儲存這些電子。這些軌道透過通常的方法逐漸填滿：“1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 等等...; 這些軌道圍繞著原子核。當您向下移動該族時，您會得到更多圍繞原子核的軌道（記住，所有軌道都是“堆疊”在一起的），因此原子的大小會增加。; 此外，軌道距離原子核越遠，由於原子核的吸引力突然減弱，軌道會變得更遠。

為什麼第一電離能降低？

這是因為當您向下移動該族時，軌道的數量增加，並且它們遠離原子核。這降低了軌道和原子核之間的核吸引力，因此更容易讓另一個元素從外層軌道移除電子，因為外層軌道幾乎不受原子核的吸引。

此外，第一電離能降低的另一個原因是遮蔽效應。所有軌道都充滿了電子，這些電子不斷相互排斥。軌道距離原子核越遠，對它的遮蔽效應越大，核電荷越低。因此，更容易移除電子。

考試提示

每當您被問到解釋電離能的問題時，請務必包含以下 3 點。

距原子核的距離
遮蔽效應
質子：電子比

為什麼化學反應性增強？: 這是因為電離能降低。所有化學反應都是由於電子的轉移而發生的。電離能是指從一摩爾氣態原子樣品中移除一個電子形成一摩爾氣態單正電荷原子所需的能量。

因此，如果更容易移除電子，則意味著更容易發生反應。

為什麼電負性降低？: 當您向下移動該族時，M 吸引成鍵對中電子的能力會降低，因為成鍵軌道距離核電荷更遠，並被內層電子殼層遮蔽。請注意，第二族金屬主要形成離子化合物，因為它們的電負性明顯低於氧和氯等元素。鈹在第二族元素中電負性最高，正如您可能預測的那樣，它形成的氯化物具有最大的共價性。

氧化還原反應

氧化還原反應是指氧化和還原同時發生的反應。最初，氧化被定義為元素獲得氧氣，還原被定義為失去氧氣。但是，現在氧化被定義為失去電子，還原被定義為獲得電子。

油井鑽井平臺

記住氧化和還原的一種簡單方法是 **OILRIG**

**O**xidation **i**s **l**oss of electrons

**R**eduction **i**s **g**ain of electrons

與氧氣、水和鹽酸的反應

只有當氧化和還原同時發生時，反應才能被視為氧化還原反應<

--72.27.33.199 (討論) 2009年4月5日 (UTC) 18:37 --72.27.33.199 (討論) 2009年4月5日 (UTC)

碳酸鹽的熱分解

第二族金屬的碳酸鹽在加熱時分解產生二氧化碳。

MCO₃ -----------------> MO + CO₂

這用於將白堊（碳酸鈣）轉化為生石灰，即氧化鈣。生石灰可用於製造簡單的建築用砂漿，因此歷史上英國各地都有石灰窯和小採石場。生石灰與粘土一起焙燒後用於製造水泥。

該反應產生的 CO₂ 也用於生產碳酸鈉（見 Solway 工藝）。

生石灰與水劇烈反應生成氫氧化鈣（熟石灰）。這是一個非常放熱的反應。

CaO + H₂O ---------------> Ca(OH)₂

熟石灰可以在花園中心購買作為土壤改良劑，農民將其撒在土地上以降低酸度。

第二族化合物的用途

碳酸鹽的熱分解第二族金屬的碳酸鹽在加熱時會分解產生 CO2。然後用它將白堊轉化為氧化鈣，也稱為生石灰。產生 CO2 的反應是

MCO3 -----------------> MO + CO2

這種氧化鈣在建築中用於製作非常簡單的砂漿。如果將其與粘土一起焙燒，它會形成水泥。

該反應產生的 CO2 也用於生產碳酸鈉（見 Solway 工藝）。生石灰與水劇烈反應生成氫氧化鈣（熟石灰）。這是一個非常放熱的反應。CaO + H2O ---------------> Ca(OH)2 熟石灰可以在花園中心購買作為土壤改良劑，農民將其撒在土地上以降低酸度。

摘要第二族元素是強還原劑。還原劑“失去電子”。第二族元素的另一個名稱是鹼土金屬。所有第二族元素在其外層電子殼層中都有 2 個電子。