s-prvky

s²-prvky

= Prvky II. A skupiny ($\text{Be}, \text{Mg}, \text{Ca}, \text{Sr}, \text{Ba}, \text{Ra}$)

Prvkům $\text{Ca}, \text{Sr}, \text{Ba}, \text{Ra}$ se říká kovy alkalickým zemin

Elektronové konfigurace valenční vrstvy: $n\text{s}^2$

S rostoucím $Z$ klesá $x$ (elektronegativita) a zvyšuje se reaktivita

Typické oxidační číslo: II

Výskyt

Pouze ve sloučeninách

• $\text{Be}$:

  Jediný minerál: beryl ($\text{Be}_3\text{Al}_2\text{Si}_6\text{O}_{18}$)

  Formy berylu: smaragd (zelený), akvamarín (modrý)

• $\text{Mg}$:

  Minerály: magnezit ($\text{MgCO}_3$), dolomit ($\text{CaCO}_3 \cdot \text{MgCO}_3$), epsomská sůl ($\text{MgSO}_4 \cdot 7 \ \text{H}_2\text{O}$)

  Ionty ($\text{Mg}^{2+}$) – ve vodách

  Biogenní prvek – správná činnost kostí, svalů, nervů; součást chlorofylu

• $\text{Ca}$:

  Minerály: vápenec ($\text{CaCO}_3$), sádrovec ($\text{CaSO}_4 \cdot 2 \ \text{H}_2\text{O}$), apatity ($\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2$)

  Odrůdy vápence: kalcit, aragonit, mramor

  Ionty ($\text{Ca}^{2+}$) – ve vodách

  Biogenní prvek – kosti, zuby, šlachy

• $\text{Sr}$:

  Minerály: celestit ($\text{SrSO}_4$), ...

• $\text{Ba}$:

  Minerály: baryt ($\text{BaSO}_4$), ...

Vlastnosti

Beryllium

Tvrdý, křehký, lesklý, lehký kov

Netvoří iontové sloučeniny

Diagonální podobnost s $\text{Al}$ – na vzduchu se pokrývá $\text{BeO}$, amfoterní charakter

Na vzduchu stálý

Hořčík

Vlastnostmi částečně podobný s $\text{Be}$ i s $\text{Ca}$

Lehký a kujný kov, měkčí než $\text{Be}$

Tvoří iontové i kovalentní sloučeniny

Na vzduchu stálý

Hořením vzniká oxid i nitrid:

Kovy alkalických zemin

$\text{Ca}, \text{Sr}, \text{Ba}$

Reaktivnější než $\text{Be}, \text{Mg}$

Hydroxidy jsou silné zásady

Rozpustné sloučeniny $\text{Sr}^{2+}, \text{Ba}^{2+}$

Použití

• $\text{Be}$:

  Slitiny – berylliové bronzy ($\text{Be} + \text{Cu}$) – odolné vůči korozi, pružné a pevné, jedovaté

• $\text{Mg}$:

  Redukční činidlo – výroba $\text{Ti}$

  Slitiny:

  • Elektron ($\text{Mg} + \text{Al}$) – letectví, automobilový průmysl

  • Dural ($\text{Mg} + \text{Mn} + \text{Al}$) – užitkové předměty (lopaty, žebříky, ...)

Sloučeniny

Sloučeniny hořčíku

• $\text{MgO}$ (pálená magnesie):

  Antacidum (= proti pálení žáhy)

  Ve sportu – proti pocení

• $\text{MgSO}_4 \cdot 7 \ \text{H}_2\text{O}$ (epsomská sůl / hořká sůl):

  Hnojivo pro tůje, projímadlo

Bezkyslíkaté sloučeniny vápníku

• $\text{CaC}_2$ (acetylid vápenatý / karbid vápníku):

  Reakce s $\text{H}_2\text{O}$:

  $$\text{CaC}_2 + 2 \ \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + \text{Ca}(\text{OH})_2$$

• $\text{C}_2\text{H}_2$ (acetylen):

  Hořlavý, zápach po česneku

  Použití: odpuzování krtků, karbidové lampy

• $\text{CaCN}_2$ (kyanamid vápenatý / dusíkaté vápno):

  Hnojivo pro kyselé půdy

  $$\text{CaCN}_2 + 3 \ \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{CaCO}_3 + 2 \ \text{NH}_3$$

  Insekticid – proti larvám kovaříka

Oxidy vápníku

Bílé krystalické látky

Ochotně reagují s vodou

• $\text{CaO}$ (oxid vápenatý / pálené vápno):

  Výroba – termický rozklad vápna ve vápenkách:

  $$\text{CaCO}_3 \overset{900 \ ° \text{C}}{\longrightarrow} \text{CaO} + \text{CO}_2$$

  Použití: hnojivo

Hydroxidy vápníku

Bílé krystalické látky

Silné zásady, žíravé

• $\text{Ca}(\text{OH})_2$ (hydroxid vápenatý / hašené vápno):

  Výroba – hašení páleného vápna (silně exotermická reakce):

  $$\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{Ca}(\text{OH})_2$$

  Stavebnictví – vápenná malta $\to$ vnitřní omítky staveb

  Výroba vápenné malty: $\text{Ca}(\text{OH})_2$ + písek + $\text{H}_2\text{O}$

  Tuhnutí vápenné malty:

  $$\text{Ca}(\text{OH})_2 + \text{CO}_2 \longrightarrow \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O}$$

  2 formy:

  1. Vápenné mléko:

     = Suspenze $\text{Ca}(\text{OH})_2$ ve vodě

     Použití: bílení zdí, výroba cukru

  2. Vápenná voda:

     = Nasycený čirý roztok $\text{Ca}(\text{OH}_2)$

     Důkaz $\text{CO}_2$ – vzniká sraženina:

     $$\text{Ca}(\text{OH})_2 + \text{CO}_2 \longrightarrow \ {\downarrow} \text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O}$$

Sírany barya a vápníku

Bílé krystalické látky

• $\text{BaSO}_4$:

  Extrémně rozpustný ve vodě

  Použití: rentgenové vyšetření trávicích trubic

• $\text{CaSO}_4 \cdot 2 \ \text{H}_2\text{O}$ (sádrovec):

  Zahříváním dehydratuje:

  $$\text{CaSO}_4 \cdot 2 \ \text{H}_2\text{O} \overset{t}{\longrightarrow} \text{CaSO}_4 \cdot \frac{1}{2} \ \text{H}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}$$

• $\text{CaSO}_4 \cdot \frac{1}{2} \ \text{H}_2\text{O}$ (pálená sádra):

  Použití: dlahy, stavebnictví (ukotvení elektrických rozvodů, omítky, porobeton, sádrokarton)

  Hydratací tuhne, zvyšuje se objem $\to$ sádrovec

• $\text{CaCO}_4 \cdot 2 \ \text{H}_2\text{O}$ (energosádrovec):

  Vzniká při odsiřování tepelných elektráren:

  $$\text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 + \text{SO}_2 \longrightarrow \text{CaSO}_4 \cdot 2 \ \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$$

• $\text{CaSO}_4, \text{MgSO}_4$:

  Způsobují trvalou tvrdost vody

Uhličitany vápníku

Málo rozpustné ve vodě

$\text{CO}_3^{2-}$ – zásadité vlastnosti

• $\text{CaCO}_3$ (vápenec):

  2 formy:

  1. Křída – schránky mořských živočichů
  2. Mramor – lze leštit

  Nerozpustný ve vodě

  Rozpouští se ve vodě s obsahem $\text{CO}_2$ ($\to$ krasové jevy):

  $$\text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \leftrightarrows \text{Ca}(\text{HCO}_3)_2 \ (\text{aq})$$

• $\text{Ca}(\text{HCO}_3)_2, \text{Mg}(\text{HCO}_3)_2$:

  Způsobují přechodnou tvrdost vody – odstranění zahřátím:

  $$\text{Ca}(\text{HCO}_3)_2 \overset{t}{\longrightarrow} \ {\downarrow}\text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$