【閱前提示】本篇出自『數理化自學叢書6677版』，此版叢書是“數理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續出版，并于1977年正式再版的基礎自學教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經與如今迥異，因此不建議零基礎學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數理化自學叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內容較新而且還又增添了25本大學基礎自學內容，直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業術語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權風險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業余時間，將『數理化自學叢書6677版』上傳成文字版。? ?

(資料圖片僅供參考)

第三章堿土金屬

§3-1堿土金屬的通性

【01】元素周期表第Ⅱ主族元素，有鈹Be、鎂Mg、鈣Ca、鍶Sr、鋇Ba和鐳Ra等六種，它們的性質和第Ⅰ主族的堿金屬元素以及第Ⅲ主族的土金屬元素【周期表第Ⅲ類里的鋁、鈧、釔、鑭等無素，稱為土金屬元素，將在下一章里討論】都有相似的地方，因此稱做堿土金屬元素，或簡稱堿土金屬。這個族里最后一個元素鐳是放射性元素，我們在第二冊第三章里已簡單介紹過了。本章除介紹堿土金屬的一般通性外，著重研究鎂和鈣兩種元素。

堿土金屬的物理性質

【02】堿土金屬主要的物理性質，如表3·1所示：

【03】從上表可以看出，堿土金屬中除鈹呈鋼灰色外，其余都是銀白色，新切開的表面都有金屬光澤。堿土金屬的硬度比堿金屬大，其中以鈹的硬度為最大，鋇最小（具體數據缺）。它們的比重雖比堿金屬大些，但仍都小于5，因此也都是輕金屬；其中鋇的比重最大，鈣最小。它們的熔點和沸點都比堿金屬高；鈹的熔點和沸點最高，鎂則最低。由此可見，堿土金屬的比重、熔點和沸點，并不隨著原子序數的增加而作規律性的遞變。

堿土金屬的原子結構和化學性質

【04】堿土金屬的原子序數、原子量和電子層結構如表3·2所示：

【05】從上表可以看出，堿土金屬原子最外電子層上都有2個電子（比堿金屬多1個），次外電子層上都有8個電子（和堿金屬相同）。在化學反應里，它們失去電子的傾向性比同周期里的堿金屬原子要弱得多。因此，堿土金屬的化學活動性不如堿金屬強。但由于堿土金屬原子最外層的電子數畢竟還是比較少的，因此比起其他金屬來，堿土金屬的化學性還是比較活動的。堿土金屬原子失去2個電子后，變成帶2個單位正電荷的陽離子。堿土金屬在一切化合物里都顯示+2價。

【06】和堿金屬相似，堿土金屬的化學活動性也隨著原子序數的增加而增強，也就是按著Be一Mg一Ca一Sr一Ba的順序而增強。這是因為當原子序數增大時，原子核外電子層數增多，最外層電子和核的距離漸次增大，受到核的引力則漸次減弱，因此在化學反應里失去電子的傾向性依次增大，化學活動性依次增強。

【07】堿土金屬在空氣里加熱時會燃燒，并放出大量的熱；在常溫下，亦會逐漸氧化而生成氧化物（分子式的通式為RO）。堿土金屬跟鹵族元素能直接反應，生成穩定的化合物；跟硫、氮氣在加熱的條件下也能起反應。它們跟堿金屬一樣，不僅能置換酸里的氫，還能置換水里的氫，例如鈣、鍶和鋇跟冷水反應很劇烈，鈹和鎂跟冷水反應則很緩慢（這是由于反應時生成溶解度很小的氫氧化物覆蓋著表面，因此阻礙了反應的順利進行）。

【08】堿土金屬的氧化物都能跟水起反應，生成氫氧化物（分子式的通式為R(OH)?），并放出大量的熱。堿土金屬氫氧化物較難溶解于水（和堿金屬氫氧化物不同），它們在水中的溶解度按Be(OH)?一Mg(OH)?一Ca(OH)?一Sr(OH)?一Ba(OH)?的順序而逐漸增大。它們的水溶液都呈明顯的堿性，并也按同一順序而增強，氫氧化鋇是一種強堿。但它們的堿性比對應的堿金屬氫氧化物要弱。

【09】由于堿土金屬的化學性質相當活動，因此在自然界里它們只以化合態存在，其中最主要的是碳酸鹽和硫酸鹽。堿土金屬的冶煉方法一般都用電解法。

習題3-1

1、試根據鈉、鎂、鉀和鈣四種元素的原子結構，說明它們的化學活動性的順序。

2、試根據堿土金屬的原子結構，說明堿土金屬化學活動性的遞變規律性。

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關鍵詞： 堿土金屬 氫氧化物 原子序數