アルカリ土類金属

概要

「アルカリ土類金属」とは、ざっくり言えば周期表左から2列目の第2族元素たちのこと。性質が微妙に違う $\mathrm{Be}$ と $\mathrm{Mg}$ は仲間外れにされることもありますが、現在の高校化学では $\mathrm{Be}$ と $\mathrm{Mg}$ も含めてアルカリ土類金属となっています。（古い参考書などでは除かれています）

アルカリ金属に次いでイオン化傾向が大きいため反応性が高く、水や空気と簡単に反応してしまいます。

詳細

ここから先は無機化学を勉強する理系だけが読めばOK。アルカリ土類金属はいくつかの重要な性質があります。

(1)炎色反応

アルカリ土類金属は全て炎色反応を示します。ちなみに $\mathrm{Be}$ と $\mathrm{Mg}$ は炎色反応を起こしません。これまで仲間外れにされていたのはそういうとこやぞ。

(2)水との反応

イオン化傾向が大きいためアルカリ金属と同じ仕組みで水と酸化還元反応を起こします。

$$\mathrm{Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2}$$

$$(\mathrm{Ca + 2H^+ \rightarrow Ca^+ + 2H^+ })$$

反応の仕組みは「アルカリ金属」のページをチェック！

(3)炭酸塩や硫酸塩が水に溶けにくい

$\mathrm{CaCO_3}$ や $\mathrm{CaSO_4}$ などの炭酸塩や硫酸塩が水に溶けにくいです。裏を返せば、水溶液中でアルカリ土類金属イオンと $\mathrm{CO_3{}^{2-}}$ や $\mathrm{SO_4{}^{2-}}$ が出会うと沈殿が生成します。

【例１(*注)】

$$\mathrm{Ca(OH)_2 + H_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2H_2O}$$

$$\mathrm{(Ca^{2+} + CO_3^{2-} \rightarrow CaCO_3\downarrow)}$$

【例２】

$$\mathrm{BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl}$$

$$\mathrm{(Ba^{2+} +SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4\downarrow)}$$

ちなみに $\mathrm{Be}$ と $\mathrm{Mg}$ はアルカリ金属ほどは沈殿を作りません(*注2)。これまで仲間外れにされていたのはそういうとこやぞ。

補足

• (*注1)説明のために炭酸 $\mathrm{H_2CO_3}$ で書きましたが、実際には水に二酸化炭素を吹き込んで $\mathrm{H_2O+CO_2\rightarrow H_2CO3}$ によって炭酸を作ることが多いです。つまり反応式は以下のようになります。

$$\mathrm{Ca(OH)_2 + H_2O + CO_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2H_2O}$$

• (*注2)炭酸イオンの濃度がある程度高ければ $\mathrm{MgCO_3}$ も沈殿します。