物理性質
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鹼土金屬均為銀白色、較軟的固體,具有相對較低的密度、熔點以及沸點。
下表總結了鹼土金屬的物理性質和原子性質。
元素名稱
元素符號
原子半徑(nm)
主要化合價
狀態(標況)
單質密度(克/立方厘米)
硬度(金剛石=10)
單質熔點(℃)
單質沸點(℃)
電負性(χP)[7]
焰色試驗結果
鈹
Be
0.105
+2
固體
1.848
5.5
1278
2970
1.5
無焰色
鎂
Mg
0.150
+2
固體
1.738
2.5
650
1090
1.2
無焰色
鈣
Ca
0.180
+2
固體
1.55
1.75
842
1484
1.0
磚紅色[2]
鍶
Sr
0.200
+2
固體
2.63
1.5
777
1382
1.0
紅色[2]
鋇
Ba
0.215
+2
固體
3.510
1.25
727
1870
0.9
蘋果綠[2]
鐳
Ra
0.215
+2
固體
5.000
1.03
700
1737
0.9
紅色
化學性質
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Z
元素
核電外子構型
電子排布[註解 1]
4
鈹
2, 2
[He] 2s2
12
鎂
2, 8, 2
[Ne] 3s2
20
鈣
2, 8, 8, 2
[Ar] 4s2
38
鍶
2, 8, 18, 8, 2
[Kr] 5s2
56
鋇
2, 8, 18, 18, 8, 2
[Xe] 6s2
88
鐳
2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
[Rn] 7s2
鈹以外的鹼土金屬都能和水發生反應,生成氫氣和鹼性的氫氧化物。鹼土金屬和水的反應較鹼金屬與水的反應來的溫和,不像鹼金屬在室溫中就會和水劇烈反應。而鎂和冷水反應緩慢,在熱水或水蒸汽才較為劇烈,鈣、鍶、鋇、鐳在常溫下可以和冷水劇烈反應。
例子: Ca+2 H2O=Ca(OH)2+H2
鹼土金屬可和鹵素(例如:氯)反應,產生離子化合物。不過鈹的鹵化物是共價化合物,不是離子化合物。其中越重的元素就反應得越劇烈。[8]
M
g
+
C
l
2
→
M
g
C
l
2
{\displaystyle Mg+Cl_{2}\rightarrow MgCl_{2}}
鹼土金屬都能在空氣中燃燒,主要產生氧化物,以下為鹼土金屬還原氧氣(O2)的方程式:
2
M
g
+
O
2
→
2
M
g
O
{\displaystyle 2Mg+O_{2}\rightarrow 2MgO}
鎂還能形成氮化物(氮化鎂),鋇和氧氣加熱下反應除了得到氧化鋇,還能得到過氧化鋇(過氧化鋇可以吸氧、放氧,用來提取大氣中的氧氣[9])。
化合物性質
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氫化物
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鹼土金屬的離子氫化物是強還原劑,其和水的反應方程式通式為:
MgH2 + 2 H2O → Mg(OH)2 + 2 H2↑[10]
鹵化物
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主條目:鹼土金屬鹵化物
放射性
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除鎂和鍶外所有鹼土金屬在自然界中都至少存在著一個放射性同位素,其中鈹-7、鈹-10、鈣-41和鐳-226是微量放射性同位素。鈣-48和鋇-130由於有很長的半衰期,因此它們都以一定的量存在於大自然中。鐳在自然界中沒有穩定的同位素,含量最多的是具放射性的鐳-226。