أسئلة: العناصر الأرضية القلوية ومركباتها

الإجابة الصحيحة: المجموعة الثانية

تقع الفلزات القلوية الأرضية (مثل Be, Mg, Ca) في المجموعة الثانية من الجدول الدوري.

الإجابة الصحيحة: أحمر قرميدي

يعطي الكالسيوم لونًا أحمر قرميديًا مميزًا عند تعريضه لاختبار اللهب.

الإجابة الصحيحة: $CaO$ (أكسيد الكالسيوم)

أكسيد الكالسيوم $CaO$ يُعرف تجاريًا باسم الجير الحي، ويُنتج بالتسخين الشديد للحجر الجيري.

الإجابة الصحيحة: ماء الجير

يُسمّى المحلول الرائق المشبع لهيدروكسيد الكالسيوم شحيح الذوبان بـ "ماء الجير".

الإجابة الصحيحة: لا يتفاعل الماغنيسيوم بسهولة مع الماء البارد، بينما يتفاعل الكالسيوم في درجة حرارة الغرفة.

الماغنيسيوم لا يتفاعل بسهولة مع الماء البارد ويتفاعل ببطء مع الساخن، بينما الكالسيوم يتفاعل في حرارة الغرفة.

الإجابة الصحيحة: تكوّن راسب أبيض من كربونات الكالسيوم $CaCO_3$

يتفاعل $CO_2$ مع ماء الجير $Ca(OH)_2$ مكوّنًا راسبًا غير ذائب من $CaCO_3$ يسبب التعكر.

الإجابة الصحيحة: يختفي التعكر ويزول لتكوّن $Ca(HCO_3)_2$ الذائب

باستمرار إمرار $CO_2$ يتحول الراسب إلى كربونات كالسيوم هيدروجينية ذائبة فيختفي التعكر.

الإجابة الصحيحة: أكثر صلابة وأعلى في درجة الانصهار والكثافة لوجود روابط فلزية أقوى

بسبب امتلاكها إلكترونين تكافؤ للمساهمة في الرابطة الفلزية، تكون عناصر المجموعة الثانية أصلوأ وأعلى انصهارًا وكثافة من المجموعة الأولى.

الإجابة الصحيحة: $CaCO_3$

كربونات الكالسيوم $CaCO_3$ هي المكوّن الأساسي للحجر الجيري والرخام والأصداف الطبيعية.

الإجابة الصحيحة: بإضافة الماء إلى أكسيد الكالسيوم

تفاعل إطفاء الجير يتم بإضافة الماء لـ $CaO$ لينتج هيدروكسيد الكالسيوم $Ca(OH)_2$ طبقًا للمعادلة: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$.

الإجابة الصحيحة: اتزان ذوبان متبادل بين $CaCO_3$ غير الذائب و$Ca(HCO_3)_2$ الذائب نتيجة انطلاق أو امتصاص $CO_2$

تتكون الهوابط والصواعد نتيجة ذوبان الحجر الجيري بواسطة ماء محمل بـ $CO_2$ ثم إعادة ترسبه عند تطاير غاز $CO_2$.

الإجابة الصحيحة: هيدروكسيد ماغنيسيوم ذو صفة قلوية ضعيفة

يتفاعل الماغنيسيوم ببطء مع الماء الساخن مكوّنًا هيدروكسيد ماغنيسيوم الذي يُعتبر قلويًا ضعيفًا.

المعادلة الكيميائية: $Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$ . المحلول الناتج هو هيدروكسيد الكالسيوم $Ca(OH)_2$ وهو قلوي قوي نسبيًا مقارنة بهيدروكسيد الماغنيسيوم.

الجير الحي هو أكسيد الكالسيوم ($CaO$) ويُحضّر بالتسخين الشديد (التفكك الحراري) للحجر الجيري ($CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2$). أما الجير المطفأ فهو هيدروكسيد الكالسيوم ($Ca(OH)_2$) ويُحضّر بإضافة الماء إلى الجير الحي ($CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$).

يتعكر ماء الجير لتكوّن راسب أبيض شحيح الذوبان من كربونات الكالسيوم طبقا للمعادلة: $Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$. وعند استمرار إمرار غاز $CO_2$، يتفاعل الراسب مع الماء وغاز $CO_2$ الزائد لتكوّن كربونات الكالسيوم الهيدروجينية الذائبة ($Ca(HCO_3)_2$) فيختفي التعكر.

تذيب المياه المحتوية على غاز ثاني أكسيد الكربون صخور الحجر الجيري ($CaCO_3$) محولة إياها إلى كربونات كالسيوم هيدروجينية ذائبة ($Ca(HCO_3)_2$). عندما تتساقط هذه القطرات من سقف الكهف وينطلق منها غاز $CO_2$، يترسب صلب كربونات الكالسيوم تدريجياً، وبمرور الزمن تتشكل الهوابط المتدلية من السقف والصواعد المرتفعة من الأرضية.

المعادلة: $CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2 \uparrow$ . ونوع التفاعل هو تفاعل تفكك حراري (Thermal Decomposition).

الماغنيسيوم: لا يتفاعل بسهولة مع الماء البارد ويتفاعل ببطء مع الماء الساخن مكوّنًا هيدروكسيد ماغنيسيوم (قلوي ضعيف). أما الكالسيوم: فيتفاعل مباشرة وبسرعة في درجة حرارة الغرفة مع الماء مكوّنًا هيدروكسيد الكالسيوم (قلوي قوي) مع تصاعد غاز الهيدروجين ($Ca + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + H_2 \uparrow$).