Hořčík a vápník


Tyto prvky se nachází v skupině 2A, protože mají ve valenční vrstvě 2 elektrony. Jejich elektronová
konfigurace je ns^2. Jsou to typické kovy s ionizační energií a velkými poloměry → snadno uvolňují
valenční elektrony a tvoří kationy. Valenční elektrony jsou relativně volně poutány. Magnesium má
nízkou hustotu. Oba jsou to biogenní prvky. Hořčík je stříbrolesklé barvy, měkký a kujný kov.
Vápník hoří cihlovým plamenem.


M^0 → M^2+ + 2e^-


Vazebné možnosti atomů

Stabilním oxidačním stavem je oxidační stav II. Elektronegativita těchto kovů 2A ve srovnání
s elektronegativitou alkalických kovů poněkud vyšší. Jsou schopné vytvářet kovalentní vazby i
s poměrně elektronegativními vazebnými partnery.

Hořčík vytváří iontové sloučeniny, ale běžná je pro něj polárně kovalentní vazba. V prostoru bývá
orientována tetraedricky (hybridizace SP^3) nebo oktaedricky (hybridizace SP^3D^2).

Pro vápník je typická také iontová vazba, ale může se stát to samé, co u hořčíku.

U elementárních kovů skupiny 2A se uplatňuje i kovová vazby. Z teorie MO nebyly v párách těchto
kovů pozorovány dvouatomové molekuly.


Chemické vlastnosti

Vápník je měkký, snadno tavitelný a na vzduchu nestálý kov. Spontánně reagují s vodou za vzniku
hydroxidů a za vývoje vodíku. Všem kovům skupiny 2A, s výjimkou beryllia, lze přisoudit silné
redukční schopnosti.

Hořčík a vápník se proto využívají při metalotermických  výrobách kovů.


Sloučeniny jejich výroba a využití

Sloučeniny hořčíku na vzduchu hoří jasným plamenem.

Oxid hořečnatý MgO a hydroxid hořečnatý Mg(OH)[2] nemají náznak amfoterního chování a jsou dobře
rozpustné jenom v kyselinách. MgO je bílá pevná látka. MgO je materiálem pro bazické vyzdívky pecí
a součástí, většinou spolu s MgCl2, některých tmelů. Minerály, které obsahují hořčík, se používají
jako hnojivo.

Všechny tyto oxidy a hydroxidy jsou silně bazické. Binární sloučeniny hořečnaté a hlavně vápenaté
mají iontovou strukturu a jsou poněkud reaktivnější. U některých hořečnatých sloučenin a velmi
hojně u solí vápenatých zjišťujeme malou rozpustnost. Za zmínku stojí, že hořčík je obsažen jako
středový atom v chlorofylu. Velmi reaktivní látky jsou organokovové sloučeniny prvků skupiny 2A.
Velký praktický význam mají tzv. Grignardova činidla. Jsou to organokovové sloučeniny hořčíku
obecného vzorce RMgY, v němž R je alkyl nebo aryl a Y halogen. Připravují se reakcí halogenových
uhlovodíků s práškovým hořčíkem v etherickém roztoku:


RY + Mb → RMgY


Alkylmagnesiumhalogenidy, resp. Arylmagnesiumhalogenidy lze připravit dokonce i v tuhém skupenství,
výhradně však jako solváty s dvěma molekulami etheru RMgY.[2](C[2]H[5])[2]O. Koordinace na atomu
hořčíku v této látce je tetraedrická. Grignarovi činidla mají velmi významní použití v syntéze
organických látek.

Hydroxid vápenatý Ca(OH)[2] je tzv. hašené vápno a vzniká hašením páleného vápna (reakce s vodou).

- vznik páleného vápna žíháním vápence:

CaO[3] → CaO + H[2]O


- použití v stavebniství, slouží k výrobě hašeného vápna, je to zásaditá vyzdívka pecí a jako
přísada v hutnictví a sklářském průmyslu

- vznik hašeného vápna = oxid vápenatý:

CaO + H[2]O → Ca(OH)[2]


- používá se ve stavebnictví k výrobě malty

- tvrdnutí malty:

Ca(OH)[2] + CO[2] → CaCO[3] + H[2]O


Uhličitany

MgCO[3] – uhličitan vápenatý = magnezit

MgCO[3] . CaCO[3] – uhličitan hořečnato-vápenatý = dolomit – výroba žáruvzdorných cihel

CaCO[3] – uhličitan vápenatý = vápenec – k výrobě vápna a cementu, stavební kámen


Hydrogenuhličitany

Ca(HCO[3])[2] a Mg(HCO[3])[2] – způsobují přechodnou tvrdost vody

- hydrogenuhličitan vápenatý a hydrogenuhličitan hořečnatý


Sírany

CaSO[4] – síran vápenatý – způsobuje trvalou tvrdost vody

CaSO[4] . 2 H[2]O – dihydrát síranu vápenatého = sádrovec

- jeho zahříváním vzniká sádra = hemihydrát síranu vápenatého - CaSO[4] . ½ H[2]O


Ostatní

Ca(NO[3])[2] – dusičnan vápenatý – dusíkaté hnojivo

Ca[3](PO[4])[2] – fosforečnan vápenatý - surovina pro výrobu superfosfátu

CaCl[2] – chlorid vápenatý - uplatňuje se v metalurgii, při tavných elektrolýzách a jako
kondenzační prostředek v organické chemii, jeho vodný roztok se používá v chladicích zařízeních

CaCO[3] + 2 HCl → CaCl[2] + CO[2] + H[2]O


CaC[2] – karbid vápenatý - k výrobě acetylenu a kyanimidu vápenatého, velký význam v metalurgii
železa jako desulfurační činidlo. Reakce se uskutečňuje v elektrické peci za vysoké teploty:

CaO + 3 C → CaC[2] + CO


CaCN[2] – kyanimid vápenatý = dusíkaté vápno – používá se při výrobě některých anorganických
pigmentů (kyanimidu olovnatého) a kyanidů zejména v organické syntéze, dusíkaté hnojivo

- vzniká při teplotě 1200 °C za přítomnosti CaCl[2]:

CaC[2] + N[2] → CaCN[2] + C