Кальций - типичный щелочноземельный металл. Его химическая активность высокая, но самая низкая других щелочноземельных металлов. Химическая активность магния еще ниже, его даже можно хранить на воздухе.
Магний при нагревании на воздухе сгорает ослепительным пламенем. Раскаленный магний хорошо взаимодействует с водой и с кремний (ГУ) оксидом, поэтому горящий магний нельзя тушить водой и песком:
2Mg + SiO2 = 2MgO + Si.
Кальций вступает в химические реакции значительно легче, он легко взаимодействует с большинством неметаллов при обычных условиях: кислородом, углеродом, хлором и т.п.:
Ca + S = CaS;
3Ca + N2 = Ca3N2.
При нагревании с углеродом магний и кальций образуют карбиды, хотя правильнее их называть ацетилениды, поскольку их можно рассматривать как соль ацетилена (етину). При попадании в воду ацетилениды энергично разлагаются с образованием соответствующего гидроксида и етину:
Ca + 2C = CaC2;
СаС2 + 2Н2О = Са (ОН) 2 + С2Н2.
Взаимодействуя с водородом, кальций образует нестабильную соединение - кальций гидрид, активно разлагается водой. Взаимодействие кальций гидрида с водой используют для очистки органических растворителей от примесей воды. Кальций гидроксид, образующийся при взаимодействии кальций гидрида с водой, нерастворим в органических растворителях, поэтому вода удаляется из растворителя, а нерастворимый гидроксид отфильтровывают:
Ca + H = CaH;
22
СаН2 + 2Н2О = Са (ОН) 2 + 2Н2и.
Кальций и магний способны вытеснять водород из воды. Кальций взаимодействует с водой при обычных условиях, а магний только при кипячении (благодаря повышению растворимости магний гидроксида в горячей воде):
Mg + 2H2O = Mg (OH) 2 + H2t.
Оба металла активно взаимодействуют с растворами кислот при обычных условиях, вытесняя из них водород:
Ca + 2HCl = CaCL + H Ъ
22
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2t.
Магний оксид и кальций оксид - основные оксиды. Им соответствуют основы, но в обычных условиях с водой с образованием гидроксида взаимодействует только кальций оксид. Кальций оксид называют негашеной известью, на строительстве его тушат добавляя воду. При этом образуется гашеная известь - кальций гидроксид:
СаО Н2О = Са (ОН) 2.
Эта реакция происходят настолько активно, с выделением большого количества теплоты, вода часто закипает. Кальций гидроксид, в отличие от магний гидроксида, умеренно растворяется в воде, поэтому есть малорастворимых веществом. Насыщенный раствор кальций гидроксида в воде называют известковой водой.
Соли кальция окрашивают пламя в кирпично-красный цвет, соли стронция - в красный, соли бария - в зеленый. На этом основано выявление этих элементов, а также применение их солей в пиротехнических смесях. Соединения магния не меняют окраску пламени.