1. Почему элемент кальций проявляет ярко выраженные восстановительные свойства? Почему простое вещество кальций относят к щелочноземельным металлам? 2. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать магний: H₂O, P, KOH, H₂SO₄, Na, Cl, NaCl, NiSO₄? 3. Может ли оксид кальция встречаться в природе?

1. Почему кальций — сильный восстановитель? Почему кальций относят к щелочноземельным металлам?

Почему кальций проявляет ярко выраженные восстановительные свойства

Кальций (Ca) — элемент II группы (главная подгруппа), у него на внешнем уровне 2 электрона:
электронная конфигурация внешнего слоя: 4s².

Он легко отдаёт эти два электрона, переходя в устойчивый катион Ca²⁺ (у него получается «благородноподобная» конфигурация ближайшего инертного газа). Поэтому кальций:

• легко окисляется сам (Ca⁰ → Ca²⁺ + 2e⁻),

• а другие вещества восстанавливает (то есть отдаёт им электроны).

Дополнительно восстановительные свойства усиливаются тем, что:

• у кальция достаточно большой атомный радиус, внешние электроны удерживаются слабее,

• энергия ионизации сравнительно мала (легко отдать электроны),

• он активнее многих металлов и может вытеснять их из растворов солей.

Итог: кальций — ярко выраженный восстановитель, потому что охотно отдаёт 2 валентных электрона, превращаясь в Ca²⁺.

Почему кальций — щелочноземельный металл

Простое вещество кальций относят к щелочноземельным металлам, потому что он:

• находится во II группе (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra),

• является типичным металлом (металлическая связь, проводимость, пластичность),

• образует основные оксиды и гидроксиды: CaO и Ca(OH)₂,

• его гидроксид (и оксид) проявляет щелочные свойства (реакции нейтрализации с кислотами, щелочная среда раствора Ca(OH)₂),

• исторически «землями» называли тугоплавкие оксиды, а «щелочные земли» — те, что дают щёлочные растворы или проявляют основные свойства.

2. С какими из перечисленных веществ взаимодействует магний: H₂O, P, KOH, H₂SO₄, Na, Cl, NaCl, NiSO₄?

Разберём по пунктам.

H₂O (вода)

• С холодной водой Mg реагирует очень медленно (защитная плёнка MgO/Mg(OH)₂ мешает).

• С горячей водой реагирует заметнее:

  $$\text{Mg} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Mg(OH)}_2 + \text{H}_2 \uparrow$$

• С водяным паром активно:

  $$\text{Mg} + \text{H}_2\text{O}(\text{пар}) \rightarrow \text{MgO} + \text{H}_2 \uparrow$$

Вывод: взаимодействует (при нагревании/пар).

P (фосфор)

Магний реагирует с фосфором при нагревании с образованием фосфида магния:

Вывод: взаимодействует (при нагревании).

KOH (гидроксид калия)

С щёлочами магний обычно не реагирует (в отличие от амфотерных металлов типа Al, Zn). В водном растворе Mg не проявляет амфотерности, защитная плёнка тоже мешает.
Вывод: не взаимодействует (в типичных школьных условиях).

H₂SO₄ (серная кислота)

• С разбавленной: идёт реакция с выделением водорода:

  $$\text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow$$

• С концентрированной серной кислотой возможны другие продукты (она окислитель), но в общем случае магний реагирует.
  Вывод: взаимодействует.

Na (натрий)

Два активных металла между собой обычно не реагируют в обычных условиях (нет окислителя/восстановителя в паре “металл–металл”, если не рассматривать специальные высокотемпературные процессы и сплавы).
Вывод: не взаимодействует (как реакция обмена/ОВР в обычных условиях).

Cl (хлор)

Магний активно реагирует с хлором:

Вывод: взаимодействует.

NaCl (хлорид натрия)

Магний не вытесняет натрий из NaCl, потому что натрий активнее магния. Поэтому реакции замещения нет.
Вывод: не взаимодействует.

NiSO₄ (сульфат никеля(II))

Магний активнее никеля, поэтому вытесняет Ni из раствора его соли:

Вывод: взаимодействует (в растворе).

Итоговый список

Взаимодействует: H₂O (пар/горячая), P, H₂SO₄, Cl₂, NiSO₄.
Не взаимодействует (в обычных условиях): KOH, Na, NaCl.

3. Может ли оксид кальция встречаться в природе?

Как устойчивый минерал в природных условиях — почти нет, потому что оксид кальция (CaO) очень активно реагирует:

• с водой:

  $$\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2$$

• с углекислым газом:

  $$\text{CaO} + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3$$

Поэтому в нормальной природной среде CaO быстро переходит в гидроксид кальция или карбонат кальция (известняк, мел, мрамор и т. п.).

Однако в ограниченных условиях CaO может появляться как кратковременный продукт:

• в зонах высоких температур (например, при термическом разложении карбонатов в природных очагах нагрева),

• в вулканических/контактно-метаморфических процессах — но обычно он быстро “гасится” влагой и CO₂.

Вывод: в природе CaO может образоваться, но долго в свободном виде практически не сохраняется, поэтому встречается крайне редко и нестабильно.