Магний был открыт при анализе во­ды, взятой из минерального источни­ка вблизи города Эпсом в Англии. Горькая на вкус, она привлекла внима­ние исследователей в конце XVII в. При упаривании такой воды на стен­ках сосуда образовывалась белая кор­ка вещества, которое назвали горькой, или эпсомской, солью MgSO₄•7Н₂О. Её использовали в качестве слабитель­ного. Примерно в то же время учёные заинтересовались и белой магнези­ей — карбонатом магния MgCO₃. При его нагревании образуется жжёная магнезия — оксид MgO. Это вещество А. Л. Лавуазье ошибочно причислил к простым телам, которые уже не могут быть далее разложены.

В состав многих пудр и присыпок входит порошок талька — сложного силиката магния состава 3MgO•4SiO₂•Н₂О. Тальк относится к самым мягким природным минералам. Его кристаллы легко узнать по перламутровому блеску. Они жирны на ощупь и часто окрашены в зеленоватый цвет (благодаря примесям соединений никеля).

Многие минералы бериллия — бе­рилл 3ВеО•Аl₂О₃•6SiO₂, хризоберилл ВеАl₂О₄ и их разновидности (изумруд, аквамарин, александрит) — известны давно; эти драгоценные камни упо­минаются в произведениях античных авторов. На Руси берилл называли вируллионом, под таким именем он встречается в Изборнике Святослава (1073 г.).

Бериллы и изумруды, выращенные гидротермальным способом.

В главную подгруппу второй груп­пы периодической системы элемен­тов наряду с семейством щёлочно­земельных металлов (оно включает близкие по свойствам кальций, стронций, барий и радий) входят два типических элемента — бериллий и магний.

*Типическими Д. И. Мен­делеев назвал элементы первого, второго и третьего периодов — они наиболее ярко выражают характер­ные свойства элементов данной подгруппы.

Если магний по свойствам во мно­гом тяготеет к щёлочноземельным элементам, то бериллий стоит как бы особняком. Кажется, что он попал в эту компанию, лишь подчиняясь пра­вилу валентности, поскольку, как и другие элементы группы, в своих со­единениях двухвалентен. По свойст­вам же бериллий гораздо ближе к алюминию, расположенному по диа­гонали от него в третьей группе. Химики так и говорят: диагональ­ное сходство двух элементов. Причём сходство это настолько сильное, что и встречаются эти элементы часто вместе, в одном соединении.

В 1939 г. французский радиохимик Маргарет Пере (1909—1975) в про­дуктах распада изотопа урана-235 обнаружила новый радиоактивный эле­мент. Исследовательница назвала его францием в честь своей родины. Франций расположен в левом нижнем углу периодической системы, поэтому у него должны быть наиболее ярко выражены металлические свой­ства. Например, реакция с водой должна протекать ещё более бурно, чем в случае цезия — его соседа по подгруппе щелочных металлов. Однако убедиться в этом невозможно. Высокая радиоактивность франция (период полураспада наиболее долгоживущего изотопа ²²³Fr составляет 21,8 ми­нут) служит препятствием не только для практического использования, но даже для изучения свойств этого элемента.

Уже в XVIII в. стекольной промышленности Франции тре­бовалось больше соды, чем её могли выделить из рас­тительной золы или добыть в природе. Поэтому в 1775 г. Французская академия объявила специальную премию за изобретение искусственного способа полу­чения соды. Его нашёл химик Никола Леблан (1742— 1806), который предложил получать соду из сульфата натрия (мирабилита) по реакции:

Na₂SO₄+4С+СаСО₃®^{960 °C}Na₂CO₃+CaS+4CO.

Образовавшуюся твёрдую массу обрабатывали водой (выщелачивали), а потом из этого раствора кристалли­зовали соду. Хотя Леблану так и не суждено было по­лучить заслуженную им награду (в годы Французской революции 1789—1799 гг. академия была закрыта), его метод надёжно служил долгие годы химикам разных стран. Главной проблемой было отсутствие в Европе ми­рабилита, поэтому его получали, действуя на поварен­ную соль концентрированной серной кислотой.

Из-за высокой химической активно­сти щелочные металлы встречаются на Земле исключительно в виде соеди­нений, главным образом солей. Ли­тий является редким элементом. Он входит в состав некоторых алюмоси­ликатов  (в частности, сподумена

Li₂O•Аl₂О₃•4SiO₂), а также в форме хлорида LiСl присутствует в морской воде, подземных водах, водах соляных озёр. Рубидий и цезий встречаются в виде примесей к алюмосиликатам, содержащим калий.

Натрий и калий, напротив, входят в десятку элементов, наиболее распро­странённых в земной коре (в ней со­держится 2,3% натрия и 2,1% калия). Многие из их минералов, например Редкими называют эле­менты, содержание которых в земной коре не превыша­ет 0,01 %. К ним относят Li, Rb, Cs, Be, Sc, Y, La, лантаниды, Ga, In, Tl, Zr, Hf, Ge, V, Nb, Та, Mo, W, Re  и платино­вые металлы.

Гидроксиды щелочных металлов называют едкими щелочами. Они представляют собой белые кристал­лические вещества, устойчивые к на­греванию, хорошо растворимые в воде (исключением является гидро­ксид лития), а также в спирте.

Гидроксид натрия — его называют также едким натром или каустиче­ской содой (от греч. «каустикос» — «жгучий», «едкий») — впервые был об­наружен в соде в 1736 г. французским химиком Анри Луи Дюамелем Дю Монсо (1700—1782). Это вещество образуется при гидролизе соды: Na₂CO₃+Н₂О«NaHCO₃+NaOH. В XVIII в. едкий натр получали, дей­ствуя на сульфат натрия свинцовым глетом (оксидом свинца PbO):

Na₂SO₄+PbO+Н₂О=PbSO₄¯+2NaOH.

Другим способом получения едко­го натра служило взаимодействие соды с известью Са(ОН)₂ (каустификация соды): Са(ОН)₂+Na₂CO₃«CaCO₃¯+2NaOH.

В наше время едкие щёлочи полу­чают электролизом растворов солей, например хлоридов. При этом наря­ду с щёлочью образуются другие важ­ные вещества — водород и хлор.

Гидроксиды натрия и калия при­меняют для очистки нефти и масел, в производстве бумаги, моющих средств, искусственных волокон. Бла­годаря способности активно погло­щать влагу из воздуха (гигроскопич­ности) NaOH и КОН используются в лабораториях как осушители.

В 1817 г. в природных силикатах уче­ник Й. Я. Берцелиуса шведский химик Август Арфведсон (1792—1841) обна­ружил новый элемент, который на­звал литием (от греч. «литос» — «ка­мень»). В 1818 г. Гемфри Дэви получил литий в свободном виде электролизом расплава гидроксида.

В свободном состоянии литий — серебристо-белый металл, мягкий, хо­тя и жёстче остальных щелочных ме­таллов, а также не такой легкоплавкий (t_пл=181 °С). Литий настолько лёгок (плотность 0,53 г/см³), что не тонет да­же в керосине.

ГЕМФРИ ДЭВИ

(1778—1829)

В одной из записных книжек англий­ский химик Гемфри Дэви заметил: «Я не могу сослаться для своей характе­ристики ни на богатство, ни на власть, ни на знатное происхождение; и одна­ко же... я надеюсь быть не менее полез­ным для человечества и моих друзей, чем в том случае, если бы я был наде­лён всеми этими преимуществами».

Бедность не позволила Дэви полу­чить высшее образование. Он закончил (в 1795 г.) только среднюю школу. А знания по химии почерпнул из недав­но переведённого на английский «На­чального курса химии» А. А. Лавуазье. Его увлекла идея великого француза о материальной природе света. Первое «научное предположение» Дэви за­ключалось в том, что кислород — со­единение света с некоторым неизвест­ным элементом. Соответствующая статья даже была опубликована, хотя впоследствии учёный горько об этом сожалел. Тем не менее его в 1798 г. пригласили на должность химика в Пневматический институт в Бристоле. Там велись работы по изучению фи­зиологического действия различных газов. Здесь-то Дэви и сделал своё пер­вое настоящее открытие: обнаружил опьяняющее действие на человека од­ного из оксидов азота (веселящего га­за N₂O).

В начале 70-х гг. XX в. в некоторых американских и английских клиниках наблюдались странные явления. Время от времени из раковин раздавались звуки, напоминающие пистолетные вы­стрелы, а в одном случае неожиданно взорвалась сливная трубка. К счастью, никто не пострадал. Расследование показало, что виновником всего этого был очень слабый (0,01%) раствор азида натрия NaN₃, который использо­вали в качестве консерванта физиоло­гических растворов. Излишки раство­ра азида в течение многих месяцев, а то и лет сливали в раковины — иногда до 2 л в день.

Щелочные металлы представляют со­бой серебристо-белые (литий, нат­рий, калий, рубидий) или желтоватые (цезий) вещества с металлическим блеском, с низкими температурами плавления и кипения. Цезий, находя­щийся в запаянной ампуле, легко пла­вится в руке (t_пл=29°С), натрий пере­ходит в жидкое состояние при 98°С. Все щелочные металлы чрезвычай­но активны. Литий и натрий на возду­хе мгновенно покрываются плотной плёнкой кислородных соединений, но загораются лишь при нагревании, а калий, рубидий и цезий — уже при комнатной температуре. Поэтому хра­нят щелочные металлы под слоем керосина или в запаянных сосудах. Ин­тересно, что продуктами их горения на воздухе (за исключением лития) являются не оксиды, а пероксиды (в случае натрия) и надпероксиды (в случае калия, рубидия и цезия).

Взаимодействие калия с водой.

В свободном состоянии эти элементы... представляют металлы мягкие, быстро окисляющиеся на влажном воздухе, разлагающие воду при обыкновенной темпе­ратуре... Металлы, столь сходные по реакциям с натрием, носят название щелочных.

Д. И. Менделеев. «Основы химии»

Важным химическим продуктом с глубокой древности являлась зола. Мылкий раствор, образующийся при кипячении золы с водой (щёлок), был первым моющим средством, соз­данным человеком. В Средние века люди научились выделять из золы со­единения, которые и делали её рас­твор мылким, — соду и поташ (сейчас известно, что это карбонаты натрия и калия). Долгое время названия этих двух солей означали лишь разные ви­ды золы: поташом или кали называ­ли золу, остающуюся после сгорания древесины, соломы, камыша и папо­ротника (такая зола богата солями ка­лия), а содой или натроном — золу других травянистых растений, на­пример солероса, — в ней преоблада­ют соли натрия.

На Руси производство поташа су­ществовало уже в XI в. Золу, образу­ющуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор после фильтро­вания выпаривали. Сухой остаток помимо карбоната калия содержал сульфат калия K₂SO₄, соду и хлорид калия KCl.