METALE ALCALINE PĂMÂNTEȘTI: PROPRIETĂȚI, REACȚII, APLICAȚII - CHIMIE - 2025

Cele metale alcalino - pământoase sunt cele care alcătuiesc grupa 2 din tabelul periodic, și sunt indicate în coloana mov din imaginea de mai jos. De sus în jos, sunt beriliu, magneziu, calciu, stronțiu, bariu și radiu. O excelentă metodă mnemonică de a-și aminti numele lor este prin pronunția domnului Becamgbara.

Întrerupând scrisorile domnului Becamgbara, aveți că „Sr” este strontiu. „Be” este simbolul chimic pentru beriliu, „Ca” este simbolul calciului, „Mg” este acela pentru magneziu, iar „Ba” și „Ra” corespund bariului și radiului metalelor, acesta din urmă fiind un element al naturii. radioactiv.

Termenul "alcalin" se referă la faptul că sunt metale capabile să formeze oxizi foarte bazici; iar pe de altă parte, „terestru” se referă la pământ, nume dat din cauza solubilității sale scăzute în apă. Aceste metale în stare pură prezintă colorații argintii similare, acoperite de straturi de oxid cenușiu sau negru.

Chimia metalelor alcalino-pământești este foarte bogată: de la participarea lor structurală la mulți compuși anorganici până la așa numiții compuși organometalici; Acestea sunt cele care interacționează prin legături covalente sau de coordonare cu moleculele organice.

Proprietăți chimice

Din punct de vedere fizic, sunt mai dure, dense și rezistente la temperaturi decât metalele alcaline (cele din grupa 1). Această diferență rezidă în atomii lor, sau ceea ce este același, în structurile lor electronice.

Deoarece aparțin aceluiași grup din tabelul periodic, toți congenerii prezintă proprietăți chimice care le identifică ca atare.

De ce? Deoarece configurația lor de electroni de valență este ns ² , ceea ce înseamnă că au doi electroni pentru a interacționa cu alte specii chimice.

Personaj ionic

Datorită naturii lor metalice, ei tind să piardă electroni pentru a forma cationi divalenți: Be ²⁺ , Mg ²⁺ , Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , Ba ²⁺ și Ra ²⁺ .

În același mod în care mărimea atomilor săi neutri variază pe măsură ce coboară prin grup, cationii lui devin de asemenea mai mari, coborând de la Be ²⁺ la Ra ²⁺ .

Ca urmare a interacțiunilor lor electrostatice, aceste metale formează săruri cu cele mai multe elemente electronegative. Această tendință ridicată de formare a cationilor este o altă calitate chimică a metalelor alcaline de pământ: sunt foarte electropozitive.

Atomii mari reacționează mai ușor decât cei mici; cu alte cuvinte, Ra este cel mai reactiv metal și Be cel mai puțin reactiv. Acesta este produsul forței mai puțin atractive exercitate de nucleu asupra electronilor din ce în ce mai îndepărtați, cu o probabilitate mai mare de „scăpare” către alți atomi.

Cu toate acestea, nu toți compușii sunt de natură ionică. De exemplu, beriliu este foarte mic și are o densitate mare de încărcare, care polarizează norul de electroni al atomului vecin pentru a forma o legătură covalentă.

Ce consecință aduce asta? Că compușii beriliu sunt predominant covalenți și neionici, spre deosebire de ceilalți, chiar dacă este cationul Be ²⁺ .

Legături metalice

Având doi electroni de valență, aceștia pot forma „mări de electroni” mai încărcați în cristalele lor, care integrează și grupează atomi de metal mai strâns, în contrast cu metalele alcaline.

Cu toate acestea, aceste legături metalice nu sunt suficient de puternice pentru a le conferi caracteristici de duritate deosebite, ci sunt de fapt moi.

De asemenea, acestea sunt slabe în comparație cu cele ale metalelor de tranziție, reflectate în punctele lor de topire și fierbere mai mici.

reacţii

Metalele alcaline de pământ sunt foarte reactive, motiv pentru care nu există în natură în stările lor pure, ci sunt legate în diverși compuși sau minerale. Reacțiile din spatele acestor formațiuni pot fi rezumate generic pentru toți membrii acestui grup

Reacția cu apa

Reacționează cu apa (cu excepția beriliu, datorită „durității” sale în oferirea perechilor de electroni) pentru a produce hidroxizi corozivi și gaz hidrogen.

M (s) + 2H ₂ O (l) => M (OH) ₂ (aq) + H ₂ (g)

Hidroxizii de magneziu -Mg (OH) ₂ - și berili -Be (OH) ₂ - sunt slab solubili în apă; în plus, a doua dintre ele nu este foarte de bază, deoarece interacțiunile sunt de natură covalentă.

Reacția cu oxigenul

Acestea ard în contact cu oxigenul din aer pentru a forma oxizii sau peroxizii corespunzători. Bariu, al doilea mare atomii metalici, formează peroxidul (BaO ₂ ), care este mai stabilă , deoarece Ba razelor ionice ²⁺ și O ₂ ^2- sunt similare, întărirea structurii cristaline.

Reacția este următoarea:

2M (s) + O ₂ (g) => 2MO (e)

Prin urmare, oxizii sunt: ​​BeO, MgO, CaO, SrO, BaO și RaO.

Reacția cu halogenii

Aceasta corespunde când reacționează într-un mediu acid cu halogenii pentru a forma halogenuri anorganice. Aceasta are formula chimică generală MX ₂ , iar printre acestea sunt: CaF ₂ , BeCl ₂ , SrCl ₂ , BAI ₂ , RaI ₂ , CaBr ₂ , etc.

Aplicații

Beriliu

Dată fiind reactivitatea sa inertă, beriliu este un metal cu rezistență ridicată la coroziune și adăugat în proporții mici de cupru sau nichel, formează aliaje cu proprietăți mecanice și termice interesante pentru diferite industrii.

Printre aceștia se numără cei care lucrează cu solvenți volatili, în care instrumentele nu trebuie să producă scântei din cauza șocurilor mecanice. De asemenea, aliajele sale își găsesc folosirea la fabricarea de rachete și materiale pentru aeronave.

Magneziu

Spre deosebire de beriliu, magneziul este mai prietenos cu mediul și este o parte esențială a plantelor. Din acest motiv este de mare importanță biologică și în industria farmaceutică. De exemplu, magnezia de lapte este un remediu pentru arsurile la stomac și constă dintr-o soluție de Mg (OH) ₂ .

De asemenea, are aplicații industriale, cum ar fi sudarea aliajelor de aluminiu și zinc, sau în producția de oțeluri și titan.

Calciu

Una dintre principalele sale utilizări se datorează CaO, care reacționează cu aluminosilicații și silicații de calciu pentru a oferi cimentului și betonului proprietățile dorite pentru construcție. De asemenea, este un material fundamental în producția de oțel, sticlă și hârtie.

Pe de altă parte, CaCO ₃ participă în procesul Solvay pentru a produce Na ₂ CO ₃ . La rândul său, CaF ₂ folosește la fabricarea de celule pentru măsurări spectrofotometrice.

Alți compuși de calciu sunt folosiți la fabricarea de alimente, produse de igienă personală sau produse cosmetice.

Stronţiu

La ardere, stronțiu aprinde o lumină roșie intensă, care este folosită în pirotehnie și pentru a face scântei.

Bariu

Compușii de bariu absorb razele X, astfel încât BaSO ₄ - care este, de asemenea, insolubil și împiedică Ba ²⁺ toxic să se rumenească în organism - este utilizat pentru a analiza și diagnostica modificările proceselor digestive.

Radio

Radiu a fost utilizat în tratamentul cancerului din cauza radioactivității sale. O parte din sărurile sale au fost folosite pentru a colora ceasurile, iar această aplicație a fost ulterior interzisă din cauza riscurilor pentru cei care le purtau.

Referințe

1. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (7 iunie 2018). Metale alcaline Pământului: Proprietățile grupurilor de elemente. Preluat pe 7 iunie 2018, de pe: thinkco.com
2. Mentzer, AP (14 mai 2018). Utilizarea metalelor alcaline Pământului. Sciencing. Preluat pe 7 iunie 2018, de la: sciencing.com
3. Care sunt utilizările metalelor alcaline de pământ? (29 octombrie 2009). eNotes. Preluat pe 7 iunie 2018, de pe: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Metale alcaline de pământ Preluat pe 7 iunie 2018, de pe: scienceclarified.com
5. Wikipedia. (2018). Metal alcalin pământ. Preluat pe 7 iunie 2018, de pe: en.wikipedia.org
6. Chimie LibreTexturi. (2018). Metalele Pământului alcaline (grupa 2). Preluat pe 7 iunie 2018, de la: chem.libretexts.org
7. Elemente chimice. (2009, 11 august). Beriliu (Be). . Preluat pe 7 iunie 2018, de pe: commons.wikimedia.org
8. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. În Elementele grupului 2. (Ediția a patra.). Mc Graw Hill.