Alkaljordsmetaller: Kemiska egenskaper, reaktioner och tillämpningar
Jordalkalimetallerna är de som utgör grupp 2 i det periodiska bordet, och anges i den lilla kolumnen i den nedre bilden. Från topp till botten är de beryllium, magnesium, kalcium, strontium, barium och radium. För att komma ihåg deras namn är en utmärkt mnemonic metod av uttalandet av Mr Becamgbara.
Bryta bokstäverna av Mr Becamgbara, man måste "Sr" är strontium. "Be" är den kemiska symbolen för beryllium, "Ca" är symbolen på kalcium, "Mg" är magnesium, och "Ba" och "Ra" motsvarar metallerna barium och radium, den andra är ett naturelement radioaktiv.
Uttrycket "alkaliskt" avser metaller som kan bilda mycket basiska oxider; och "terre" å andra sidan avser land, ett namn som tilldelas på grund av dess låga löslighet i vatten. Dessa metaller i deras rena tillstånd har liknande silverfärgade färgämnen, täckta av lager av gråaktig eller svart oxid.
Kemin för jordalkalimetaller är mycket rik: från deras strukturella deltagande i många oorganiska föreningar till de så kallade organometalliska föreningarna; Dessa är de som interagerar med kovalenta bindningar eller samordning med organiska molekyler.
Kemiska egenskaper
Fysiskt är de hårdare, tätare och mer resistenta mot temperaturer än alkalimetaller (grupp 1). Denna skillnad ligger i deras atomer, eller vad som är densamma, i deras elektroniska strukturer.
När de tillhör samma grupp i det periodiska bordet uppvisar alla deras kongenar kemiska egenskaper som identifierar dem som sådana.
Varför? Eftersom dess elektroniska valens konfiguration är n s 2, vilket innebär att de har två elektroner att interagera med andra kemiska arter.
Jonisk karaktär
På grund av sin metalliska natur tenderar de att förlora elektroner för att bilda divalenta katjoner: Be2 +, Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 + och Ra2 +.
På samma sätt som storleken på sina neutrala atomer varierar när den faller genom gruppen, blir dess kationer också större och går ner från Be2 + till Ra2 +.
Som ett resultat av deras elektrostatiska interaktioner bildar dessa metaller salter med de mest elektronegativa elementen. Denna höga tendens att bilda katjoner är en annan kemisk kvalitet hos jordalkalimetaller: de är mycket elektropositiva.
Stora atomer reagerar lättare än små atomer; det vill säga Ra är den mest reaktiva metallen och den minst reaktiva. Detta är produkten av den lägre attraktiva kraft som utövas av kärnan på de alltmer avlägsna elektronerna, som nu är mer benägna att "fly" till andra atomer.
Emellertid är inte alla föreningar joniska i naturen. Beryllium är till exempel mycket liten och har en hög laddningstäthet, som polariserar det elektroniska molnet i den närliggande atomen för att bilda en kovalent bindning.
Vilken konsekvens kommer det med? Att berylliumföreningarna är övervägande kovalenta och nonjoniska, till skillnad från de andra, även om det är Be2 + -katjonen.
Metal länkar
Genom att ha två valenselektroner kan de bilda mer laddade "elektronsöar" i sina kristaller, vilka närmare integrerar och grupperar metallatomerna i motsats till alkalimetallerna.
Emellertid är dessa metallbindningar inte tillräckligt starka för att ge dem enastående hårdhetsegenskaper, som faktiskt är mjuka.
Dessa är också svaga jämfört med de övergångsmetaller som reflekteras i deras lägre smält- och kokpunkter.
reaktioner
Jordalkalimetallerna är mycket reaktiva, varför de inte existerar i naturen i sina rena tillstånd, men bundna i olika föreningar eller mineraler. Reaktionerna bakom dessa formationer kan sammanfattas generellt för alla medlemmar i denna grupp
Reaktion med vatten
De reagerar med vatten (med undantag för beryllium, på grund av sin "täthet" för att erbjuda sitt par elektroner) för att producera frätande hydroxider och vätgas.
M (s) + 2H20 (l) => M (OH) 2 (ac) + H2 (g)
Magnesiumhydroxiderna -Mg (OH) 2- och berili-Be (OH) 2 - är dåligt lösliga i vatten; Dessutom är den andra inte mycket grundläggande, eftersom interaktionerna är kovalenta.
Reaktion med syre
De brinner i kontakt med syre i luften för att bilda motsvarande oxider eller peroxider. Barium, den näst mest voluminösa metallen, bildar peroxiden (BaO 2 ), stabilare eftersom den joniska radien Ba2 + och O2 2- är liknande, vilket förstärker den kristallina strukturen.
Reaktionen är som följer:
2M (s) + 02 (g) => 2MO (s)
Därför är oxiderna: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO och RaO.
Reaktion med halogener
Detta motsvarar när de reagerar i ett surt medium med halogenerna för att bilda oorganiska halogenider. Detta har den allmänna kemiska formeln MX 2, och bland dessa är: CaF2, BeCl2, SrCl2, BaI2, RaI2, CaBr2, etc.
tillämpningar
beryllium
Beryllium är en metall med hög korrosionsbeständighet, och i små proportioner tillsätts legeringar av koppar eller nickel med intressanta mekaniska och termiska egenskaper för olika industrier.
Bland dessa är de som arbetar med flyktiga lösningsmedel, där verktygen inte får producera gnistor på grund av mekaniska stötar. Dessutom finner dess legeringar användning i utvecklingen av missiler och material för flygplan.
magnesium
Till skillnad från beryllium är magnesium mer miljövänligt och är en väsentlig del av växterna. Av denna anledning har den hög biologisk betydelse och inom läkemedelsindustrin. Mjölk magnesia är till exempel ett medel mot halsbränna och består av en lösning av Mg (OH) 2 .
Det har också industriella tillämpningar, såsom svetsning av aluminium och zinklegeringar, eller vid produktion av stål och titan.
kalcium
En av dess huvudsakliga användningar beror på CaO, som reagerar med aluminosilikater och kalciumsilikater för att ge cement och betong de önskade egenskaperna för byggnader. Det är också ett grundläggande material vid produktion av stål, glas och papper.
Å andra sidan deltar CaCO 3 i Solvay-processen för att producera Na 2 CO 3 . För sin del finner CaF 2 användning vid tillverkning av celler för spektrofotometriska mätningar.
Andra kalciumföreningar har användning vid framställning av livsmedel, hygienprodukter eller kosmetika.
strontium
Vid bränning blinkar strontium ett intensivt rött ljus, som används i pyroteknik och för att göra flares.
barium
Bariumföreningar absorberar röntgenstrålar, så att BaSO 4 - som också är olösligt och förhindrar att den giftiga Ba2 + frigörs av kroppen - används för att analysera och diagnostisera förändringar i matsmältningsförfarandena.
radio
Radium har använt sig vid behandling av cancer på grund av dess radioaktivitet. Några av dess salter var avsedda att färga klockor, sedan förbjöds denna ansökan på grund av riskerna för dem som bar dem.
