Alkaliske jordmetaller: Kjemiske egenskaper, reaksjoner og applikasjoner
Jordalkalimetaller er de som utgjør gruppe 2 i det periodiske bordet, og er angitt i den lilla kolonnen i det nedre bildet. Fra topp til bunn er de beryllium, magnesium, kalsium, strontium, barium og radium. For å huske navnene deres, er en utmerket mnemonic metode ved uttalen av Mr. Becamgbara.
Bryte bokstavene til Mr. Becamgbara, en må "Sr" er strontium. "Be" er det kjemiske symbolet for beryllium, "Ca" er kalsiumsymbolet, "Mg" er magnesium, og "Ba" og "Ra" tilsvarer metallerbarium og radium, den andre er et naturelement radioaktive.
Begrepet "alkalisk" refererer til metaller som er i stand til å danne svært grunnleggende oksyder; og derimot refererer terre til land, et navn som er tildelt på grunn av dets lave oppløselighet i vann. Disse metaller i ren tilstand har lignende silvery farger, dekket av lag av grått eller svart oksid.
Kjemien til jordalkalimetaller er veldig rik: fra deres strukturelle deltakelse i mange uorganiske forbindelser til de såkalte organometalliske forbindelsene; Dette er de som interagerer med kovalente bindinger eller koordinering med organiske molekyler.
Kjemiske egenskaper
Fysisk er de vanskeligere, tettere og mer bestandige mot temperaturer enn alkalimetaller (gruppe 1). Denne forskjellen ligger i atomene deres, eller hva er det samme, i deres elektroniske strukturer.
Når de tilhører den samme gruppen av det periodiske bordet, viser alle deres medfødte kjemiske egenskaper som identifiserer dem som sådan.
Hvorfor? Fordi den elektroniske valensekonfigurasjonen er n s 2, som betyr at de har to elektroner for å samhandle med andre kjemiske arter.
Jonisk karakter
På grunn av deres metalliske natur, har de en tendens til å miste elektroner for å danne divalente kationer: Be2 +, Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 + og Ra2 +.
På samme måte som størrelsen på dens nøytrale atomer varierer etter hvert som den faller ned gjennom gruppen, blir kationene også større og går ned fra Be2 + til Ra2 +.
Som et resultat av deres elektrostatiske interaksjoner danner disse metaller salter med de mest elektronegative elementer. Denne høye tendens til å danne kationer er en annen kjemisk kvalitet av jordalkalimetaller: de er meget elektorpositive.
Voluminøse atomer reagerer lettere enn små atomer; det vil si, Ra er det mest reaktive metallet og være minst reaktive. Dette er produktet av den lavere attraktive kraften som utøves av kjernen på de stadig fjernere elektronene, nå mer sannsynlig å "rømme" til andre atomer.
Imidlertid er ikke alle forbindelser ioniske i naturen. Beryllium er for eksempel svært liten og har en høy ladetetthet, som polariserer den elektroniske skyen til det nærliggende atomen for å danne et kovalent bindemiddel.
Hvilken konsekvens bringer det med? At berylliumforbindelsene er overveiende kovalente og ikke-ioniske, i motsetning til de andre, selv om det er Be2 + kation.
Metal lenker
Ved å ha to valenselektroner kan de danne mer ladede "elektron-hav" i deres krystaller, som nærmere integrerer og grupperer metallatomer i motsetning til alkalimetaller.
Imidlertid er disse metalliske bindingene ikke sterke nok til å gi dem enestående hardhetsegenskaper, som faktisk er myke.
Også disse er svake sammenlignet med overgangsmetallene, reflektert i deres lavere smeltepunkt og kokepunkter.
reaksjoner
Jordalkalimetallene er svært reaktive, og derfor eksisterer de ikke i naturen i deres rene tilstander, men bundet i forskjellige forbindelser eller mineraler. Reaksjonene bak disse formasjonene kan oppsummeres generisk for alle medlemmer av denne gruppen
Reaksjon med vann
De reagerer med vann (med unntak av beryllium, på grunn av sin "tålmodighet" for å tilby sitt par elektroner) for å produsere etsende hydroksyder og hydrogengass.
M (s) + 2H20 (1) => M (OH) 2 (ac) + H2 (g)
Magnesiumhydroxidene -Mg (OH) 2- og berili-Be (OH) 2 - er dårlig oppløselige i vann; I tillegg er den andre ikke veldig grunnleggende, siden interaksjonene er kovalente.
Reaksjon med oksygen
De brenner i kontakt med oksygen i luften for å danne de tilsvarende oksyder eller peroksider. Barium, det nest mest voluminøse metallet, danner peroksidet (BaO 2 ), mer stabilt fordi den ioniske radien Ba2 + og O2 2- er like, og styrker den krystallinske strukturen.
Reaksjonen er som følger:
2M (s) + O2 (g) => 2MO (s)
Derfor er oksydene: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO og RaO.
Reaksjon med halogener
Dette tilsvarer når de reagerer i et surt medium med halogenene for å danne uorganiske halogenider. Dette har den generelle kjemiske formel MX 2, og blant disse er: CaF 2, BeCl 2, SrCl 2, BaI 2, RaI 2, CaBr 2, etc.
søknader
beryllium
Gitt sin inerte reaktivitet er beryllium et metall med høy motstand mot korrosjon, og tilsatt i små mengder til kobber- eller nikkelformede legeringer med interessante mekaniske og termiske egenskaper for forskjellige næringer.
Blant disse er de som arbeider med flyktige løsemidler, der verktøyene ikke må produsere gnister på grunn av mekaniske støt. Dessuten finner legeringene seg bruk i utviklingen av missiler og materialer for fly.
magnesium
I motsetning til beryllium er magnesium mer miljøvennlig og er en viktig del av plantene. Av denne grunn har den høy biologisk betydning og i farmasøytisk industri. For eksempel er magnesiummagnesia et middel mot halsbrann og består av en løsning av Mg (OH) 2 .
Det har også industrielle applikasjoner, som sveising av aluminium og sinklegeringer, eller i produksjon av stål og titan.
kalsium
En av sine hovedanvendelser skyldes CaO, som reagerer med aluminosilikater og kalsiumsilikater for å gi sement og betong de ønskede egenskapene for bygninger. Det er også et grunnleggende materiale i produksjonen av stål, glass og papir.
På den annen side deltar CaCO 3 i Solvay-prosessen for å produsere Na 2 CO 3 . For sin del finner CaF 2 bruk i produksjon av celler for spektrofotometriske målinger.
Andre kalsiumforbindelser har bruk i fremstilling av mat, personlig hygiene eller kosmetikk.
strontium
Ved brenning blinker strontiumet et sterkt rødt lys, som brukes i pyroteknikk og for å lage bluss.
barium
Bariumforbindelser absorberer røntgenstråler, slik at BaSO 4 - som også er uoppløselig og forhindrer at giftige Ba2 + slippes ut av kroppen - brukes til å analysere og diagnostisere endringer i fordøyelsessystemet.
radio
Radium har hatt bruk i behandling av kreft på grunn av dets radioaktivitet. Noen av dets salter var bestemt til å farge klokker, og deretter forbudt denne søknaden på grunn av risikoen for de som bar dem.
