Metalli alcalino-terrosi: proprietà chimiche, reazioni e applicazioni
I metalli alcalino-terrosi sono quelli che costituiscono il gruppo 2 della tavola periodica e sono indicati nella colonna viola dell'immagine inferiore. Dall'alto verso il basso, sono berillio, magnesio, calcio, stronzio, bario e radio. Per ricordare i loro nomi, un eccellente metodo mnemonico è la pronuncia di Mr. Becamgbara.
Rompendo le lettere di Mr. Becamgbara, uno deve "Sr" è lo stronzio. "Be" è il simbolo chimico del berillio, "Ca" è il simbolo del calcio, "Mg" è quello del magnesio, e "Ba" e "Ra" corrispondono ai metalli bario e radio, il secondo è un elemento della natura radioattivo.
Il termine "alcalino" si riferisce a metalli che sono in grado di formare ossidi molto basici; e d'altra parte, "terre" si riferisce alle terre, un nome assegnato a causa della sua bassa solubilità in acqua. Questi metalli allo stato puro hanno colorazioni argentee simili, coperte da strati di ossido grigio o nero.
La chimica dei metalli alcalino-terrosi è molto ricca: dalla loro partecipazione strutturale in molti composti inorganici ai cosiddetti composti organometallici; Questi sono quelli che interagiscono con i legami covalenti o la coordinazione con le molecole organiche.
Proprietà chimiche
Fisicamente, sono più duri, più densi e più resistenti alle temperature rispetto ai metalli alcalini (gruppo 1). Questa differenza sta nei loro atomi o in quello che è lo stesso, nelle loro strutture elettroniche.
Quando appartengono allo stesso gruppo della tavola periodica, tutti i loro congeneri presentano proprietà chimiche che li identificano come tali.
Perché? Perché la sua configurazione di valenza elettronica è n s 2, il che significa che hanno due elettroni per interagire con altre specie chimiche.
Personaggio ionico
A causa della loro natura metallica, tendono a perdere elettroni per formare cationi divalenti: Be2 +, Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 + e Ra2 +.
Allo stesso modo in cui la dimensione dei suoi atomi neutri varia mentre scende nel gruppo, i suoi cationi diventano più grandi scendendo da Be2 + a Ra2 +.
Come risultato delle loro interazioni elettrostatiche, questi metalli formano sali con gli elementi più elettronegativi. Questa alta tendenza alla formazione di cationi è un'altra qualità chimica dei metalli alcalino-terrosi: sono molto elettropositivi.
Gli atomi voluminosi reagiscono più facilmente dei piccoli atomi; cioè, Ra è il metallo più reattivo ed è il meno reattivo. Questo è il prodotto della forza attrattiva inferiore esercitata dal nucleo sugli elettroni sempre più distanti, ora più probabile che "sfugga" ad altri atomi.
Tuttavia, non tutti i composti sono di natura ionica. Per esempio, il berillio è molto piccolo e ha un'alta densità di carica, che polarizza la nuvola elettronica dell'atomo vicino per formare un legame covalente.
Quale conseguenza porta? Che i composti di berillio sono prevalentemente covalenti e non ionici, a differenza degli altri, anche se è il catione Be2 +.
Collegamenti metallici
Avendo due elettroni di valenza possono formare "mari di elettroni" più carichi nei loro cristalli, che integrano e raggruppano più strettamente gli atomi di metallo in contrasto con i metalli alcalini.
Tuttavia, questi legami metallici non sono abbastanza forti da conferire loro caratteristiche di durezza eccezionali, essendo in effetti morbide.
Inoltre, sono deboli rispetto a quelli dei metalli di transizione, che si riflettono nei punti di fusione e di ebollizione più bassi.
reazioni
I metalli alcalino-terrosi sono molto reattivi, motivo per cui non esistono in natura nei loro stati puri, ma legati in vari composti o minerali. Le reazioni dietro queste formazioni possono essere riassunte genericamente per tutti i membri di questo gruppo
Reazione con acqua
Reagiscono con l'acqua (ad eccezione del berillio, a causa della sua "tenacia" per offrire la sua coppia di elettroni) per produrre idrossidi corrosivi e gas idrogeno.
M (s) + 2H 2 O (l) => M (OH) 2 (ac) + H 2 (g)
Gli idrossidi di magnesio -Mg (OH) 2 - e berili -Be (OH) 2 - sono scarsamente solubili in acqua; Inoltre, il secondo non è molto semplice, poiché le interazioni sono covalenti.
Reazione con ossigeno
Bruciano a contatto con l'ossigeno presente nell'aria per formare i corrispondenti ossidi o perossidi. Il bario, il secondo metallo più voluminoso, forma il perossido (BaO 2 ), più stabile perché i raggi ionici Ba2 + e O 2 2- sono simili, rafforzando la struttura cristallina.
La reazione è la seguente:
2M (s) + O 2 (g) => 2MO (s)
Pertanto, gli ossidi sono: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO e RaO.
Reazione con alogeni
Ciò corrisponde a quando reagiscono in un mezzo acido con gli alogeni per formare alogenuri inorganici. Questo ha la formula chimica generale MX 2, e tra questi ci sono: CaF 2, BeCl 2, SrCl 2, BaI 2, RaI 2, CaBr 2, ecc.
applicazioni
berillio
Data la sua reattività inerte, il berillio è un metallo con elevata resistenza alla corrosione e aggiunto in piccole proporzioni a leghe di rame o nichel con interessanti proprietà meccaniche e termiche per diversi settori.
Tra questi ci sono quelli che funzionano con solventi volatili, in cui gli strumenti non devono produrre scintille dovute a shock meccanici. Inoltre, le sue leghe trovano impiego nello sviluppo di missili e materiali per aerei.
magnesio
A differenza del berillio, il magnesio è più rispettoso dell'ambiente ed è una parte essenziale delle piante. Per questo motivo ha un'elevata importanza biologica e nell'industria farmaceutica. Ad esempio, latte magnesia è un rimedio per il bruciore di stomaco e consiste in una soluzione di Mg (OH) 2 .
Ha anche applicazioni industriali, come la saldatura di alluminio e leghe di zinco, o nella produzione di acciaio e titanio.
calcio
Uno dei suoi usi principali è dovuto al CaO, che reagisce con alluminosilicati e silicati di calcio per dare al cemento e al calcestruzzo le proprietà desiderate per gli edifici. È anche un materiale fondamentale nella produzione di acciaio, vetro e carta.
D'altra parte, CaCO 3 partecipa al processo Solvay per produrre Na 2 CO 3 . Da parte sua, CaF 2 trova impiego nella produzione di celle per misure spettrofotometriche.
Altri composti di calcio si usano nella preparazione di alimenti, prodotti per l'igiene personale o cosmetici.
stronzio
Quando brucia, lo stronzio lampeggia di una intensa luce rossa, che viene utilizzata in pirotecnica e per fare razzi.
bario
I composti di bario assorbono i raggi X, così che BaSO 4 - che è anche insolubile e impedisce al Ba2 + tossico di essere rilasciato dal corpo - viene utilizzato per analizzare e diagnosticare le alterazioni nei processi digestivi.
radio
Il radio ha avuto un uso nel trattamento del cancro grazie alla sua radioattività. Alcuni dei suoi sali erano destinati a colorare gli orologi, quindi bandirono questa applicazione a causa dei rischi per chi li trasportava.
