ALKALISKE JORDARTSMETALLER: EGENSKAPER, REAKSJONER, ANVENDELSER - KJEMI - 2026

De alkaliske jordmetaller er de som utgjør gruppe 2 i det periodiske system, og er angitt i den lilla kolonne på bildet. Fra topp til bunn er de beryllium, magnesium, kalsium, strontium, barium og radium. En utmerket mnemonisk metode for å huske navnene deres er gjennom uttalen av Mr. Becamgbara.

Å bryte ned brevene til Mr. Becamgbara, har du at "Sr" er strontium. "Be" er det kjemiske symbolet for beryllium, "Ca" er symbolet for kalsium, "Mg" er det for magnesium, og "Ba" og "Ra" tilsvarer metallene barium og radium, hvor det siste er et naturelement. radioaktive.

Begrepet "alkalisk" refererer til det faktum at de er metaller som er i stand til å danne helt basiske oksider; og på den annen side "terrestrisk" refererer til land, et navn gitt på grunn av dets lave oppløselighet i vann. Disse metallene i deres rene tilstand har lignende sølvfargede farger, dekket av gråaktig eller svart oksidlag.

Kjemien til jordalkalimetaller er veldig rik: fra deres strukturelle deltakelse i mange uorganiske forbindelser til de såkalte organometalliske forbindelser; Dette er de som samvirker ved kovalente eller koordineringsbindinger med organiske molekyler.

Kjemiske egenskaper

Fysisk er de hardere, tette og motstandsdyktige mot temperaturer enn alkalimetaller (de i gruppe 1). Denne forskjellen ligger i atomene deres, eller hva er det samme, i deres elektroniske strukturer.

Da de tilhører den samme gruppen på det periodiske systemet, viser alle deres kongener kjemiske egenskaper som identifiserer dem som sådan.

Hvorfor? Fordi valenselektronkonfigurasjonen er ns ² , noe som betyr at de har to elektroner for å samhandle med andre kjemiske arter.

Ionisk karakter

På grunn av sin metalliske natur, har de en tendens til å miste elektroner for å danne toverdige kationer: Vær ²⁺ , Mg ²⁺ , Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , Ba ²⁺ og Ra ²⁺ .

På samme måte som størrelsen på de nøytrale atomer varierer når den går ned gjennom gruppen, blir kationene også større og går ned fra Be ²⁺ til Ra ²⁺ .

Som et resultat av deres elektrostatiske interaksjoner danner disse metaller salter med de mest elektronegative elementene. Denne høye tendensen til å danne kationer er en annen kjemisk kvalitet på jordalkalimetaller: De er veldig elektropositive.

Store atomer reagerer lettere enn små; med andre ord, Ra er det mest reaktive metallet og Vær det minst reaktive. Dette er produktet av den mindre attraktive kraften som kjernen utøver på stadig fjernere elektroner, nå med større sannsynlighet for å "rømme" til andre atomer.

Imidlertid er ikke alle forbindelser ioniske. For eksempel er beryllium veldig lite og har en høy ladningstetthet, noe som polariserer elektronskyen til nabomassen for å danne en kovalent binding.

Hvilken konsekvens gir det? At berylliumforbindelser er overveiende kovalente og ikke-ioniske, i motsetning til de andre, selv om det er Be ²⁺ -kationen .

Metalllenker

Ved å ha to valenselektroner kan de danne mer ladede "elektronhav" i krystallene sine, som integrerer og grupperer metallatomer nærmere i motsetning til alkalimetaller.

Imidlertid er disse metalliske bindingene ikke sterke nok til å gi dem enestående hardhetsegenskaper, de er faktisk myke.

Disse er også svake sammenlignet med overgangsmetallene, gjenspeilet i deres lavere smelte- og kokepunkt.

reaksjoner

Jordalkalimetallene er veldig reaktive, og det er derfor de ikke eksisterer i naturen i sine rene tilstander, men er koblet sammen 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 det "seighet" når det gjelder å tilby sitt par elektroner) for å produsere etsende hydroksider og hydrogengass.

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

Hydroksidene av magnesium-mg (OH) ₂ - og av berili-Be (OH) ₂ - er dårlig oppløselige i vann; dessuten er den andre av dem ikke veldig grunnleggende, siden interaksjonene er kovalente.

Reaksjon med oksygen

De brenner i kontakt med oksygen i luften for å danne de tilsvarende oksider eller peroksider. Barium, den nest største metallatomer, danner peroksid (BaO ₂ ), som er mer stabil fordi den ioneradius Ba ²⁺ og O ₂ ² er like, for å styrke den krystallinske struktur.

Reaksjonen er som følger:

2M (s) + O ₂ (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 og danner uorganiske halogenider. Dette har den generelle kjemiske formelen MX ₂ , og blant disse er: CaF ₂ , BeCl ₂ , SrCl ₂ , BaI ₂ , RaI ₂ , CaBr ₂ , etc.

applikasjoner

beryllium

Gitt sin inerte reaktivitet, er beryllium et metall med høy motstand mot korrosjon, og tilsatt i små proporsjoner til kobber eller nikkel, det danner legeringer med mekaniske og termiske egenskaper som er interessante for forskjellige bransjer.

Blant disse er de som jobber med flyktige løsemidler, der verktøyene ikke må produsere gnister på grunn av mekaniske støt. På samme måte finner legeringene bruk i produksjon av raketter og materialer til fly.

magnesium

I motsetning til beryllium, er magnesium vennligere med miljøet og er en viktig del av planter. Av denne grunn er det av høy biologisk betydning og i legemiddelindustrien. For eksempel er melkemagnesia et middel mot halsbrann og består av en løsning av Mg (OH) ₂ .

Den har også industrielle bruksområder, som sveising av aluminium og sinklegeringer, eller i produksjon av stål og titan.

Kalsium

En av dens viktigste bruksområder skyldes CaO, som reagerer med aluminiumsilikater og kalsiumsilikater for å gi sement og betong de ønskede egenskapene for konstruksjon. På samme måte er det 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 anvendelse i fremstilling av celler for spektrofotometriske målinger.

Andre kalsiumforbindelser brukes til fremstilling av mat, personlig hygieneprodukter eller kosmetikk.

strontium

Når du brenner, blinker strontium et intenst rødt lys, som brukes i pyroteknikk og for å lage gnister.

barium

Bariumforbindelser absorberer røntgenstråler, så BaSO ₄ - som også er uoppløselig og forhindrer at den giftige Ba ²⁺ streifer fritt i kroppen - brukes til å analysere og diagnostisere endringer i fordøyelsesprosesser.

Radio

Radium har blitt brukt til behandling av kreft på grunn av dens radioaktivitet. Noen av saltene ble brukt til å fargelegge klokker, og denne applikasjonen ble senere forbudt på grunn av risikoen for de som hadde på seg.

referanser

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7. juni 2018). Alkaliske jordmetaller: Egenskaper til elementgrupper. Hentet 7. juni 2018, fra: thoughtco.com
2. Mentzer, AP (14. mai 2018). Bruk av alkaliske jordmetaller. Sciencing. Hentet 7. juni 2018, fra: sciencing.com
3. Hva er bruken av jordalkalimetall? (29. oktober 2009). eNotes. Hentet 7. juni 2018, fra: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Jordalkalimetaller. Hentet 7. juni 2018, fra: scienceclarified.com
5. Wikipedia. (2018). Alkalisk jordmetall. Hentet 7. juni 2018, fra: en.wikipedia.org
6. Kjemi LibreTexts. (2018). De alkaliske jordmetallene (gruppe 2). Hentet 7. juni 2018, fra: chem.libretexts.org
7. Kjemiske elementer. (2009, 11. august). Beryllium (Be). . Hentet 7. juni 2018, fra: commons.wikimedia.org
8. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. I elementene i gruppe 2. (Fjerde utgave.). Mc Graw Hill.