Alkaline-earth Metals Chemische eigenschappen, reacties en toepassingen

de aardalkalimetalen zijn degenen die deel 2 van het periodiek systeem vormen, en worden aangegeven in de paarse kolom van het onderste beeld. Van boven naar beneden zijn ze beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium en radium. Om hun namen te onthouden, is een uitstekende mnemonische methode door de uitspraak van Mr. Becamgbara.

De brieven van Mr. Becamgbara worden afgebroken, men moet "Sr" is strontium. "Zijn" is het chemische symbool van beryllium, "Ca" is het symbool van calcium, "Mg" is dat van magnesium, en "Ba" en "Ra" komen overeen met de metalen barium en radium, de tweede is een element van de natuur radioactieve.

De term "alkalisch" verwijst naar het feit dat het metalen zijn die in staat zijn om zeer basische oxiden te vormen; en aan de andere kant verwijst 'terre' naar land, naam toegekend vanwege de lage oplosbaarheid in water. Deze metalen in hun zuivere staat hebben vergelijkbare zilverachtige kleuren, bedekt met lagen grijsachtig of zwart oxide.

De chemie van aardalkalimetalen is zeer rijk: van hun structurele deelname aan veel anorganische verbindingen tot de zogenaamde organometaalverbindingen; dit zijn degenen die interageren met covalente bindingen of coördinatie met organische moleculen.

index

• 1 Chemische eigenschappen
  • 1.1 Ionisch karakter
  • 1.2 Metalen schakels
• 2 reacties
  • 2.1 Reactie met water
  • 2.2 Reactie met zuurstof
  • 2.3 Reactie met halogenen
• 3 toepassingen
  • 3.1 Beryllium
  • 3.2 Magnesium
  • 3.3 Calcium
  • 3.4 Strontium
  • 3.5 Barium
  • 3.6 Radio
• 4 Referenties

Chemische eigenschappen

Fysiek zijn ze harder, dichter en beter bestand tegen temperaturen dan alkalimetalen (groep 1). Dit verschil ligt in hun atomen, of wat hetzelfde is, in hun elektronische structuren.

Wanneer ze tot dezelfde groep van het periodiek systeem behoren, vertonen al hun congeneren chemische eigenschappen die ze als zodanig identificeren.

Waarom? Omdat de valentie elektronische configuratie n iss², wat betekent dat ze twee elektronen hebben om te interageren met andere chemische soorten.

Ionisch karakter

Vanwege hun metaalachtige aard hebben ze de neiging elektronen te verliezen om tweewaardige kationen te vormen: Be²⁺, mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ en Ra²⁺.

Op dezelfde manier dat de grootte van de neutrale atomen varieert als het door de groep afdaalt, worden de kationen ook groter naar beneden van de Be²⁺ tot de Ra²⁺.

Als gevolg van hun elektrostatische interacties vormen deze metalen zouten met de meeste elektronegatieve elementen. Deze hoge neiging om kationen te vormen is een andere chemische kwaliteit van aardalkalimetalen: ze zijn zeer elektropositief.

Volumineuze atomen reageren gemakkelijker dan kleine atomen; dat wil zeggen, Ra is het meest reactieve metaal en het minst reactief. Dit is het product van de lagere aantrekkende kracht die de kern uitoefent op steeds verder verwijderde elektronen, die nu waarschijnlijk andere atomen "ontsnappen"..

Niet alle verbindingen zijn echter ionisch van aard. Beryllium is bijvoorbeeld erg klein en heeft een hoge ladingsdichtheid, die de elektronische wolk van het naburige atoom polariseert om een ​​covalente binding te vormen.

Welke consequentie brengt dat? Dat de berylliumverbindingen overwegend covalent en niet-ionisch zijn, in tegenstelling tot de andere, zelfs als het het kation is.²⁺.

Metalen schakels

Door het hebben van twee valentie-elektronen kunnen ze meer geladen "elektronenzeeën" vormen in hun kristallen, die de metaalatomen integreren en nauwer groeperen in tegenstelling tot de alkalimetalen.

Deze metalen bindingen zijn echter niet sterk genoeg om ze uitstekende hardheidseigenschappen te geven, omdat ze feitelijk zacht zijn.

Ook zijn deze zwak in vergelijking met die van overgangsmetalen, hetgeen hun lagere smelt- en kookpunten weerspiegelt.

reacties

De aardalkalimetalen zijn zeer reactief en daarom bestaan ​​ze niet in de natuur in hun zuivere staat, maar gebonden in verschillende verbindingen of mineralen. De reacties achter deze formaties kunnen generiek worden samengevat voor alle leden van deze groep

Reactie met water

Reageer met water (met uitzondering van beryllium, vanwege de "vasthoudendheid" om het paar elektronen aan te bieden) om bijtende hydroxiden en waterstofgas te produceren.

M (s) + 2H₂O (l) => M (OH)₂(ac) + H₂(G)

Magnesium hydroxides -Mg (OH)₂- en van berili -Be (OH)₂- ze zijn slecht oplosbaar in water; Bovendien is de tweede niet erg basaal, omdat de interacties van covalente aard zijn.

Reactie met zuurstof

Ze branden in contact met de zuurstof in de lucht om de overeenkomstige oxiden of peroxiden te vormen. Barium, het tweede meest volumineuze metaal, vormt peroxide (BaO)₂), stabieler door ionische radii Ba²⁺ en O₂^2- Ze lijken op elkaar en versterken de kristallijnen structuur.

De reactie is als volgt:

2M (s) + O₂(g) => 2MO (s)

Daarom zijn de oxiden: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO en RaO.

Reactie met halogenen

Dit komt overeen met wanneer ze in een zuur milieu reageren met de halogenen om anorganische halogeniden te vormen. Dit heeft de algemene chemische formule MX₂, en hiervan zijn: CaF₂, BeCl₂, srcl₂, Bai₂, raï₂, CABR₂, etc.

toepassingen

beryllium

Gegeven zijn inerte reactiviteit is beryllium een ​​metaal met een hoge weerstand tegen corrosie, en toegevoegd in kleine hoeveelheden aan koper of nikkel vormt legeringen met interessante mechanische en thermische eigenschappen voor verschillende industrieën.

Hiertoe behoren degene die werken met vluchtige oplosmiddelen, waarbij de gereedschappen geen vonken mogen veroorzaken vanwege mechanische schokken. Ook zijn legeringen te vinden bij de ontwikkeling van raketten en materialen voor vliegtuigen.

magnesium

In tegenstelling tot beryllium is magnesium milieuvriendelijker en een essentieel onderdeel van planten. Om deze reden heeft het een hoog biologisch belang en in de farmaceutische industrie. Melk magnesia is bijvoorbeeld een remedie tegen zuurbranden en bestaat uit een oplossing van Mg (OH)₂.

Het heeft ook industriële toepassingen, zoals bij het lassen van aluminium en zinklegeringen, of bij de productie van staal en titanium.

calcium

Een van de belangrijkste toepassingen is te wijten aan CaO, dat reageert met aluminosilicaten en calciumsilicaten om cement en beton de gewenste eigenschappen voor gebouwen te geven. Het is ook een fundamenteel materiaal voor de productie van staal, glas en papier.

Aan de andere kant, de CaCO₃ neemt deel aan het Solvay-proces om Na te produceren₂CO₃. Van zijn kant, de CaF₂ vindt toepassing bij de vervaardiging van cellen voor spectrofotometrische metingen.

Andere calciumverbindingen hebben toepassing bij de bereiding van voedsel, producten voor persoonlijke verzorging of cosmetica.

strontium

Tijdens het branden, flitst het strontium een ​​intens rood licht, dat wordt gebruikt in vuurwerk en om fakkels te maken.

barium

Bariumverbindingen absorberen röntgenstralen, dus de BaSO₄ -die ook onoplosbaar is en de Ba voorkomt²⁺ giftige ronde vrij door het organisme- wordt gebruikt voor het analyseren en diagnosticeren van veranderingen in de spijsvertering.

radio

Radium is gebruikt voor de behandeling van kanker vanwege de radioactiviteit. Sommige van zijn zouten zijn ontworpen om horloges te kleuren en hebben vervolgens deze toepassing verboden vanwege de risico's voor degenen die ze droegen.

referenties

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7 juni 2018). Alkaline Earth Metals: Eigenschappen van elementgroepen. Opgehaald op 7 juni 2018, uit: thoughtco.com
2. Mentzer, A.P. (14 mei 2018). Gebruik van Alkaline Earth Metals. Sciencing. Opgehaald op 7 juni 2018, uit: sciencing.com
3. Wat zijn de toepassingen van aardalkalimetaal? (29 oktober 2009). eNotes. Opgehaald op 7 juni 2018, vanaf: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Aardalkalimetalen. Opgehaald op 7 juni 2018 vanuit: scienceclarified.com
5. Wikipedia. (2018). Aardalkalimetaal. Opgehaald op 7 juni 2018, vanaf: en.wikipedia.org
6. Chemie LibreTexts. (2018). The Alkaline Earth Metals (Groep 2). Opgehaald op 7 juni 2018, uit: chem.libretexts.org
7. Chemische elementen. (11 augustus 2009). Beryllium (Be). [Afbeelding]. Opgehaald op 7 juni 2018, van: commons.wikimedia.org
8. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische chemie In De elementen van groep 2. (Vierde editie.). Mc Graw Hill.