Ziemia alkaliczna Metale Właściwości chemiczne, reakcje i zastosowania

The metale ziem alkalicznych są tymi, które tworzą grupę 2 układu okresowego i są oznaczone w fioletowej kolumnie dolnego obrazu. Od góry do dołu są to beryl, magnez, wapń, stront, bar i rad. Aby zapamiętać ich nazwiska, doskonałą metodą mnemoniczną jest wymowa pana Becamgbary.

Rozbijając listy Pana Becamgbary, należy „Sr” to stront. „Be” jest chemicznym symbolem berylu, „Ca” jest symbolem wapnia, „Mg” to symbol magnezu, a „Ba” i „Ra” odpowiadają metalom baru i radu, a drugi jest elementem natury radioaktywny.

Termin „alkaliczny” odnosi się do faktu, że są to metale zdolne do tworzenia bardzo zasadowych tlenków; Z drugiej strony „terre” odnosi się do ziemi, której nazwa została przyznana ze względu na jej niską rozpuszczalność w wodzie. Te metale w stanie czystym mają podobne srebrzyste zabarwienia, pokryte warstwami szarawego lub czarnego tlenku.

Chemia metali ziem alkalicznych jest bardzo bogata: od ich strukturalnego udziału w wielu związkach nieorganicznych do tak zwanych związków metaloorganicznych; są to te, które oddziałują poprzez wiązania kowalencyjne lub koordynację z cząsteczkami organicznymi.

Indeks

• 1 Właściwości chemiczne
  • 1.1 Charakter jonowy
  • 1.2 Łączniki metalowe
• 2 reakcje
  • 2.1 Reakcja z wodą
  • 2.2 Reakcja z tlenem
  • 2.3 Reakcja z halogenami
• 3 aplikacje
  • 3.1 Beryl
  • 3.2 Magnez
  • 3.3 Wapń
  • 3.4 Stront
  • 3.5 Barium
  • 3.6 Radio
• 4 odniesienia

Właściwości chemiczne

Fizycznie są twardsze, gęstsze i bardziej odporne na temperatury niż metale alkaliczne (grupa 1). Ta różnica tkwi w ich atomach lub tym samym w ich strukturach elektronicznych.

Gdy należą do tej samej grupy układu okresowego, wszystkie ich kongenery wykazują właściwości chemiczne, które identyfikują je jako takie.

Dlaczego? Ponieważ jego elektroniczna konfiguracja jest ns², co oznacza, że ​​mają dwa elektrony, aby oddziaływać z innymi gatunkami chemicznymi.

Charakter joński

Ze względu na ich metaliczny charakter mają tendencję do utraty elektronów, tworząc dwuwartościowe kationy: Be²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ i Ra²⁺.

W ten sam sposób, w jaki rozmiar jego neutralnych atomów zmienia się w miarę opadania przez grupę, jego kationy również stają się większe, spadając z Be²⁺ aż do Ra²⁺.

W wyniku oddziaływań elektrostatycznych metale te tworzą sole z pierwiastkami najbardziej elektroujemnymi. Ta wysoka tendencja do tworzenia kationów jest inną jakością chemiczną metali ziem alkalicznych: są one bardzo elektropozytywne.

Atomy objętościowe reagują łatwiej niż małe atomy; to znaczy Ra jest najbardziej reaktywnym metalem i jest najmniej reaktywny. Jest to produkt niższej siły przyciągania wywieranej przez jądro na coraz bardziej oddalone elektrony, teraz bardziej prawdopodobne, że „ucieknie” innym atomom.

Jednak nie wszystkie związki mają charakter jonowy. Na przykład beryl jest bardzo mały i ma wysoką gęstość ładunku, która polaryzuje chmurę elektronową sąsiedniego atomu, tworząc wiązanie kowalencyjne.

Jakie to ma konsekwencje? To, że związki berylu są głównie kowalencyjne i niejonowe, w przeciwieństwie do innych, nawet jeśli jest to kation Be²⁺.

Metalowe linki

Mając dwa elektrony walencyjne, mogą tworzyć bardziej naładowane „morza elektronowe” w swoich kryształach, które integrują i ściślej grupują atomy metalu w przeciwieństwie do metali alkalicznych.

Jednak te metalowe wiązania nie są wystarczająco mocne, aby nadać im wyjątkową charakterystykę twardości, będąc w rzeczywistości miękką.

Ponadto są one słabe w porównaniu z metalami przejściowymi, co odzwierciedla ich niższe temperatury topnienia i wrzenia.

Reakcje

Metale ziem alkalicznych są bardzo reaktywne, dlatego nie występują w naturze w ich czystych stanach, ale są związane w różnych związkach lub minerałach. Reakcje za tymi formacjami można podsumować ogólnie dla wszystkich członków tej grupy

Reakcja z wodą

Reaguj z wodą (z wyjątkiem berylu, ze względu na jego „wytrzymałość” na oferowanie pary elektronów) w celu wytworzenia żrących wodorotlenków i wodoru.

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

Wodorotlenek magnezu -Mg (OH)₂- i od berili-Be (OH)₂- są słabo rozpuszczalne w wodzie; Ponadto drugi nie jest bardzo prosty, ponieważ interakcje mają charakter kowalencyjny.

Reakcja z tlenem

Spalają się w kontakcie z tlenem w powietrzu, tworząc odpowiednie tlenki lub nadtlenki. Bar, drugi najbardziej objętościowy metal, tworzy nadtlenek (BaO)₂), bardziej stabilny dzięki promieniom jonowym Ba²⁺ i O₂^2- Są podobne, wzmacniając strukturę krystaliczną.

Reakcja jest następująca:

2M (s) + O₂(g) => 2MO (s)

Dlatego tlenkami są: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO i RaO.

Reakcja z halogenami

Odpowiada to, gdy reagują w środowisku kwaśnym z halogenami, tworząc halogenki nieorganiczne. Ma to ogólny wzór chemiczny MX₂, a wśród nich są: CaF₂, BeCl₂, SrCl₂, BaI₂, RaI₂, CaBr₂, itd..

Aplikacje

Beryl

Biorąc pod uwagę jego obojętną reaktywność, beryl jest metalem o wysokiej odporności na korozję i dodawanym w niewielkich proporcjach do stopów miedzi lub niklu o interesujących właściwościach mechanicznych i termicznych dla różnych gałęzi przemysłu.

Są wśród nich te, które pracują z lotnymi rozpuszczalnikami, w których narzędzia nie mogą wytwarzać iskier z powodu wstrząsów mechanicznych. Ponadto jego stopy znajdują zastosowanie w rozwoju pocisków i materiałów do samolotów.

Magnez

W przeciwieństwie do berylu, magnez jest bardziej przyjazny dla środowiska i jest istotną częścią roślin. Z tego powodu ma duże znaczenie biologiczne i w przemyśle farmaceutycznym. Na przykład magnezja mleczna jest lekarstwem na zgagę i składa się z roztworu Mg (OH)₂.

Ma również zastosowania przemysłowe, takie jak spawanie stopów aluminium i cynku, lub w produkcji stali i tytanu.

Wapń

Jednym z jego głównych zastosowań jest CaO, który reaguje z glinokrzemianami i krzemianami wapnia, aby nadać cementowi i betonowi pożądane właściwości dla budynków. Jest to również podstawowy materiał w produkcji stali, szkła i papieru.

Z drugiej strony CaCO₃ uczestniczy w procesie Solvay w celu wytworzenia Na₂CO₃. Ze swojej strony CaF₂ znajduje zastosowanie w produkcji ogniw do pomiarów spektrofotometrycznych.

Inne związki wapnia mają zastosowanie w przygotowywaniu żywności, produktów higieny osobistej lub kosmetyków.

Stront

Podczas palenia stront miga intensywnym czerwonym światłem, które jest używane w pirotechnice i do tworzenia flar.

Barium

Związki baru pochłaniają promieniowanie rentgenowskie, więc BaSO₄ -który jest również nierozpuszczalny i zapobiega Ba²⁺ toksyczny Ronde wolny od organizmu - służy do analizy i diagnozowania zmian w procesach trawiennych.

Radio

Rad stosował się w leczeniu raka ze względu na jego radioaktywność. Niektóre z jego soli zostały zaprojektowane do barwienia zegarków, a następnie zakazano tej aplikacji ze względu na ryzyko dla tych, którzy je nosili.

Referencje

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7 czerwca 2018 r.). Metale ziem alkalicznych: właściwości grup elementów. Źródło: 7 czerwca 2018 r. Z: thoughtco.com
2. Mentzer, A.P. (14 maja 2018 r.). Zastosowania metali ziem alkalicznych. Nauka. Źródło: 7 czerwca 2018 r. Z: sciencing.com
3. Jakie są zastosowania metali ziem alkalicznych? (29 października 2009). eNotes Pobrane 7 czerwca 2018 r. Z: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Metale ziem alkalicznych. Źródło: 7 czerwca 2018 r. Z: scienceclarified.com
5. Wikipedia. (2018). Metal ziem alkalicznych. Źródło: 7 czerwca 2018 r. Z: en.wikipedia.org
6. Chemia LibreTexts. (2018). Metale ziem alkalicznych (grupa 2). Źródło: 7 czerwca 2018 r. Z: chem.libretexts.org
7. Elementy chemiczne. (11 sierpnia 2009). Beryl (Be). [Rysunek] Pobrano 7 czerwca 2018 r. Z: commons.wikimedia.org
8. Shiver i Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna W Elementy grupy 2. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.