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Li | Metalli alcalini | ||||||||||||||||||
Essere | Metalli alcalino terrosi | ||||||||||||||||||
Il | Lantanidi | ||||||||||||||||||
AC | Attinidi | ||||||||||||||||||
Sc | Metalli di transizione | ||||||||||||||||||
Al | Metalli poveri | ||||||||||||||||||
B | Metalloidi | ||||||||||||||||||
H | Non metalli | ||||||||||||||||||
F | Alogena | ||||||||||||||||||
Hey | gas nobili | ||||||||||||||||||
Mt | Natura chimica sconosciuta |
Il metallo alcalino terroso (o alcalino terroso ) sono i sei elementi chimici dei due gruppi e della tavola periodica : berillio 4 Be, magnesio 12 Mg, calcio 20 Ca, stronzio 38 Sr, bario 56 Ba e radio 88 Ra. Le loro proprietà sono molto simili: sono bianco-argentee, lucide e chimicamente abbastanza reattive a temperatura e pressione ambiente. La loro configurazione elettronica contiene un sottolivello saturo di due elettroni , che perdono facilmente per formare un catione bivalente ( stato di ossidazione +2).
Il loro nome deriva dal termine "metalli della terra" usato in alchimia e che descrive i metalli che resistono al fuoco , ossidi di metalli alcalino terrosi che rimangono solidi ad alta temperatura.
I metalli alcalino terrosi sono caratterizzati da una lucentezza argentea, una densità bassa, una temperatura di fusione solo leggermente superiore a quella dei metalli poveri (e un punto di ebollizione inferiore ad alcuni di essi), una grande malleabilità , nonché una certa reattività con gli alogeni , che porta a sali ionici - ad eccezione del cloruro di berillio BeCl 2, che è covalente - così come con l'acqua (eccetto il berillio), tuttavia meno facilmente che con i metalli alcalini , per formare idrossidi fortemente basici . La reattività di questi elementi aumenta con il loro numero atomico .
Il berillio e il magnesio sono piuttosto grigi perché ricoperti da un film di ossido di passivazione protettiva BeO e MgO , mentre calcio, stronzio, bario e radio sono più luminosi e morbidi. La superficie di questi metalli si appanna rapidamente all'aperto.
Ad esempio, mentre il sodio e il potassio reagiscono con l'acqua a temperatura ambiente, il calcio reagisce solo con l'acqua calda e il magnesio solo con il vapore acqueo :
Mg + 2 H 2 O→ Mg (OH) 2+ H 2.Il berillio fa eccezione a questo comportamento: non reagisce con l'acqua liquida o con il vapore acqueo e gli alogenuri sono covalenti . Pertanto, fluoruro di berillio BeF 2, a priori il più ionico degli alogenuri di berillio, è essenzialmente covalente, con un punto di fusione di appena 553,85 ° C e una bassa conducibilità elettrica allo stato liquido.
Gli ioni M 2+ dei metalli alcalino terrosi Ca, Sr e Ba possono essere caratterizzati qualitativamente da una prova di fiamma : quando un sale di un metallo alcalino terroso viene trattato con acido cloridrico concentrato (che dà un cloruro metallico volatile), e quando riscaldato fortemente nella fiamma non illuminante di un becco Bunsen, si osserva un caratteristico colore della fiamma. Questa fiamma è rosso-arancio per Ca (ma verde pallido attraverso il vetro blu), viola per Sr (ma viola attraverso il vetro blu) e verde mela per Ba.
Elemento |
Massa atomica |
di fusione di temperatura |
Temperatura di ebollizione |
volume di massa |
Raggio atomico |
Configurazione elettronica |
Energia di ionizzazione |
Elettronegatività ( Pauling ) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Berillio | 9,0121831 u | 1.287 ° C | 2469 ° C | 1,85 g · cm -3 | 112 pm | [ He ] 2s 2 | 899,5 kJ · mol -1 | 1.57 |
Magnesio | 24.3055 u | 650 ° C | 1.091 ° C | 1.738 g · cm -3 | 160 pm | [ Ne ] 3s 2 | 737,7 kJ · mol -1 | 1.31 |
Calcio | 40.078 (4) u | 842 ° C | 1.484 ° C | 1,55 g · cm -3 | 197 pm | [ Ar ] 4s 2 | 589,8 kJ · mol -1 | 1.00 |
Stronzio | 87.62 (1) u | 777 ° C | 1377 ° C | 2,64 g · cm -3 | 215 pm | [ Kr ] 5s 2 | 549,5 kJ · mol -1 | 0.95 |
Bario | 137.327 (7) u | 727 ° C | 1.845 ° C | 3,51 g · cm -3 | 222 pm | [ Xe ] 6s 2 | 502,9 kJ · mol -1 | 0.89 |
Radio | [226] | 700 ° C | 1737 ° C | 5,5 g · cm -3 | - | [ Rn ] 7s 2 | 509,3 kJ · mol -1 | 0.9 |
Gli elementi di questa serie hanno due elettroni nel loro guscio di valenza e la loro configurazione elettronica più stabile è ottenuta dalla perdita di questi due elettroni per formare un catione doppiamente caricato.
Il berillio è utilizzato principalmente in applicazioni militari. Viene usato anche come un p- tipo drogante per alcuni semiconduttori , mentre ossido di berillio BeO è usato come un isolante elettrico e resistente conduttore termico . Per la sua leggerezza e le proprietà generali, il berillio viene utilizzato in applicazioni in cui sono richieste rigidità, leggerezza e stabilità tridimensionale in un ampio intervallo di temperature.
Il magnesio è stato ampiamente utilizzato nell'industria con un ruolo strutturale tanto che le sue proprietà in questo settore sono migliori di quelle dell'alluminio ; tuttavia, il suo utilizzo è stato ridotto a causa del rischio di infiammazione che presenta. È spesso legato con alluminio o zinco per formare materiali con proprietà interessanti. Il magnesio è anche coinvolto nella produzione di altri metalli, come ferro , acciaio e titanio .
Il calcio agisce come un riducente nella separazione di altri metalli dai loro minerali , come l' uranio . È anche legato con altri metalli, come l'alluminio e il rame , e può essere utilizzato per la disossidazione di alcune leghe. Viene anche utilizzato nella produzione di malte e cemento .
Lo stronzio e il bario erano meno applicazioni dell'accendino di metallo alcalino terroso. Il carbonato di stronzio SrCO 3viene utilizzato per produrre fuochi d'artificio rossi, mentre lo stronzio puro viene utilizzato per studiare il rilascio di neurotrasmettitori dai neuroni . Il bario viene utilizzato per creare un vuoto nei tubi elettronici , mentre il solfato di bario BaSO 4è utilizzato nell'industria petrolifera , così come in altri tipi di applicazioni.
Il radio una volta era utilizzato in molte applicazioni, ma da allora è stato sostituito da altri materiali a causa della sua radioattività , che lo rende pericoloso. È stato utilizzato per produrre vernice luminosa (in) ed è stato persino aggiunto negli anni '30 all'acqua da tavola, nel dentifricio e nei cosmetici sotto proprietà ringiovanenti e lenitive poi prestate alla radioattività. Al giorno d'oggi non viene più utilizzato, nemmeno in radiologia , dove al suo posto vengono utilizzate sorgenti radioattive più potenti e sicure.
I metalli alcalino terrosi hanno un ruolo biochimico molto variabile, alcuni essendo essenziali, altri altamente tossici o addirittura indifferenti:
L'isotopo 90 Sr è un prodotto di fissione dell'uranio. Durante un incidente nucleare (perdita di rifiuti, esplosione nucleare, ecc. ), Rischia di contaminare la natura e alla fine di essere incorporato nelle ossa con fosfato di calcio.
I nomi di questi elementi derivano dai loro ossidi, le terre alcaline . Gli antichi termini per questi ossidi erano beryllia (ossido di berillio), magnesia , calce viva , stronzio e baritata .
Il nome alcalino terroso è dovuto al fatto che gli ossidi di questi metalli sono intermedi tra quelli dei metalli alcalini e quelli delle terre rare . L'uso del termine "terroso" per classificare sostanze apparentemente inerti risale a tempi antichi. Il sistema più antico conosciuto è quello dell'antica Grecia e consisteva in un sistema di quattro elementi classici, compresa la terra. Filosofi e alchimisti successivamente hanno sviluppato questo sistema, inclusi Aristotele , Paracelso , John Becher e George Stahl .
Nel 1789 , Antoine Lavoisier nel suo Traite elementaire de chimie , notò che questi terreni erano in realtà composti chimici . Li ha poi chiamati semplici sostanze terrose salificabili . In seguito ha suggerito che le terre alcaline potrebbero essere ossidi di metallo, ma ha ammesso che questa era solo un'ipotesi. Nel 1808 , Humphry Davy continuò il lavoro di Lavoisier e fu il primo a ottenere campioni di metallo mediante elettrolisi dalla loro terra fusa.
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