Metais alcalinos terrosos: propriedades, reações, aplicações - Ciência - 2023

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o metais alcalinos terrestres são aqueles que compõem o grupo 2 da tabela periódica, e estão indicados na coluna roxa da imagem abaixo. De cima para baixo, eles são berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário e rádio. Um excelente método mnemônico para lembrar seus nomes é através da pronúncia do Sr. Becamgbara.

Quebrando as letras do Sr. Becamgbara, você tem que "Sr" é estrôncio. “Be” é o símbolo químico do berílio, “Ca” é o símbolo do cálcio, “Mg” é o do magnésio e “Ba” e “Ra” correspondem aos metais bário e rádio, sendo o segundo um elemento da natureza. radioativo.

O termo "alcalino" refere-se ao fato de que são metais capazes de formar óxidos muito básicos; e, por outro lado, "terra" refere-se a terra, nome dado devido à sua baixa solubilidade em água. Esses metais em seu estado puro apresentam colorações prateadas semelhantes, recobertos por camadas de óxido acinzentado ou preto.

A química dos metais alcalino-terrosos é muito rica: desde sua participação estrutural em muitos compostos inorgânicos até os chamados compostos organometálicos; São aqueles que estão interagindo por ligações covalentes ou de coordenação com moléculas orgânicas.

Propriedades quimicas

Fisicamente, são mais duros, densos e resistentes a temperaturas do que os metais alcalinos (aqueles do grupo 1). Essa diferença está em seus átomos, ou o que é o mesmo, em suas estruturas eletrônicas.

Por pertencerem ao mesmo grupo da tabela periódica, todos os seus congêneres apresentam propriedades químicas que os identificam como tais.

Por quê? Porque sua configuração eletrônica de valência é ns², o que significa que eles têm dois elétrons para interagir com outras espécies químicas.

Personagem iônico

Devido à sua natureza metálica, eles tendem a perder elétrons para formar cátions divalentes:²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, BA²⁺ e Ra²⁺.

Da mesma forma que o tamanho de seus átomos neutros varia conforme ele desce através do grupo, seus cátions também se tornam maiores descendo do ser.²⁺ até Ra²⁺.

Como resultado de suas interações eletrostáticas, esses metais formam sais com os elementos mais eletronegativos. Essa alta tendência de formar cátions é outra qualidade química dos metais alcalino-terrosos: eles são muito eletropositivos.

Os átomos grandes reagem mais facilmente do que os pequenos; ou seja, Ra é o metal mais reativo e é o menos reativo. É o produto da força menos atrativa exercida pelo núcleo em elétrons cada vez mais distantes, agora com maior probabilidade de "escapar" para outros átomos.

No entanto, nem todos os compostos são de natureza iônica. Por exemplo, o berílio é muito pequeno e tem uma alta densidade de carga, o que polariza a nuvem de elétrons do átomo vizinho para formar uma ligação covalente.

Que conseqüência isso traz? Que os compostos de berílio são predominantemente covalentes e não iônicos, ao contrário dos outros, mesmo que seja o cátion Be.²⁺.

Elos de metal

Por terem dois elétrons de valência, eles podem formar “mares de elétrons” mais carregados em seus cristais, que se integram e agrupam os átomos metálicos mais próximos em contraste com os metais alcalinos.

No entanto, essas ligações metálicas não são fortes o suficiente para dar-lhes características de resistência excepcionais, elas são realmente macias.

Da mesma forma, eles são fracos em comparação com os metais de transição, refletidos em seus pontos de fusão e ebulição mais baixos.

Reações

Os metais alcalino-terrosos são muito reativos, por isso não existem na natureza em seu estado puro, mas estão ligados em vários compostos ou minerais. As reações por trás dessas formações podem ser resumidas genericamente para todos os membros deste grupo

Reação com água

Eles reagem com a água (com exceção do berílio, devido à sua "dureza" em oferecer seu par de elétrons) para produzir hidróxidos corrosivos e gás hidrogênio.

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

Hidróxidos de magnésio -Mg (OH)₂- e de berili -Be (OH)₂- são pouco solúveis em água; Além disso, o segundo deles não é muito básico, uma vez que as interações são covalentes por natureza.

Reação com oxigênio

Eles queimam em contato com o oxigênio do ar para formar os óxidos ou peróxidos correspondentes. Bário, o segundo maior átomo de metal, forma peróxido (BaO₂), mais estável devido aos raios iônicos Ba²⁺ Eu₂^2- eles são semelhantes, fortalecendo a estrutura cristalina.

A reação é a seguinte:

2M (s) + O₂(g) => 2MO (s)

Portanto, os óxidos são: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO e RaO.

Reação com halogênios

Isso corresponde a quando eles reagem em um meio ácido com os halogênios para formar haletos inorgânicos. Este tem a fórmula química geral MX₂, e entre estes estão: CaF₂, BeCl₂, SrCl₂, BaI₂, RaI₂, CaBr₂etc.

Formulários

Berílio

Devido à sua reatividade inerte, o berílio é um metal com alta resistência à corrosão, e adicionado em pequenas proporções ao cobre ou ao níquel, forma ligas com propriedades mecânicas e térmicas interessantes para diferentes indústrias.

Entre esses estão aqueles que trabalham com solventes voláteis, nos quais as ferramentas não devem produzir faíscas devido a choques mecânicos. Da mesma forma, suas ligas encontram uso na fabricação de mísseis e materiais para aeronaves.

Magnésio

Ao contrário do berílio, o magnésio é mais amigável ao meio ambiente e é uma parte essencial das plantas. Por este motivo é de grande importância biológica e na indústria farmacêutica. Por exemplo, a magnésia do leite é um remédio para azia e consiste em uma solução de Mg (OH)₂.

Também tem aplicações industriais, como na soldagem de ligas de alumínio e zinco, ou na produção de aços e titânio.

Cálcio

Um de seus principais usos é devido ao CaO, que reage com aluminossilicatos e silicatos de cálcio para dar ao cimento e ao concreto as propriedades desejadas para a construção. Da mesma forma, é um material fundamental na produção de aços, vidro e papel.

Por outro lado, CaCO₃ participa do processo da Solvay para produção de Na₂CO₃. Por sua vez, o CaF₂ encontra uso na fabricação de células para medições espectrofotométricas.

Outros compostos de cálcio são usados na fabricação de alimentos, produtos de higiene pessoal ou cosméticos.

Estrôncio

Ao queimar, o estrôncio emite uma luz vermelha intensa, que é usada em pirotecnia e para fazer faíscas.

Bário

Os compostos de bário absorvem os raios X, então BaSO₄ - que também é insolúvel e evita o Ba²⁺ Rodada tóxica livre pelo organismo - é utilizada para analisar e diagnosticar alterações nos processos digestivos.

Rádio

O rádio tem sido usado no tratamento do câncer por causa de sua radioatividade. Alguns de seus sais eram usados para colorir relógios, e essa aplicação foi posteriormente proibida devido aos riscos para quem os usava.

Referências

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