Propriedades Químicas, Reações e Aplicações de Metais Alcalino-Terrosos

O metais alcalino-terrosos são aqueles que compõem o grupo 2 da tabela periódica e são indicados na coluna púrpura da imagem inferior. De cima para baixo, eles são berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário e rádio. Para lembrar seus nomes, um excelente método mnemônico é a pronúncia do Sr. Becamgbara.

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

O termo "alcalino" refere-se a metais que são capazes de formar óxidos muito básicos; e por outro lado, "terre" refere-se à terra, nome dado devido à sua baixa solubilidade em água. Estes metais em estado puro têm colorações prateadas semelhantes, cobertas por camadas de óxido cinzento ou preto.

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

Índice

• 1 propriedades químicas
  • 1.1 Caráter Iônico
  • 1.2 ligações metálicas
• 2 reações
  • 2.1 Reação com água
  • 2.2 Reação com oxigênio
  • 2.3 Reacção com halogéneos
• 3 aplicações
  • 3.1 Berílio
  • 3.2 Magnésio
  • 3.3 Cálcio
  • 3.4 Estrôncio
  • 3,5 Bário
  • 3.6 Rádio
• 4 referências

Propriedades químicas

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

Quando pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica, todos os seus congêneres exibem propriedades químicas que os identificam como tal.

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

Caráter 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 à medida que desce pelo grupo, seus cátions também ficam maiores descendo do²⁺ até o Ra²⁺.

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

Átomos volumosos reagem mais facilmente que pequenos átomos; isto é, o Ra é o metal mais reativo e o menos reativo. Este é o produto da menor força atrativa exercida pelo núcleo em elétrons cada vez mais distantes, agora mais propensos a "escapar" de outros átomos.

No entanto, nem todos os compostos são de natureza iônica. Por exemplo, o berílio é muito pequeno e tem alta densidade de carga, o que polariza a nuvem eletrônica 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 cátion²⁺.

Links de metal

Por ter dois elétrons de valência, eles podem formar "mares de elétrons" mais carregados de elétrons em seus cristais, que integram e agrupam mais de perto os átomos de metal em contraste com os metais alcalinos.

No entanto, estas ligações metálicas não são fortes o suficiente para lhes conferir características de dureza extraordinárias, sendo na verdade suaves.

Além disso, 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, razão pela qual eles não existem na natureza em seus estados puros, mas 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 "tenacidade" por oferecer seu par de elétrons) para produzir hidróxidos corrosivos e gás hidrogênio.

M (s) + 2H₂O (l) => M (OH)₂(ac) + H₂g)

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

Reacção com oxigénio

Arden em contato com o oxigênio no ar para formar os óxidos ou peróxidos correspondentes. O bário, o segundo metal mais volumoso, forma o peróxido (BaO₂), mais estável porque os raios iônicos Ba²⁺ e O₂^2- 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.

Reacção com halogéneos

Isto corresponde quando eles reagem em um meio ácido com os halogênios para formar haletos inorgânicos. Isto tem fórmula química geral MX₂e entre estes são: CaF₂BeCl₂SrCl₂BaI₂RaI₂, CaBr₂etc.

Aplicações

Berílio

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

Entre estes estão aqueles que trabalham com solventes voláteis, nos quais as ferramentas não devem produzir faíscas devido a choques mecânicos. Além disso, suas ligas encontram uso no desenvolvimento 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 essa razão, tem alta 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 possui aplicações industriais, como a soldagem de ligas de alumínio e zinco, ou na produção de aço 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 os edifícios. É também um material fundamental na produção de aço, vidro e papel.

Por outro lado, o CaCO₃ participa no processo Solvay para produzir Na₂CO₃. Por seu turno, o CaF₂ encontra uso na fabricação de células para medidas espectrofotométricas.

Outros compostos de cálcio têm uso na preparação de alimentos, produtos de higiene pessoal ou cosméticos.

Estrôncio

Ao queimar, o estrôncio mostra uma intensa luz vermelha, usada em pirotecnia e para fazer chamas.

Bário

Compostos de bário absorvem raios-X, então o BaSO₄ -que também é insolúvel e impede o Ba²⁺ ronde tóxico livre pelo organismo - é usado para analisar e diagnosticar alterações nos processos digestivos.

Rádio

O rádio teve uso no tratamento do câncer devido à sua radioatividade. Alguns de seus sais foram destinados a relógios de cor, e depois banidos desta aplicação por causa dos riscos para aqueles que os carregavam.

Referências

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7 de junho de 2018) Metais alcalinos da terra: propriedades dos grupos de elementos. Retirado em 7 de junho de 2018, de: thoughtco.com
2. Mentzer, A.P. (14 de maio de 2018) Usos de metais alcalinos da terra. Sciencing Retirado em 7 de junho de 2018, de: sciencing.com
3. Quais são os usos do metal alcalino-terroso? (29 de outubro de 2009). eNotes. Retirado em 7 de junho de 2018, de: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Metais alcalinos terrosos. Retirado em 7 de junho de 2018, de: scienceclarified.com
5. Wikipédia. (2018) Metal alcalino-terroso. Retirado em 7 de junho de 2018, de: en.wikipedia.org
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