Tính chất hóa học, phản ứng và ứng dụng của kim loại kiềm thổ



các kim loại kiềm thổ là những nhóm tạo nên nhóm 2 của bảng tuần hoàn và được chỉ định trong cột màu tím của hình dưới. Từ trên xuống dưới, chúng là berili, magiê, canxi, strontium, barium và radium. Để nhớ tên của họ, một phương pháp ghi nhớ tuyệt vời là phát âm của ông Becamgbara.

Phá vỡ các chữ cái của ông Becamgbara, người ta phải "Sr" là strontium. "Be" là biểu tượng hóa học của berili, "Ca" là biểu tượng của canxi, "Mg" là magiê và "Ba" và "Ra" tương ứng với các kim loại barium và radium, thứ hai là một nguyên tố của tự nhiên phóng xạ.

Thuật ngữ "kiềm" dùng để chỉ thực tế rằng chúng là những kim loại có khả năng tạo thành các oxit rất cơ bản; và mặt khác, "terre" dùng để chỉ đất, tên được trao vì độ hòa tan trong nước thấp. Các kim loại này ở trạng thái tinh khiết có màu bạc tương tự, được bao phủ bởi các lớp oxit xám hoặc đen.

Hóa học của kim loại kiềm thổ rất phong phú: từ sự tham gia cấu trúc của chúng trong nhiều hợp chất vô cơ đến cái gọi là hợp chất organometallic; đây là những chất tương tác bởi liên kết cộng hóa trị hoặc phối hợp với các phân tử hữu cơ.

Chỉ số

  • 1 Tính chất hóa học
    • 1.1 Nhân vật ion
    • 1.2 Liên kết kim loại
  • 2 phản ứng
    • 2.1 Phản ứng với nước
    • 2.2 Phản ứng với oxy
    • 2.3 Phản ứng với halogen
  • 3 ứng dụng
    • 3.1 Beryllium
    • 3.2 Magiê
    • 3.3 Canxi
    • 3,4 Strontium
    • 3,5 bari
    • 3.6 Đài phát thanh
  • 4 tài liệu tham khảo

Tính chất hóa học

Về mặt vật lý, chúng cứng hơn, đặc hơn và chịu được nhiệt độ cao hơn so với kim loại kiềm (nhóm 1). Sự khác biệt này nằm ở các nguyên tử của chúng, hoặc những gì giống nhau, trong cấu trúc điện tử của chúng.

Khi thuộc cùng một nhóm của bảng tuần hoàn, tất cả các đồng loại của chúng thể hiện các tính chất hóa học xác định chúng như vậy.

Tại sao? Bởi vì cấu hình điện tử hóa trị của nó là ns2, có nghĩa là chúng có hai electron để tương tác với các loài hóa học khác.

Nhân vật ion

Do tính chất kim loại của chúng, chúng có xu hướng mất electron để tạo thành các cation hóa trị hai:2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ và Ra2+.

Theo cùng một cách mà kích thước của các nguyên tử trung tính của nó thay đổi khi đi xuống qua nhóm, các cation của nó cũng lớn hơn đi xuống từ Be2+ cho đến khi Ra2+.

Do kết quả của các tương tác tĩnh điện của chúng, các kim loại này tạo thành muối với các nguyên tố có độ âm điện lớn nhất. Xu hướng hình thành cation cao này là một chất lượng hóa học khác của kim loại kiềm thổ: chúng rất nhiễm điện.

Các nguyên tử cồng kềnh phản ứng dễ dàng hơn các nguyên tử nhỏ; đó là Ra là kim loại dễ phản ứng nhất và là loại ít phản ứng nhất. Đây là sản phẩm của lực hấp dẫn thấp hơn do hạt nhân tác dụng lên các electron ngày càng xa, giờ đây có nhiều khả năng "thoát" các nguyên tử khác.

Tuy nhiên, không phải tất cả các hợp chất là ion trong tự nhiên. Ví dụ, berili rất nhỏ và có mật độ điện tích cao, phân cực đám mây điện tử của nguyên tử lân cận để tạo thành liên kết cộng hóa trị.

Hậu quả đó mang lại điều gì? Các hợp chất beryllium chủ yếu là cộng hóa trị và không ion, không giống như các hợp chất khác, ngay cả khi đó là cation Be2+.

Liên kết kim loại

Bằng cách có hai electron hóa trị, chúng có thể tạo thành "biển điện tử" tích điện nhiều hơn trong tinh thể của chúng, chúng tích hợp và nhóm chặt chẽ hơn các nguyên tử kim loại trái ngược với các kim loại kiềm.

Tuy nhiên, các liên kết kim loại này không đủ mạnh để cung cấp cho chúng các đặc tính độ cứng vượt trội, thực sự mềm.

Ngoài ra, chúng yếu so với các kim loại chuyển tiếp, phản ánh điểm nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp hơn của chúng.

Phản ứng

Các kim loại kiềm thổ rất dễ phản ứng, đó là lý do tại sao chúng không tồn tại trong tự nhiên ở trạng thái tinh khiết của chúng, nhưng bị ràng buộc trong các hợp chất hoặc khoáng chất khác nhau. Các phản ứng đằng sau các thành tạo này có thể được tóm tắt chung cho tất cả các thành viên của nhóm này

Phản ứng với nước

Phản ứng với nước (ngoại trừ berili, do "độ bền" của nó để cung cấp cặp electron của nó) để tạo ra hydroxit ăn mòn và khí hydro.

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

Magiê hydroxit -Mg (OH)2- và từ berili -Be (OH)2- chúng hòa tan kém trong nước; Ngoài ra, cái thứ hai không cơ bản lắm, vì các tương tác có tính chất cộng hóa trị.

Phản ứng với oxy

Chúng đốt tiếp xúc với oxy trong không khí để tạo thành các oxit hoặc peroxit tương ứng. Barium, kim loại dễ bay hơi thứ hai, tạo thành peroxide (BaO)2), ổn định hơn do bán kính ion Ba2+ và O22- Chúng tương tự nhau, củng cố cấu trúc tinh thể.

Phản ứng như sau:

2M (s) + O2(g) => 2MO

Do đó, các oxit là: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO và RaO.

Phản ứng với halogen

Điều này tương ứng với khi chúng phản ứng trong môi trường axit với các halogen tạo thành halogen vô cơ. Điều này có công thức hóa học chung MX2, và trong số này là: CaF2, BeCl2, SrCl2, BaI2, RaI2, CaBr2, v.v..

Ứng dụng

Beryllium

Với khả năng phản ứng trơ ​​của nó, berili là một kim loại có khả năng chống ăn mòn cao, và được thêm vào với tỷ lệ nhỏ cho các hợp kim đồng hoặc niken với các tính chất cơ học và nhiệt thú vị cho các ngành công nghiệp khác nhau.

Trong số này có những loại hoạt động với dung môi dễ bay hơi, trong đó các công cụ không được tạo ra tia lửa do các cú sốc cơ học. Ngoài ra, hợp kim của nó được sử dụng để phát triển tên lửa và vật liệu cho máy bay.

Magiê

Không giống như berili, magiê thân thiện với môi trường hơn và là một phần thiết yếu của thực vật. Vì lý do này, nó có tầm quan trọng sinh học cao và trong ngành công nghiệp dược phẩm. Ví dụ, magiê sữa là một phương thuốc cho chứng ợ nóng và bao gồm một dung dịch Mg (OH)2.

Nó cũng có các ứng dụng công nghiệp, như hàn các hợp kim nhôm và kẽm, hoặc trong sản xuất thép và titan.

Canxi

Một trong những ứng dụng chính của nó là do CaO, phản ứng với aluminosilicat và canxi silicat để cung cấp cho xi măng và bê tông các đặc tính mong muốn của nó cho các tòa nhà. Nó cũng là một vật liệu cơ bản trong sản xuất thép, thủy tinh và giấy.

Mặt khác, CaCO3 tham gia vào quá trình Solvay để sản xuất Na2CO3. Về phần mình, CaF2 tìm thấy việc sử dụng trong sản xuất các tế bào để đo quang phổ.

Các hợp chất canxi khác có công dụng trong chế biến thực phẩm, sản phẩm chăm sóc cá nhân hoặc mỹ phẩm.

Strontium

Khi đốt, strontium lóe lên một ánh sáng đỏ cực mạnh, được sử dụng trong pháo hoa và để tạo ra pháo sáng.

Barium

Các hợp chất bari hấp thụ tia X, vì vậy BaSO4 -cũng không hòa tan và ngăn ngừa Ba2+ ronde độc ​​hại miễn phí bởi sinh vật - được sử dụng để phân tích và chẩn đoán sự thay đổi trong quá trình tiêu hóa.

Đài phát thanh

Radium đã được sử dụng trong điều trị ung thư do tính phóng xạ của nó. Một số muối của nó được thiết kế để tạo màu cho đồng hồ, sau đó cấm ứng dụng này vì những rủi ro cho những người mang chúng.

Tài liệu tham khảo

  1. Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ (Ngày 7 tháng 6 năm 2018). Kim loại kiềm thổ: Tính chất của các nhóm nguyên tố. Truy cập ngày 7 tháng 6 năm 2018, từ: thinkco.com
  2. Mentzer, A.P. (Ngày 14 tháng 5 năm 2018). Công dụng của kim loại kiềm thổ. Kinh dị. Truy cập ngày 7 tháng 6 năm 2018, từ: sciences.com
  3. Công dụng của kim loại kiềm thổ là gì? (Ngày 29 tháng 10 năm 2009). eNote Truy cập ngày 7 tháng 6 năm 2018, từ: enotes.com
  4. Advameg, Inc. (2018). Kim loại kiềm thổ. Truy cập ngày 7 tháng 6 năm 2018, từ: scienceclarified.com
  5. Wikipedia. (2018). Kim loại kiềm thổ. Truy cập ngày 7 tháng 6 năm 2018, từ: en.wikipedia.org
  6. Hóa học LibreTexts. (2018). Kim loại kiềm thổ (Nhóm 2). Truy cập ngày 7 tháng 6 năm 2018, từ: chem.libretexts.org
  7. Nguyên tố hóa học. (Ngày 11 tháng 8 năm 2009). Beryllium (Be). [Hình] Truy cập ngày 7 tháng 6 năm 2018, từ: commons.wikidia.org
  8. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa vô cơ Trong các yếu tố của nhóm 2. (Ấn bản thứ tư.). Đồi Mc Graw.