grupo 2a metales alcalinotérreos. berilio (be) magnesio (mg) calcio (ca) estroncio (sr) bario (ba)...
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Grupo 2A Metales alcalinotérreos.
Berilio (Be) Magnesio (Mg)
Calcio (Ca) Estroncio (Sr)
Bario (Ba) Radio (Ra)
Propiedades generales.Sólidos a temperatura ambientePropiedades metálicas típicasMás electronegativos que los
metales alcalinosMás densos que los metales alcalinosMás duros que los metales alcalinosLos compuestos que forman son
predominantemente iónicos (a excepción del Be)
Configuración electrónica.
Elemento Número atómico
Configuración electrónica
Be 4 [He]
Mg 12 [Ne]
Ca 20 [Ar]
Sr 38 [Kr]
Ba 56 [Xe]
Ra 88 [Rn]
3𝑠2 4𝑠2 5𝑠2 6𝑠2
7𝑠2
2𝑠2
𝑛𝑠2, n 2
Be Mg Ca Sr Ba RaRadio atómico/(A)
0.90 1.30 1.74 1.92 1.98 2.23
Radio Iónico/ pm
31 65 99 113 135 140
1° Energía de ionización /Kjmol-1
900 736 590 548 502 510
Electronegatividad
1.57 1.31 1 0.95 0.89 0.89
Densidad /g cm-3
1.85 1.74 1.54 2.62 3.51 5.00
Punto de fusión /° C
1280 650 850 768 714 700
H sub/KJ mol-1
321 150 193 164 176 130
Métodos de Obtención
Existen dos métodos fundamentales de obtención:
Electrólisis de sus haluros fundidos: MX2(l) —> M(l) + X2(g).
Reducción de sus óxidos con carbono: MO(s) + C(s) —> M(s) + CO(g)
BERILIO
Presencia en la naturalezaEl mineral principal del
cual se extrae el metal es el mineral berilio Be3Al2(SiO3)6 .
También existe como bertrandita, [Be4(SiO4)2.H2O],
crisoberilo [BeO.Al2O3] y fenaquita [Be2SiO4].
La esmeralda y el aguamarina son dos piedras preciosas de berilio con impurezas de Cr3+ y Fe3+.
Método de extracciónSe calienta el mineral berilio con
hexafluorosilicato de sodio, Na2SiF6 para producir BeF2, este a su vez se reduce al elemento por medio de magnesio.
Mediante electrólisis de Na2BeF4
Usos
Debido a su baja densidad se emplea en la construcción de satélites y misiles (con Aluminio).
En ventanas de tubos de Rayos X, ya que al tener pocos electrones, láminas finas del metal son transparentes a los mismos y esto se usa para litografiado con rayos X de microcircuitos integrados.
Aleado con cobre se usa para muelles de reloj, contactos eléctricos, electrodos de soldadura de punto.
Moderador y reflector en reactores nucleares y fuente de neutrones mezclado con un emisor de partículas α.
En general se utiliza donde se requiera ligereza, rigidez y estabilidad dimensional: giróscopos, partes de computadoras, aviones, cohetes y satélites, armadura de limpiaparabrisas, frenos de disco, estructuras,… etc.
ToxicidadTanto el berilio como sus
aleaciones son tóxicas. Las sales solubles de berilio son
altamente toxicas (causan problemas en los pulmones, beriliosis) por lo que se han restringido sus aplicaciones industriales.
Magnesio
El magnesio ocupa el octavo lugar en abundancia en la corteza terrestre (2,33% en peso)
¿Dónde lo encuentro?Magnesita (MgCO3) Dolomita EpsomitaSerpentina [Mg3(Si2O5)(OH)4]OlivinoEsteatita (MgSiO3)Talco [Mg3(Si4O10)(OH)2]
Obtención
Electrólisis : MgCl2 fundido con CaCl2 NaCl (700-720ºC)
MgCl2 Mg +2 + 2Cl-
Reducción silicotérmica de MgO en contenedores de cromo-níquel (con una mezcla de ferrosilicio [Si(Fe)], espato flúor (CaF2) y dolomita calcinada), a baja presión y 1160ºC.
Oxido de metal + Silicio ↔ Metal + Oxido de silicio
Curiosidades
Es un oligoelemento esencial en los seres vivos (en humanos son necesarios unos 300 mg/día; las clorofilas (compuestos más importantes que contienen el elemento)
No debe emplearse agua ni extintores de CO2 para apagar un fuego de magnesio, debido a que reacciona con el N2 y el CO2, además del O2, especialmente cuando está humedecido.
CuriosidadesEn el siglo XVII, se descubre la riqueza de las sales
minerales de sus aguas al comprobar que curaban heridas y erupciones en la piel. Estas características se confirman en las llamadas "sales de Epsom", en las que abunda el sulfato de magnesio.
El chocolate puro tiene menos grasa y una gran cantidad de magnesio y hierro.
Después de los cuatro elementos lógicos (oxígeno, hidrógeno, sodio y cloro) el elemento más abundante en los océanos es el magnesio.
Aplicaciones
El MgSO4 es muy soluble en agua y se emplea en la industria textil, papelera, como laxante y como abono
El magnesio da origen a los llamados "compuestos de Grignard”.
Es utilizado en aleaciones ligeras, materiales útiles para: construcciones aeronáuticas, automóviles y construcción de misiles
Calcio
Estructura cristalina: Cúbica centrada en las caras
Propiedades físicas Estado de la materia: Sólido Punto de fusión: 1115 K Punto de ebullición: 1757 K Entalpía de vaporización:153,6 kJ/mol Entalpía de fusión: 8,54 kJ/mol
Es menos reactivo que otros de los metales alcalinotérreos.
Se encuentra en prácticamente todas las zonas terrestres del mundo.
Es el quinto elemento en abundancia en la corteza terrestre (3,6% en peso)
No se encuentra en estado nativo sino formando compuestos.
El metal se aísla por electrólisis del cloruro de calcio:
cátodo: Ca2+ + 2 e → Caánodo: 2Cl- → Cl2 (gas) + 2e-
Entre los minerales que lo contienen destacan:
Piedra caliza (CaCO3 ),calcita, mármol Anhidrita (CaSO4), Yeso CaSO4·2H2O Fluorofosfato de calcio (Apatita)
Ca5(PO4)3F Óxido de calcio y magnesio (CaO), (CaMgO2)
CaCO3
CaSO4·2H2O Ca5(PO4)3F
Datos curiosos. Cuarto componente en el cuerpo después de agua proteínas
y grasas. La tortilla tiene más calcio que la leche. El esqueleto humano contiene 1 kilo de calcio Coca Cola: el ingrediente activo es ácido fosfórico .El ácido
fosfórico es dañino para el calcio de los huesos y es uno de los mayores contribuyentes al aumento de la osteoporosis.
A medida que se envejece las necesidades de calcio aumentan 279 – 1300mg por día.
Datos curiosos. Algunos bebés han nacido con la dentadura
completa, como el rey Luis XIV. El CaCl2 es un medicamento utilizado para hipo
calcemia y toxicidad del magnesio. A las mujeres se les recomienda aumentar el
consumo de calcio para disminuir la depresión post- parto.
Cosas roban calcio: Falta de ejercicio, consumo excesivo de tabaco y bebida.
Estroncio
Estroncio• Recibe el nombre de una aldea escocesa “Strontian”• Metal ligero, blanco plateado, fácilmente deformable• Se encuentra en la naturaleza como carbonato de estroncio
SrCO3 (estroncionita) y como sulfato de estroncio SrSO4
(celestita)
• Se extrae por medio de la electrolisis del SrCl2 , fundido por reducción del SrO con el aluminio
• El estroncio reacciona de manera vigorosa con el agua y en forma de polvo finamente dividido se enciende en el aire
Celestita Estroncionita
Aplicaciones Se utiliza para pirotecnia
El carbonato de estroncio se usa
para producir una coloración
roja al formarse SrCl2 . Para bengalas de emergencia
El nitrato de estroncio se mezcla
con aserrín, ceras, azufre y KClO4y
se empacan en un tubo impermeable.
En vidrios para los cinescopios de televisores a color
El Titanato de estroncio SrTiO3, se emplea para
fabricar gemas artificiales
BARIO (Ba)Fue aislado en 1.808
por el científico inglés Sir Humphrey Davy que le dio nombre.
Previamente, en 1.774, Scheele señaló su existencia al establecer las diferencias entre la cal y la barita, a la que llamó tierra pesada.
Propiedades. Bastante reactivo. Se oxida rápidamente
en contacto con el aire por lo que debe guardarse bajo petróleo y descompone vigorosamente el agua fría liberando hidrógeno. En los ensayos a la llama da un color verde característico.
Reactividad
Con aire: Vigorosa; con calor BaO ; Ba2 N3
Con H2O: Vigorosa; H2 ; Ba(OH)2
Con HCl 6M: Vigorosa; H2 ; BaCl2
Con HNO3 15M: Suave; Ba(NO3)2
Con NaOH 6M: Se vuelve pasivo
Preparación.Se extrae por electrólisis de una
disolución de su cloruro usando cátodo de mercurio y destilando en el vacío la amalgama formada. También se extrae por electrólisis del cloruro fundido y por reducción del BaO con aluminio.
CURIOSIDADES DEL BARIO
Cubrir conductores eléctricos en
aparatos electrónicos
y en sistemas de ignición de
automóviles.
El sulfato de bario purificado
se usa en la radiología para
diagnosticar problemas
gastrointestinales.
El nitrato de bario se
usa en pirotecnia para dar
color verde.
BaCO3 se utiliza
esmaltes cerámicos,
como componente de algunos raticidas.
El bario como metal tiene pocas
aplicaciones
RADIO
Propiedades particulares • Es el mas pesado de los
alcalinotérreos• Es uno de los mas
voluminosos • Es un elemento radioactivo • Los compuestos formados
por el radio producen o emiten rayos alfa , meta y gama
• Tiene una estructura cristalina cubica centrada en el cuerpo
• Fue descubierto por Marie Curie y su marido en 1898
Método de obtención• Se obtiene como resultado de
los procesos de desintegración en minerales de torio y uranio.
• Puede extraerse mediante lavados durante el procesado de los mismos, obteniéndose como bromuro o cloruro de radio.
• Electrólisis de una disolución de cloruro de radio puro con un cátodo de mercurio; la amalgama se destila en atmósfera de hidrógeno y, así, se obtiene el metal puro.
• 7 toneladas de mineral contienen aproximadamente 1 g de radio
Aplicaciones
• Se emplea en pinturas luminosas, ya que, tanto el radio como sus sales presentan luminiscencia.
• Se utiliza como fuente de neutrones.
• En medicina se emplea para el tratamiento del cáncer (aunque está siendo sustituido por isótopos más baratos y menos peligrosos, como el 60Co).