Alkalin-Toprak Metalleri: Kimyasal Özellikleri, Reaksiyonları ve Uygulamaları
Alkali toprak metaller, periyodik tablonun 2. grubunu oluşturanlardır ve alt görüntünün mor sütununda belirtilmiştir. Yukarıdan aşağıya berilyum, magnezyum, kalsiyum, stronsiyum, baryum ve radyumdur. İsimlerini hatırlamak için mükemmel bir anımsatıcı yöntem, Bay Becamgbara'nın telaffuzudur.
Bay Becamgbara'nın mektuplarını kırarak birinin "Sr" olması gerekir stronsiyum. "Ol" berilyumun kimyasal sembolüdür, "Ca" kalsiyum sembolüdür, "Mg" magnezyumdur ve "Ba" ve "Ra" metallerin baryum ve radyumuna karşılık gelir, ikincisi doğanın bir elementidir radyoaktif.
"Alkalin" terimi, çok bazik oksitler oluşturabilen metalleri; Öte yandan, "terre", sudaki düşük çözünürlüğü nedeniyle verilen bir isim olan toprakları ifade eder. Bu metaller saf hallerinde grimsi veya siyah oksit tabakaları ile kaplanmış benzer gümüşi renklere sahiptir.
Alkali toprak metallerin kimyası çok zengindir: birçok inorganik bileşiğe yapısal katılımlarından, sözde organometalik bileşiklere; Bunlar kovalent bağlarla etkileşime giren veya organik moleküllerle koordineli olanlardır.
Kimyasal özellikleri
Fiziksel olarak, alkali metallerden (grup 1) daha sert, daha yoğun ve sıcaklığa daha dayanıklıdırlar. Bu fark, elektronik yapılarında atomlarında ya da aynı olanıdır.
Periyodik tablonun aynı grubuna ait olduğunda, tüm türdeşleri kendilerini bu şekilde tanımlayan kimyasal özellikler gösterir.
Neden? Elektronik değerlik konfigürasyonu n 2 olduğundan, diğer kimyasal türlerle etkileşime girebilecek iki elektronu olduğu anlamına gelir.
İyonik karakter
Metalik yapıları nedeniyle iki değerli katyonlar oluşturmak için elektronları kaybetme eğilimindedirler: Be2 +, Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 + ve Ra2 +.
Aynı şekilde, nötr atomlarının büyüklüğü gruptan aşağıya indikçe değişmekte, katyonları da Be2 + 'dan Ra2 +' ya kadar aşağı inmektedir.
Elektrostatik etkileşimlerinin bir sonucu olarak, bu metaller en elektronegatif elementlerle tuzlar oluşturur. Katyon oluşturma eğilimi, toprak alkali metallerin başka bir kimyasal kalitesidir: çok elektropozitifdirler.
Hacimli atomlar küçük atomlardan daha kolay tepki verir; yani, Ra en reaktif metaldir ve en az reaktif olun. Bu, çekirdeğin giderek uzaktaki elektronlar üzerine uyguladığı daha düşük çekici kuvvetin ürünüdür, şimdi diğer atomlara "kaçması" daha muhtemeldir.
Bununla birlikte, bütün bileşikler doğada iyonik değildir. Örneğin, berilyum çok küçüktür ve komşu atomun elektronik bulutunu kovalent bir bağ oluşturmak üzere polarize eden yüksek bir yük yoğunluğuna sahiptir.
Bunun sonucu ne olabilir? Berilyum bileşiklerinin, Be2 + katyon olsa bile, diğerlerinden farklı olarak, ağırlıklı olarak kovalent ve iyonik olmadıkları.
Metal bağlantılar
İki değerlik elektronuna sahip olarak, kristallerinde alkali metallerin aksine metal atomları daha yakından bütünleştiren ve gruplayan daha yüklü "elektron denizleri" oluşturabilirler.
Bununla birlikte, bu metalik bağlar, gerçekte yumuşak olmak üzere, üstün sertlik özellikleri kazandıracak kadar güçlü değildir.
Ayrıca, bunlar, düşük erime ve kaynama noktalarına yansıyan geçiş metallerine kıyasla daha zayıftır.
reaksiyonları
Toprak alkali metaller çok reaktifdir, bu yüzden doğada saf hallerinde bulunmazlar, fakat çeşitli bileşiklerde veya minerallerde bağlanırlar. Bu oluşumların arkasındaki tepkiler, bu grubun tüm üyeleri için genel olarak özetlenebilir.
Suyla reaksiyona girme
Aşındırıcı hidroksitleri ve hidrojen gazı üretmek için suyla reaksiyona girer (berilyum hariç, elektron çiftini sunma konusundaki "dayanıklılığı" nedeniyle).
M (s) + 2H20 (1) => M (OH) 2 (ac) + H2 (g)
Magnezyum hidroksitleri -Mg (OH) 2- ve berili -Be (OH) 2- suda az çözünür; Ek olarak, ikincisi çok temel değildir, çünkü etkileşimler kovalenttir.
Oksijenle reaksiyon
İlgili oksitler veya peroksitleri oluşturmak için havadaki oksijenle temas halinde yanarlar. İkinci en hacimli metal olan Barium, daha stabil bir peroksit (Ba02) oluşturur, çünkü iyonik yarıçaplar Ba2 + ve 02 2- benzerdir ve kristal yapıyı güçlendirir.
Reaksiyon aşağıdaki gibidir:
2M (ler) + 02 (g) => 2MO (lar)
Bu nedenle, oksitler: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO ve RaO.
Halojenlerle reaksiyon
Bu, inorganik halojenürler oluşturmak için bir asit ortamında halojenlerle reaksiyona girdiklerinde karşılık gelir. Bu, genel kimyasal formül MX 2'ye sahiptir ve bunların arasında: CaF2, BeCl2, SrCl2, BaI2, RaI2, CaBr2, vb.
uygulamaları
berilyum
İnert reaktivitesi göz önüne alındığında, berilyum korozyona karşı yüksek dirençli bir metaldir ve küçük oranlarda bakır veya nikel formlarına ilave edilerek farklı endüstriler için ilginç mekanik ve termal özelliklere sahip alaşımlar bulunur.
Bunlar arasında, aletlerin mekanik şoklar nedeniyle kıvılcım üretmemesi gereken uçucu solventlerle çalışanlar bulunmaktadır. Ayrıca alaşımları, uçaklara yönelik füzelerin ve malzemelerin geliştirilmesinde kullanım alanı bulmaktadır.
magnezyum
Berilyumun aksine, magnezyum daha çevre dostudur ve bitkilerin önemli bir parçasıdır. Bu nedenle ilaç endüstrisinde biyolojik önemi yüksektir. Örneğin, süt magnezi mide ekşimesi için bir çaredir ve bir Mg (OH) 2 çözeltisinden oluşur.
Ayrıca, alüminyum ve çinko alaşımlarının kaynağı veya çelik ve titanyum üretiminde endüstriyel uygulamalara sahiptir.
kalsiyum
Başlıca kullanımlarından biri, alüminosilikatlar ve kalsiyum silikatlarla reaksiyona giren CaO, yapılar için çimento ve betona istenen özelliklerini kazandırmasıdır. Aynı zamanda çelik, cam ve kağıt üretiminde temel bir malzemedir.
Öte yandan, CaCO3, Na2C03 üretmek için Solvay sürecine katılmaktadır. CaF 2 ise, spektrofotometrik ölçümler için hücre üretiminde kullanım alanı buluyor.
Diğer kalsiyum bileşikleri, yiyecek, kişisel hijyen ürünleri veya kozmetiklerin hazırlanmasında kullanımdadır.
stronsiyum
Yandığında, stronsiyum pirotekniklerde ve işaret fişeklerinde kullanılan yoğun bir kırmızı ışığı yakar.
baryum
Baryum bileşikleri X-ışınlarını emer, böylece aynı zamanda çözünmez olan ve toksik Ba2 + 'nın vücut tarafından salınmasını önleyen BaS04, sindirim süreçlerindeki değişiklikleri analiz etmek ve teşhis etmek için kullanılır.
radyo
Radyum, radyoaktivitesi nedeniyle kanser tedavisinde kullanılmıştı. Tuzlarının bir kısmı renkli saatlere yöneltildi, sonra onları taşıyanların riskleri nedeniyle bu uygulamayı yasakladı.
