KOVY ALKALICKÝCH ZEMIN: VLASTNOSTI, REAKCE, APLIKACE - CHEMIE - 2025

Tyto kovy alkalických zemin jsou ty, které tvoří skupiny 2 periodické tabulky, a jsou uvedeny v fialové sloupce v obrázku níže. Od shora dolů jsou to berylium, hořčík, vápník, stroncium, baryum a radium. Vynikající mnemotechnická metoda k zapamatování jejich jmen je výslovnost pana Becamgbary.

Rozbijete-li dopisy pana Begmgbary, máte za to, že „Sr“ je stroncium. "Be" je chemický symbol pro berylium, "Ca" je symbol pro vápník, "Mg" je to pro hořčík a "Ba" a "Ra" odpovídají kovům baryum a radium, přičemž posledně jmenovaný je prvkem přírody. radioaktivní.

Termín "alkalický" se týká skutečnosti, že se jedná o kovy schopné vytvářet velmi bazické oxidy; a na druhé straně, „pozemský“ označuje půdu, název je dán její nízkou rozpustností ve vodě. Tyto kovy ve svém čistém stavu vykazují podobné stříbřité zbarvení pokryté šedivými nebo černými oxidovými vrstvami.

Chemie kovů alkalických zemin je velmi bohatá: od jejich strukturální účasti v mnoha anorganických sloučeninách až po takzvané organokovové sloučeniny; To jsou ty, které interagují kovalentními nebo koordinačními vazbami s organickými molekulami.

Chemické vlastnosti

Fyzicky jsou tvrdší, hustší a odolnější vůči teplotám než alkalické kovy (skupiny 1). Tento rozdíl spočívá v jejich atomech, nebo co je stejné, v jejich elektronických strukturách.

Protože patří do stejné skupiny v periodické tabulce, vykazují všichni jejich kongenéři chemické vlastnosti, které je jako takové identifikují.

Proč? Protože jejich valenční elektronová konfigurace je ns ², což znamená, že mají dva elektrony pro interakci s jinými chemickými druhy.

Iontový charakter

Vzhledem ke své kovové povaze mají tendenci ztratit elektrony za vzniku dvojmocných kationtů: Be ²⁺, Mg ²⁺, Ca ²⁺, Sr ²⁺, Ba ²⁺ a Ra ²⁺.

Stejně jako se velikost jeho neutrálních atomů mění s tím, jak sestupuje skrz skupinu, její kationty se také zvětšují a klesají z Be ²⁺ na Ra ²⁺.

V důsledku jejich elektrostatických interakcí tvoří tyto kovy soli s nejvíce elektronegativními prvky. Tato vysoká tendence tvořit kationty je další chemickou kvalitou kovů alkalických zemin: jsou velmi elektropozitivní.

Velké atomy reagují snadněji než malé; jinými slovy, Ra je nejreaktivnější kov a je nejméně reaktivní. Toto je produkt méně atraktivní síly vyvíjené jádrem na stále vzdálenější elektrony, nyní s větší pravděpodobností „úniku“ na jiné atomy.

Ne všechny sloučeniny jsou však iontové povahy. Například berylium je velmi malé a má vysokou hustotu náboje, která polarizuje elektronový mrak sousedního atomu za vzniku kovalentní vazby.

Jaký důsledek to přináší? Tyto sloučeniny berylia jsou převážně kovalentní a neiontové, na rozdíl od ostatních, i když se jedná o kationt Be ²⁺.

Kovové spoje

Tím, že mají dva valenční elektrony, mohou ve svých krystalech vytvářet nabitější „elektronová moře“, která integrují a seskupují atomy kovů těsněji na rozdíl od alkalických kovů.

Tyto kovové vazby však nejsou dostatečně silné, aby jim poskytovaly vynikající vlastnosti tvrdosti, jsou ve skutečnosti měkké.

Také jsou slabé ve srovnání s přechodnými kovy, což se odráží v jejich nižších bodech tání a varu.

Reakce

Kovy alkalických zemin jsou velmi reaktivní, proto neexistují v přírodě ve svých čistých stavech, ale jsou spojeny v různých sloučeninách nebo minerálech. Reakce za těmito formacemi lze shrnout obecně pro všechny členy této skupiny

Reakce s vodou

Reagují s vodou (s výjimkou berylia, díky své „houževnatosti“ při poskytování svého páru elektronů) za vzniku korozivních hydroxidů a plynného vodíku.

M (y) + 2 H ₂ O (l) => M (OH) ₂ (aq) + H ₂ (g)

Hydroxidy hořčíku -Mg (OH) ₂ - a berili-Be (OH) ₂ - jsou špatně rozpustné ve vodě; dále, druhá z nich není příliš základní, protože interakce jsou kovalentní povahy.

Reakce s kyslíkem

Hoří ve styku s kyslíkem ve vzduchu a vytvářejí odpovídající oxidy nebo peroxidy. Barya, druhý největší kovové atomy, tvoří peroxid (BaO ₂), který je stabilnější, protože iontové poloměry Ba ²⁺ a O ₂ ² jsou podobné, posílení krystalickou strukturu.

Reakce je následující:

2 M (s) + O ₂ (g) => 2Mo (y)

Proto jsou oxidy: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO a RaO.

Reakce s halogeny

To odpovídá tomu, když reagují v kyselém prostředí s halogeny za vzniku anorganických halogenidů. To má obecný chemický vzorec MX ₂, a mezi něž patří: CaF ₂, BeCl ₂, SrCl ₂, Bai ₂, Rai ₂, CaBr ₂, atd.

Aplikace

Berylium

Vzhledem k jeho inertní reaktivitě je berylium kov s vysokou odolností proti korozi a přidávaný v malém poměru k mědi nebo niklu, vytváří slitiny s mechanickými a tepelnými vlastnostmi zajímavými pro různá průmyslová odvětví.

Mezi ně patří ty, které pracují s těkavými rozpouštědly, ve kterých nástroje nesmí způsobovat mechanické jiskry. Stejně tak její slitiny nacházejí uplatnění při výrobě raket a materiálů pro letadla.

Hořčík

Na rozdíl od berylia je hořčík šetrnější k životnímu prostředí a je nezbytnou součástí rostlin. Z tohoto důvodu má velký biologický význam a ve farmaceutickém průmyslu. Například mléčná magnézia je lék na pálení žáhy a sestává z roztoku Mg (OH) ₂.

Má také průmyslové aplikace, například při svařování slitin hliníku a zinku nebo při výrobě ocelí a titanu.

Vápník

Jedním z jeho hlavních použití je CaO, který reaguje s hlinitokřemičitany a křemičitany vápenatými a dává cementu a betonu jejich požadované vlastnosti pro stavbu. Rovněž je základním materiálem při výrobě oceli, skla a papíru.

Na druhé straně, CaCO ₃ se podílí na Solvay k výrobě Na ₂ CO ₃. CaF ₂ nachází uplatnění při výrobě buněk pro spektrofotometrická měření.

Jiné sloučeniny vápníku se používají při výrobě potravin, výrobků pro osobní hygienu nebo kosmetiky.

Stroncium

Při hoření stroncium bliká intenzivním červeným světlem, které se používá v pyrotechnice a při výrobě prskavek.

Baryum

Sloučeniny barya absorbují rentgenové záření, takže BaSO _4, který je také nerozpustný a zabraňuje toxickému Ba ^{2+, aby se} v těle uvolnil, se používá k analýze a diagnostice změn trávicích procesů.

Rádio

Rádium bylo používáno v léčbě rakoviny kvůli jeho radioaktivitě. Některé z jeho solí byly zvyklé na barevné hodinky a tato aplikace byla později zakázána kvůli rizikům pro ty, kdo je nosili.

Reference

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7. června 2018). Kovy alkalických zemin: vlastnosti skupin prvků. Citováno 7. června 2018 z: thinkco.com
2. Mentzer, AP (14. května 2018). Použití kovů alkalických zemin. Sciencing. Citováno 7. června 2018 z: sciencing.com
3. Jaká jsou použití kovů alkalických zemin? (29. října 2009). eNotes. Citováno 7. června 2018 z: enotes.com
4. Advameg, Inc. (2018). Kovy alkalických zemin. Citováno dne 7. června 2018 z: scienceclarified.com
5. Wikipedia. (2018). Kov alkalických zemin. Citováno 7. června 2018 z: en.wikipedia.org
6. Chemie LibreTexts. (2018). Kovy alkalických zemin (skupina 2). Citováno dne 7. června 2018, z: chem.libretexts.org
7. Chemické prvky. (2009, 11. srpna). Berylium (Be).. Citováno 7. června 2018 z: commons.wikimedia.org
8. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. V Prvcích skupiny 2. (čtvrté vydání.). Mc Graw Hill.