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Alcalinos-térreos

Alcalinos-térreos
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Concepto:Grupo de elementos que se encuentran situados en el grupo 2 de la Tabla Periódica.
Alcalinotérreos. Nombre dado a los metales que tienen propiedades químicas semejantes, a las de los metales alcalinos.

Estado natural

Los elementos alcalinotérreos solo se hallan en la naturaleza, en forma de compuestos del catión 2+.

  • Berilio (Be): Solo constituye un 0,0006% en masa de la corteza terrestre, y aunque se halla muy distribuido, lo está solo en cantidades mínimas. El único mineral importante de berilio es un silicato, el berilo (fórmula Be3Al2Si6O18) del que se han encontrado hermosos cristales de varias toneladas. La esmeralda, una piedra preciosa, es un berilo de color verde intenso que contiene indicios del metal cromo.
  • Magnesio (Mg): Ocupa el octavo lugar por su abundancia. Entre los elementos de la corteza terrestre, alcanza el 2% de la masa de esta. Se halla ampliamente distribuido, sobre todo en forma de silicatos como el asbesto, CaMg3Si4O12. También son importantes el carbonato, el óxido y el cloruro. La magnesita (MgCO3) y la dolomita (MgCO3.CaCO3) son las fuentes principales del magnesio, aparte del agua del mar y de los pozos salinos profundos.
  • Calcio (Ca): Es el más abundante de los elementos de los grupos I y II ya que su masa constituye el 3,6% de la corteza terrestre; pero en cuanto al número de átomos queda superado por el sodio en una relación de 6 a 5. Los principales minerales del calcio son los silicatos, así como los carbonatos, sulfato, fosfato y fluoruro. El carbonato de calcio, CaCO3, se presenta formando minerales diversos: caliza, mármol y creta. La mayor parte de ellos procede de los caparazones de animales marinos depositados en los fondos oceánicos y allí consolidados. También es muy común el yeso, sulfato de calcio hidratado, CaSO4. 2H2O, que en muchos casos parece haberse originado al reaccionar los depósitos de caliza con el ácido sulfúrico procedente de la oxidación de los minerales de sulfuros. Las rocas fosfatadas, están constituidas esencialmente por fosfato de calcio, Ca3(PO4)2, ingrediente de importancia de los huesos y dientes, así como de las conchas de animales marinos.
  • Estroncio (Sr) y Bario (Ba)
    El estroncio es relativamente raro, ocupando el número 20 en cuanto a abundancia en masa. El bario, que constituye alrededor de 0,05% de la corteza terrestre, es una dos veces y media más abundante. Los minerales de mayor importancia que contienen a estos elementos son: la estroncianita (carbonato de estroncio, SrCO3) y la baritina (sulfato de bario, BaSO4).
  • Radio (Ra): Es escasísimo, pero su presencia se acusa fácilmente debido a su reactividad. Su núcleo se desintegra de modo espontáneo y todo el radio natural procede, a su vez, de la desintegración nuclear de otros elementos más pesados, particularmente del uranio. Por esta razón, las menas de uranio constituyen las fuentes principales de radio. Se ha estimado que la abundancia media de este metal es inferior a una billonésima parte de la corteza terrestre, y de aquí que un mineral de uranio que contenga 0,25 g de radio por tonelada, deba considerarse como un depósito relativamente rico de este elemento.

Propiedades

  • Poseen color blanco plateado, aspecto lustroso y blando. El magnesio es gris, por una película superficial de óxidos.
  • Tamaño y densidad: Gran tamaño atómico. La carga nuclear efectiva es más elevada y hay una mayor contracción de los orbitales atómicos. Son más densos.
  • Dureza y punto de fusión:Tiene dos electrones de valencia, que participan en el enlace metálico, por lo que son más duros. Los puntos de fusión son más elevados y no varían de forma regular, debido a las diferentes estructuras cristalinas. También son menos electropositivos y más básico y forman compuestos iónicos. El berilio muestra diferencias significativas con los restos de los elementos.
  • Energía de ionización más alta, compensadas por las energías de hidratación o energías reticulares.
  • Compuestos diamagnéticos e incoloros.
  • Agentes reductores poderosos.

Aplicaciones

En el caso del calcio,
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éste es un componente catiónico de los huesos y dientes, siendo además muy importante para la actividad cardíaca, ya sea en las contracciones musculares o en la transmisión de impulso nervioso.

También, se puede destacar la actividad radioquímica, donde el radio y el berilio hacen de buenos moderadores, por lo cual vienen usados en la industria de la energía nuclear, gracias a que sus aleaciones; al no absorber neutrones, son utilizadas en los reactores nucleares. En los laboratorios se puede conseguir neutrones, al bombardear con partículas alfa (generalmente radio) al elemento berilio.

Cuando se añade un 2% de Be al cobre, se consigue agrandar unas seis veces la resistencia de éste, siendo utilizado en maquinarias eléctricas que producen chispa, interruptores eléctricos, motores de aviones, etc.

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El estroncio 90, es un producto de fisión nuclear, pero es muy problemático, entre otras cosas, debido a su larga vida media, la cual es de unos 28 años. Además, produce emisión de partículas beta, las cuales penetran a través de los tejidos, con mayor facilidad que las partículas alfa. Debido a la gran similitud con el calcio, puede confundirse y provocar la descalcificación de los huesos, pues reemplaza al calcio.
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El magnesio por su parte, es un eslabón fundamental en las moléculas de clorofila, las cuales a su vez, son las responsables de la fotosíntesis.

Además, el magnesio también se utiliza para aislar aluminio, uranio, circonio, berilio, etc. Las aleaciones de éste metal son bastante ligeras, por lo cual cada vez se encuentran con mayor presencia en la fabricación de aviones, barcos, maquinaria, etc.

Cuando hablamos de fuegos artificiales, esta familia de metales tiene un especial papel, pues básicamente los fuegos artificiales están constituidos por un oxidante, que puede ser nitratos, cloratos, bario, estroncio, etc.; un combustible, que puede ser carbono, silicio, aluminio, magnesio, etc.; y un colorante, que suelen ser sales de estroncio, sales de calcio (que otorga el color rojo), sales de cobre (color verde), y sales de sodio (color amarillo). Los gránulos de hierro y aluminio son las chispas de color dorado o blanco que percibimos y luego; gracias a los tintes de tipo orgánico, se consiguen los humos de diversas tonalidades. Finalmente, el ruido viene provocado por el titanio en polvo.

El bario, en el compuesto, sulfato de bario, al ser opaco a los rayos-X, se utiliza en forma fina o en polvo (conocida como papilla de bario), para hacer radiografías del sistema digestivo. Pero sin embargo, el cloruro de bario, el cual es soluble, puede provocar un fallo cardíaco.

Los compuestos del calcio, como pueden ser las calizas, la cal viva o apagada, y el yeso, poseen un alto número de aplicaciones en las industrias del acero, vidrio, industria láctea, industria papelera, etc. Además se utilizan para controlar el nivel de pH, y se encuentra estrechamente relacionadas con la fabricación de los jabones, detergentes, antiácidos, cementos, etc.

Obtención

Generalmente se preparan por reducción térmica o por electrólisis.

El berilio
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se obtiene calentando el BeF2 con magnesio o por electrólisis de una mezcla de cloruros de berilio y sodio.La extracción del magnesio del agua marina constituye el grueso de la producción de este metal. En este proceso se precipita el catión magnesio del agua (alrededor del 0,13%) en forma de hidróxidos, Mg(OH)2 mediante la adición de cal viva (CaO). Luego se filtra el hidróxido y una vez separado, se hace reaccionar con ácido clorhídrico para convertirlo en cloruro, CaCl2.

Este cloruro se deseca y se mezcla con otras sales, a fin de disminuir el punto de fusión, sometiéndolo después a electrólisis a unos 700 C. Este metal obtenido tiene un 99,9% de pureza.

El calcio se obtiene mediante método electrolítico, un fundido de CaCl2 anhidro con CaF2
El estroncio y bario se obtienen a partir de los óxidos por reducción con aluminio. El radio se aísla de los minerales de uranio. En laboratorio, a partir de la destilación de una amalgama de RaCl2/Hg.

Véase también

Enlaces externos

Fuentes

  • Babor, Joseph A. y Aznárez, José Ibarz. Química General Moderna. La Habana: Instituto Cubano del Libro, 1969.
  • Plane, Robert A. y Sienko, Michel J. Química. Colección de Ciencia-Técnica Aguiar.
  • De Galiano Mingot, Tomás.Pequeño Larousse de Ciencias Técnicas