Metales alcalinos térreos

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Metales alcalinos térreos
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Concepto:Son los elementos metálicos del grupo IIA de la Tabla Periódica. El nombre del grupo proviene de la situación entre los metales alcalinos y los elementos térreos y del hecho de que sus "tierras".
Los Metales alcalinos térreos constituyen algo más del 4% de la corteza terrestre (sobre todo calcio y magnesio), pero son bastante reactivos y no se encuentran libres. El radio es muy raro. Se obtienen por electrólisis de sus haluros fundidos o por reducción de sus óxidos.

Son metales ligeros con colores que van desde el gris al blanco, con dureza variable (el berilio es muy duro y quebradizo y el estroncio es muy maleable). Son más duros que los alcalinos.

Contenido

Configuración

Su configuración electrónica presenta dos electrones de valencia (2 electrones s). Tienen todo el número de oxidación +2 y son muy reactivos, aumentando la reactividad al descender en el grupo. Se oxidan superficialmente con rapidez. Son buenos reductores. Reaccionan directamente con halógenos, hidrógeno (no berilio o magnesio), oxígeno, carbono, azufre, selenio y teluro, formando, excepto el berilio, compuestos mayoritariamente iónicos. Reducen los iones H+ a hidrógeno, pero ni berilio ni magnesio se disuelven ácido nítrico debido a la formación de una capa de óxido. El berilio y el bario son venenosos, mientras que el magnesio y el calcio son oligoelementos fundamentales de los seres vivos.

Estructura electrónica

Con configuraciones electrónicas [GN] ns2 debido a las bajas energías de ionización de estos electrones externos, la química de los elementos de estos grupos es principalmente la de los iones M2+ para el grupo IIA.

Característica del enlace  

En el grupo IIA se encuentra un comportamiento con relación a la naturaleza del enlace. Por su pequeño tamaño y elevada densidad de carga, la química del berilio es predominantemente covalente, y en disolución acuosa existen las especies [Be (H2O)4]2+ bien definidas. La química del magnesio es intermedia entre la del Be y los más pesados el grupo, que forman compuestos predominantemente iónicos, pero no se asemeja mucho a ellos.

Propiedades y aplicaciones

Berilio

El Berilio es un metal raro, se presenta en la naturaleza formando diversos compuestos minerales. Constituye aproximadamente el 0.006% de la corteza terrestre. El mineral berilo Be O Al O Si O, es la fuente principal del berilio. Los berilos incluyen las piedras preciosas, esmeralda y aguamarina.
El berilio puro se obtiene transformando en primer lugar la mena en el oxido de berilio (BeO). Entonces el oxido se convierte en el cloruro o fluoruro. El fluoruro de berilio se calienta en un horno a 1000 0C aproximadamente en presencia de magnesio para producir berilio metálico.
El berilio es un metal blanco plateado, duro de baja densidad y punto de fusión alto, que presenta propiedades diferenciables del resto, por lo que es considerado, en muchos casos en forma particular, ya que su comportamiento químico presenta una similitud con el aluminio (por la relación diagonal).
Este elemento presenta un carácter más anfótero que los otros elementos de este grupo. Su átomo tiene el menor radio atómico y es comparativamente bastante electronegativo. Es por ello que al reaccionar con otro átomo, generalmente la diferencia en la electronegatividad no es muy grande y el Be forma uniones covalentes.
Por la acción del aire, se recubre de una capa de BeO que preserva el metal de un ataque posterior, por otro lado el BeO presenta reactividad con el agua, probablemente su comportamiento deba ser atribuido al hecho de que la unión de esos dos elementos, se realiza mediante enlaces covalentes. En los demás óxidos, las uniones son de tipo iónico.
Por las mismas reacciones expuestas anteriormente, la cubierta de Be O formada, determina que el berilio no sea atacado por el ácido nítrico.
El berilio puede reaccionar con los hidróxidos alcalinos, en solución acuosa, por su carácter anfótero, con desprendimiento de H.

Be + OH + H2O = H - Be -O + H

Esta reacción, recalcamos, no se produce con los demás elementos del grupo.
El hidróxido de berilio por su comportamiento anfótero, reacciona con exceso de álcalis, formando berilatos.

Be(OH)2 + NaOH = Na Be O + H2O

El carburo de berilio, de formula BeC reacciona con agua produciendo.

Aplicaciones

Muchas piezas de aviones supersónicos están hechas de aleaciones de berilio, por su ligereza, rigidez y poca dilatación. Añadiendo Be a algunas aleaciones se obtienen a menudo productos de gran resistencia al calor, a la corrosión. Aparte de su importancia en la fabricación de los aviones supersónicos y los tubos de rayos X, el berilio se usa en ordenadores de computadoras, televisión y cubiertas protectoras del cuerpo.
Por otro lado es importante destacar que el berilio y sus compuestos son extremadamente tóxicos. Las intoxicaciones son producidas fundamentalmente por la inhalación del polvo o por su contacto con la piel, que se manifiesta en irritaciones y lesiones en las vías respiratorias pudiendo dañar incluso los pulmones (bronquitis, neumonía, dermatitis, las denominada "enfermedad del berilio" o beriliosis).

Magnesio

El magnesio es el elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Es el séptimo elemento en abundancia constituyendo del orden del 2% de la corteza terrestre y el tercero más abundante disuelto en el agua de mar. Se emplea primordialmente como elemento de aleación del aluminio.

Propiedades

El magnesio es un metal bastante resistente y ligero, un 30% más ligero que el aluminio, de color plateado que se deslustra cuando se expone al aire. Pulverizado se inflama cuando se expone al aire ardiendo con una llama blanca. En trozos mayores es difícil que se inflame pero puede suceder si se corta en láminas delgadas, por lo que en el mecanizado las virutas ha de manejarse con precaución.

Aplicaciones

Los compuestos de magnesio, principalmente su óxido, se usan como material refractario en hornos para la producción de hierro y acero, metales no férreos, vidrio y cemento, así como en agricultura e industrias química y de construcción. El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio, empleándose las aleaciones aluminio-magnesio en envases de bebidas. Las aleaciones de magnesio, especialmente magnesio-aluminio, se emplean en componentes de automóviles y aviación, como llantas, y maquinaria diversa. El metal además, se adiciona para eliminar el azufre del acero y el hierro. Otros usos son:
Aditivo en propelentes convencionales.
Obtención de fundición nodular (Fe-Si-Mg).
Agente reductor en la obtención de uranio y otros metales a partir de sus sales.
El hidróxido (leche de magnesia), el cloruro, el sulfato (sales Epsom) y el citrato se emplean en medicina.
El polvo de carbonato de magnesio (MgCO3) es utilizado por los atletas como gimnastas y levantadores de peso para mejorar el agarre de los objetos.
Otros usos incluyen flashes fotográficos, pirotecnia y bombas incendiarias.

Calcio

El calcio (del latín calx, calis , cal) fue descubierto de una amalgama de mercurio y cal. Davy mezcló cal humedecida con óxido de mercurio que colocó sobre una lámina de platino, el ánodo, y sumergió una parte de mercurio en el interior de la pasta que hiciera de cátodo; por electrólisis obtuvo una amalgama que, destilada, dejó un residuo sólido muy oxidable, aunque ni siquiera el mismo Davy estaba muy seguro de haber obtenido calcio puro; con posterioridad Bunsen en 1854 y Matthiessen en 1856 obtuvieron el metal por electrólisis del cloruro de calcio, y Henri Moissan obtuvo calcio con una pureza del 99% por electrólisis del yoduro. A principios del siglo XX el calcio (Ca) sólo se obtenía en laboratorio.

Propiedades

El calcio es un metal alcalinotérreo, arde con llama roja formando óxido de calcio y nitruro. Las superficies recientes son de color blanco plateado pero palidecen rápidamente tornándose levemente amarillentas expuestas al aire y en última instancia grises o blancas por la formación de hidróxido al reaccionar con la humedad ambiental. Reacciona violentamente con el agua en su estado de metal (proveniente de fábrica) para formar hidróxido Ca(OH)2 desprendiendo hidrógeno. De lo contrario en su estado natural no reacciona con el H2O.

Aplicaciones

Se utiliza como agente reductor en la extracción de otros metales como el uranio, circonio y torio. Como esoxidante, desulfurizador, o decarburizador para varias aleaciones ferrosas y no ferrosas. Como gente de aleación utilizado en la producción de aluminio, berilio, cobre, plomo y magnesio. Se utiliza en muchos productos lácteos o medicamentos para el refuerzo de los huesos humanos, compuestos de calcio. Si tenemos falta de calcio en nuestros huesos facilitaremos la aparición de enfermedades como la osteoporosis.
El óxido se utiliza en arcos de luz de alta intensidad (luz de cal) a causa de sus características espectrales poco usuales y como agente deshidratante industrial. La industria metalúrgica hace amplio uso del óxido durante la reducción de aleaciones ferrosas.
El hidróxido de calcio, Ca(OH)2, tiene muchas aplicaciones en donde el ión hidroxilo es necesario. En el proceso de apagado del hidróxido de calcio, el volumen de cal apagada [Ca(OH)2] se expande al doble que la cantidad de cal viva inicial (CaO), hecho que lo hace útil para romper roca o madera.

Estroncio

El Estroncio se presenta como carbonato y conocido como estroncianita, y también como sulfato, celestina .Es mucho más escaso que el Calcio y el Bario.

Propiedades

En sus propiedades el estroncio se parece al calcio. Es un metal blanco de peso específico bajo (2.6) y es químicamente más reactivo que el calcio.

Aplicaciones

Hasta ahora no se ha encontrado uso para el metal mismo, aunque se ha sugerido su empleo en células foto eléctrica. Algunos de sus compuestos tienen uso comercial. Por ejemplo el hidróxido se emplea en la refinación del azúcar y en nitrato en la preparación de fuegos de artificios.

Bario

Constituye el 0.0425 % de la corteza terrestre. Se lo encuentra combinado. El principal mineral de bario es el sulfato, conocido como baritina.

Propiedades

Es un metal blanco plateado. Es blando, muy reactivo y se inflama espontáneamente si es expuesto al aire cuando esta finamente dividido. Se lo conserva en petróleo u otros líquidos o atmósferas que lo aislan del oxigeno.

Aplicaciones

El bario metálico tiene pocas aplicaciones prácticas, aunque a veces se usa para recubrir conductores eléctricos en aparatos eléctricos y en sistemas de incendio de automóviles. El BaSO4 (baritina) se utiliza también como material de relleno por los productos de caucho, y en pinturas. La baritina BaSO4 opaca a los rayos X, se utiliza para examinar por rayos X el sistema gastrointestinal. Es insoluble en agua (por lo que no es venenoso), absorbe también los rayos X.

Radio

El radio se forma por la desintegración radiactiva del uranio y por lo tanto se encuentra en todos los minerales de Uranio. Se extrae del mineral añadiéndole un compuesto de bario que actúa como "portador".

Propiedades

Este metal se oxida rápidamente en el aire.

Aplicaciones

La radiación emitida por el radio tiene efectos nocivos sobre las células vivas, y la exposición excesiva produce quemaduras. Sin embargo las células cancerígenas son a menudo más sensibles a la radiación que las células normales y dichas células pueden ser destruidas, sin dañar seriamente el tejido sano, controlando la intensidad y la dirección de la radiación. El radio se utiliza actualmente en el tratamiento de unos pocos tipos de cáncer.

Enlaces externos

Fuentes