Metais Alcalino-Terrosos: Propriedades Químicas, Reações e Aplicações
Os metais alcalino-terrosos são aqueles que compõem o grupo 2 da tabela periódica e estão indicados na coluna púrpura da imagem inferior. De cima para baixo, eles são berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário e rádio. Para lembrar seus nomes, um excelente método mnemônico é a pronúncia do Sr. Becamgbara.
Quebrando as letras do Sr. Becamgbara, tem-se que "Sr" é estrôncio. "Ser" é o símbolo químico do berílio, "Ca" é o símbolo do cálcio, "Mg" é o magnésio, e "Ba" e "Ra" correspondem aos metais bário e rádio, sendo o segundo um elemento da natureza. radioativo
O termo "alcalino" refere-se a metais que são capazes de formar óxidos muito básicos; e por outro lado, "terre" refere-se a terras, um nome concedido por causa de sua baixa solubilidade em água. Estes metais em estado puro têm colorações prateadas semelhantes, cobertas por camadas de óxido cinzento ou preto.
A química dos metais alcalino-terrosos é muito rica: da sua participação estrutural em muitos compostos inorgânicos até os chamados compostos organometálicos; Estes são aqueles que estão interagindo por ligações covalentes ou coordenação com moléculas orgânicas.
Propriedades químicas
Fisicamente, eles são mais duros, mais densos e mais resistentes às temperaturas do que os metais alcalinos (grupo 1). Essa diferença está em seus átomos, ou o que é o mesmo, em suas estruturas eletrônicas.
Quando pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica, todos os seus congêneres exibem propriedades químicas que os identificam como tal.
Por quê? Porque sua configuração de valência eletrônica é n s 2, o que significa que eles têm dois elétrons para interagir com outras espécies químicas.
Caráter iônico
Devido à sua natureza metálica, eles tendem a perder elétrons para formar cátions divalentes: Be2 +, Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 + e Ra2 +.
Da mesma forma que o tamanho de seus átomos neutros varia à medida que desce pelo grupo, seus cátions também se tornam maiores descendo de Be2 + para Ra2 +.
Como resultado de suas interações eletrostáticas, esses metais formam sais com os elementos mais eletronegativos. Esta alta tendência para formar cátions é outra qualidade química dos metais alcalino-terrosos: eles são muito eletropositivos.
Átomos volumosos reagem mais facilmente que pequenos átomos; isto é, o Ra é o metal mais reativo e o menos reativo. Este é o produto da menor força atrativa exercida pelo núcleo nos elétrons cada vez mais distantes, agora mais propensos a "escapar" a outros átomos.
No entanto, nem todos os compostos são de natureza iônica. Por exemplo, o berílio é muito pequeno e tem alta densidade de carga, o que polariza a nuvem eletrônica do átomo vizinho para formar uma ligação covalente.
Que conseqüência isso traz? Que os compostos de berílio são predominantemente covalentes e não-iônicos, diferentemente dos demais, mesmo sendo o cátion Be2 +.
Links de metal
Por ter dois elétrons de valência, eles podem formar "mares de elétrons" mais carregados em seus cristais, que integram e agrupam mais de perto os átomos de metal em contraste com os metais alcalinos.
No entanto, essas ligações metálicas não são fortes o suficiente para lhes conferir características de dureza extraordinárias, sendo, na verdade, moles.
Além disso, eles são fracos em comparação com os metais de transição, refletidos em seus pontos de fusão e ebulição mais baixos.
Reações
Os metais alcalino-terrosos são muito reativos, razão pela qual eles não existem na natureza em seus estados puros, mas ligados em vários compostos ou minerais. As reações por trás dessas formações podem ser resumidas genericamente para todos os membros deste grupo
Reação com a água
Eles reagem com a água (com exceção do berílio, devido à sua "tenacidade" por oferecer seu par de elétrons) para produzir hidróxidos corrosivos e gás hidrogênio.
M (s) + 2H2O (l) => M (OH) 2 (ac) + H2 (g)
Os hidróxidos de magnésio -Mg (OH) 2 - e berili-Be (OH) 2 - são pouco solúveis em água; Além disso, o segundo não é muito básico, já que as interações são covalentes.
Reação com oxigênio
Eles queimam em contato com o oxigênio no ar para formar os óxidos ou peróxidos correspondentes. O bário, o segundo metal mais volumoso, forma o peróxido (BaO 2 ), mais estável porque os raios iônicos Ba2 + e O 2 2- são similares, fortalecendo a estrutura cristalina.
A reação é a seguinte:
2M (s) + O 2 (g) => 2MO (s)
Portanto, os óxidos são: BeO, MgO, CaO, SrO, BaO e RaO.
Reacção com halogéneos
Isso corresponde a quando eles reagem em um meio ácido com os halogênios para formar haletos inorgânicos. Isto tem a fórmula química geral MX 2, e entre estes estão: CaF 2, BeCl 2, SrCl 2, BaI 2, RaI 2, CaBr 2, etc.
Aplicações
Berílio
Devido à sua reatividade inerte, o berílio é um metal com alta resistência à corrosão e adicionado em pequenas proporções a ligas de cobre ou níquel com interessantes propriedades mecânicas e térmicas para diferentes indústrias.
Entre eles estão aqueles que trabalham com solventes voláteis, nos quais as ferramentas não devem produzir faíscas devido a choques mecânicos. Além disso, suas ligas encontram uso no desenvolvimento de mísseis e materiais para aeronaves.
Magnésio
Ao contrário do berílio, o magnésio é mais ecológico e é uma parte essencial das plantas. Por essa razão, tem alta importância biológica e na indústria farmacêutica. Por exemplo, a magnésia do leite é um remédio para azia e consiste em uma solução de Mg (OH) 2 .
Também possui aplicações industriais, como a soldagem de ligas de alumínio e zinco, ou na produção de aço e titânio.
Cálcio
Um de seus principais usos é devido ao CaO, que reage com aluminossilicatos e silicatos de cálcio para dar ao cimento e ao concreto as propriedades desejadas para os edifícios. É também um material fundamental na produção de aço, vidro e papel.
Por outro lado, o CaCO 3 participa do processo Solvay para produzir Na 2 CO 3 . Por sua vez, o CaF 2 encontra uso na fabricação de células para medidas espectrofotométricas.
Outros compostos de cálcio têm uso na preparação de alimentos, produtos de higiene pessoal ou cosméticos.
Estrôncio
Ao queimar, o estrôncio mostra uma intensa luz vermelha, usada em pirotecnia e para fazer chamas.
Bário
Compostos de bário absorvem raios-X, de modo que BaSO 4 - que também é insolúvel e impede que o Ba2 + tóxico seja liberado pelo corpo - é usado para analisar e diagnosticar alterações nos processos digestivos.
Radio
O rádio teve uso no tratamento do câncer devido à sua radioatividade. Alguns de seus sais foram destinados a relógios de cor, então proibiu este aplicativo por causa dos riscos para aqueles que os carregavam.
