5.2: Metales del Grupo 2
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Los metales del grupo 2 desde el berilio Be, hasta el radio, Ra, también se denominan metales alcalinotérreos (Cuadro\(\PageIndex{2}\)). El berilio es un componente del berilo o esmeralda. La esmeralda es un mineral que contiene cerca de 2% de cromo, Cr, en berilo, Be 3 Al 2 Si 6 O 18. El berilio metálico es de color blanco plata y se utiliza en aleaciones especiales y para la ventana de tubos de rayos X, o un moderador de reactores nucleares, etc. Los compuestos de Be 2 + se asemejan a los compuestos de Mg 2 + o Al 3 +. Dado que el berilio es un veneno mortal, debe manejarse con el debido cuidado.
| mp (°C) |
bp (°C) |
d (20 °C) (g cm -3) |
E 0 (V) M 2+ +2e - |
Yo primero |
(kJ mol -1) segundo |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| Be | 1287 | 2471 | 1.85 | -1.85 | 899 | 1757 |
| Mg | 650 | 1090 | 1.74 | -2.37 | 737 | 1450 |
| Ca | 842 | 1484 | 1.55 | -2.87 | 590 | 1145 |
| Sr | 777 | 1382 | 2.63 | -2.90 | 549 | 1064 |
| Ba | 727 | 1897 | 3.62 | -2.91 | 503 | 965 |
| Ra | 700 | 5.5 | -2.82 | 509 | 975 |
El magnesio, Mg, se produce principalmente como carbonatos, sulfatos y silicatos, y su abundancia se encuentra entre los de sodio y calcio, Ca. Se produce por electrólisis de sal fundida de cloruro de magnesio, MgCl 2, o la reacción de dolomita, CaMg (CO 3) 2, con aleación de ferrosilicio FeSi. El metal de magnesio es de color blanco plateado y la superficie se oxida en el aire. A altas temperaturas, el magnesio reacciona con el gas nitrógeno para convertirse en nitruro, Mg 3 N 2. El metal se quema muy intensamente y todavía se usa para luces de flash. La aleación con aluminio es ligera y resistente y se utiliza como material estructural en automóviles y aviones.
Mg 2+ es el ion metálico central en el anillo de porfirina de la clorofila, y juega un papel importante en la fotosíntesis. El reactivo de Grignard, rMgX, que F. A. V. Grignard de Francia sintetizó en 1900, es un compuesto organometálico típico de un metal del grupo principal y es ampliamente utilizado para las reacciones de Grignard. Este es un reactivo importante premiado con un premio Nobel (1912), y es muy útil no sólo para las reacciones orgánicas sino también para la conversión de haluros metálicos en compuestos organometálicos.
El calcio está contenido en silicatos, carbonatos, sulfatos, fosfatos, fluorita, etc. El calcio es un metal blanco plateado y blando que se fabrica por electrólisis de sal fundida de cloruro de calcio CaCl 2.
La cal viva, CaO, se produce por la calcinación de piedra caliza, CaO 3, a 950-1100 °C. La producción de cal viva ocupa el segundo lugar después del ácido sulfúrico en las industrias químicas inorgánicas. El hidróxido de calcio, Ca (OH) 2, también se llama cal apagada. El carbonato de calcio es el componente principal de la piedra caliza y la piedra caliza es muy importante para la producción de cemento. El yeso es un dihidrato de sulfato de calcio CaSO 4 • 2H 2 O y se obtiene en grandes cantidades como subproducto de la desulfuración de gas de apilamiento, y además de usos convencionales también se utiliza como material de construcción, etc.
Aunque el calcio no es importante ni en la química de los sistemas de solución acuosa ni en la química organometálica en disolventes orgánicos, el elemento juega un papel muy importante en los organismos vivos. El calcio no solo es el material estructural de los huesos y los dientes, los iones de calcio también tienen una amplia gama de funciones en los sistemas biológicos, como la estabilización de proteínas, la transferencia de la acción hormonal, la contracción muscular, la comunicación nerviosa y la coagulación sanguínea.
El estroncio, Sr, es un metal blando blanco plateado. La superficie es oxidada por el aire a temperatura ambiente, y se convierte en una mezcla de óxido, SRo y nitruro, Sr 3 N 2, a altas temperaturas. A pesar del contenido relativamente alto de estroncio en la corteza terrestre, el lement no ha sido ampliamente estudiado y su aplicación es limitada. Hay cuatro isótopos naturales y 88 Sr (82.58%) es el más abundante. Dado que el isótopo artificial 90 Sr se obtiene a bajo costo por reacción nuclear, se utiliza como fuente de\(\beta\) partículas, y como trazador radiactivo. Sin embargo, este isótopo, así como 137 Cs, tiene una vida media larga (28.8 y) y ambos están presentes en la precipitación radiactiva que acompaña a las pruebas nucleares explosivas. Ambos se consideran muy peligrosos.
La química del bario, Ba, no es excepcional pero BaSO 4 se utiliza como medio de contraste para el diagnóstico de rayos X del estómago porque es insoluble en ácido clorhídrico. El ion Ba 2 + es altamente tóxico y los compuestos solubles en agua que contienen el ion deben manejarse con cautela.
Si bien el radio, Ra, existe en los minerales de uranio, el contenido es tan bajo como 10 -6 veces el del uranio, U. El señor y la señora Curie aislaron una cantidad traza de cloruro de uranio de toneladas de pitchblende en 1898. El uranio elemental también fue aislado por la señora Curie a través de una amalgama. Aunque el radio tiene importancia histórica en la radioquímica, ya no se utiliza como fuente de radiación.
Ejercicio\(\PageIndex{2}\)
Mostrar ejemplos de compuestos organometálicos del grupo principal que se utilizan a menudo en la química sintética.
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-
- Butil litio, LiBu,
- Reactivo Grignard, RmGbr,
- Trietilaluminio, AlEt 3,
- Y dietil zinc ZNet 2.