6.10: Metales alcalinotérreos

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¿Cómo se relacionan las conchas de ostra y la química?

Damos mucha química por sentada. Muy pocos de nosotros pensamos en la química de las conchas de hueso o ostras. Ambos materiales tienen grandes cantidades de compuestos de calcio en ellos y juegan un papel importante en el mantenimiento de la estructura del organismo. La concha proporciona un sólido entorno para la ostra. Los huesos dan soporte al cuerpo para que la persona pueda moverse y no solo ser una masa blanda de tejido.

Metales alcalinotérreos

Los elementos del grupo 2 se denominan metales “alcalinotérreos” (columna tan abajo). El nombre “alcalino” proviene del hecho de que los compuestos de estos elementos forman soluciones básicas (pH mayor a 7) o alcalinas cuando se disuelven en agua. Si todos los elementos del Grupo 1 tienen un\(s\) electrón en su orbital exterior, podemos predecir que los elementos del Grupo 2 tendrán dos electrones en esa capa exterior.

El átomo de berilio, el primer elemento del Grupo 2, tiene un número atómico de cuatro. El átomo tiene la cáscara 1s llena así como la cáscara 2s, dando un total de cuatro electrones (\(1s^2 2s^2\)). Obsérvese que hay dos\(s\) electrones en la capa externa, una estructura que es característica de los elementos del Grupo 2. El bario (número atómico 56) tiene la misma estructura de capa externa de dos electrones en el\(s\) orbital, a pesar de que la estructura interna de electrones para el bario es bastante complicada.

El radio (número atómico 88) tiene propiedades similares al bario y también se encuentra en la categoría Grupo 2. Sin embargo, el radio es un elemento radiactivo y generalmente se encuentra bajo la categoría de radioisótopos además de ser un metal alcalinotérreo, debido a que no es un elemento estable.

Los elementos del Grupo 2 tienden a ser menos reactivos que sus homólogos del Grupo 1. La necesidad de eliminar dos electrones para que el material reaccione significa que se necesita más energía para la eliminación de electrones. Sin embargo, estos elementos son lo suficientemente reactivos como para no existir en sus formas elementales en la naturaleza, sino que están presentes como compuestos.

Usos de los compuestos alcalinotérreos

Dado que el magnesio arde intensamente, se usa en bengalas y fuegos artificiales. Las aleaciones de magnesio con aluminio proporcionan materiales ligeros y resistentes para aviones, misiles y cohetes. Varios antiácidos utilizan hidróxido de magnesio para neutralizar el exceso de ácido estomacal.

Los compuestos de calcio se encuentran ampliamente en la piedra caliza, el mármol y la tiza. El calcio es un constituyente importante del cemento. Otros usos incluyen el cloruro de calcio como deshielo y la piedra caliza como pigmento blanco en pinturas y pasta de dientes.

El estroncio es ampliamente utilizado en fuegos artificiales e imanes. Los compuestos de bario se pueden usar en pinturas, relleno para caucho, plástico y resinas, y como medio de contraste para rayos X. Muchos compuestos de berilio son tóxicos, pero estos materiales se han empleado en aleaciones metálicas.

Resumen

Los elementos alcalinotérreos se encuentran en el Grupo 2 de la tabla periódica.
Cada uno de estos elementos tiene dos electrones s en su capa exterior.
Los elementos alcalinotérreos son menos reactivos que los metales alcalinos.

Revisar

¿Por qué estos elementos se conocen como elementos “alcalinotérreos”?
¿Cuántos electrones hay en la capa exterior de los elementos alcalinotérreos?
¿Los elementos alcalinotérreos son más o menos reactivos que los metales alcalinos? Explica tu respuesta.
¿Se suele considerar el radio como parte de la categoría alcalinotérrea en términos de química? Explica tu respuesta.