Alkáliföldfémek

Az alkáliföldfémek a periódusos rendszer II-es főcsoportjában (IUPAC szerinti 2-es csoportjában) található elemek. Többnyire szürke színű, kis sűrűségű, puha fémek. A berillium (Be), magnézium (Mg), kalcium (Ca), stroncium (Sr), bárium (Ba) és a rádium (Ra) tartozik ebbe a csoportba. A „föld” régi elnevezés, vízben rosszul oldódó nemfémes anyagokra használták (először csak az oxidok voltak ismertek).

Az alkáliföldfémek

TulajdonságaikSzerkesztés

Az alkáliföldfémek kis sűrűségű, viszonylag puha, de az alkálifémeknél keményebb fémek, keménységük a periódusos rendszerben lefelé csökken. Szürke színűek, kivéve a stronciumot, amely sárgás árnyalattal is rendelkezik. Az elektromos áramot jól vezetik, standardpotenciáljuk rendkívül negatív.

A csoportban lefelé haladva az atomtömegükkel együtt a reakcióképességük is nő.[1] A magnézium kevésbé reakcióképes, mivel felületén – a levegő oxigénjével érintkezve – összefüggő oxidréteg alakul ki, mely megóvja a további oxidációtól. A másik érdekes elem a rádium, mely radioaktív tulajdonságokkal rendelkezik. Az alkáliföldfémek közül külön kell említeni a berilliumot, mely a csoport többi elemétől erősen eltérő fizikai és kémiai tulajdonságokat mutat. Rideg, kemény fém, kevésbé reakcióképes, mint a csoport többi eleme. Kénnel, nitrogénnel, és a berillium kivételével a hidrogénnel is közvetlenül reakcióba lépnek. Vízzel való reakciójuk nem annyira heves, mint az alkálifémek esetében. Ennek során erős bázisokat (alkáli-hidroxidokat) képeznek. Kivétel ez az alól a berillium, mely a vízzel sem reagál, illetve a magnézium csak vízgőzzel, a kalcium pedig csak meleg vízzel lép reakcióba. Halogénekkel ionos sókat képeznek, kivéve a berilliumot, melynek halogenidjeiben kovalens kötés található.[2] Gyorsan oxidálódnak, levegőn egyedül a magnézium állandó a védő oxidrétege miatt. Levegőn történő égésük alkalmával az oxidok mellett nitridek is képződnek.

Külső elektronhéjukon 2 db s-elektron található, ezek leadásával érik el a stabil, zárt elektronszerkezetet, kétszeres pozitív töltésű kationokat hozva létre. Ezek az elektronok azonban egy teljesen feltöltött s-pályáról kell, hogy távozzanak, másrészt az első elektron távozása után a második leszakításához már jóval nagyobb energia kell, ezért ezek az elemek kevésbé reakcióképesek az alkálifémekhez képest.

Az alkáliföldfémek fémrácsos anyagok, a berillium és a magnézium hexagonális rácsot, a kalcium és a stroncium lapon középpontos kockarácsot, a bárium és a rádium térben középpontos kockarácsot alkot.

Fontosabb vegyületeikSzerkesztés

  • MgO (keserűföld, égetett magnézia): tűzálló, ionos vegyület
  • MgCO3·CaCO3 (dolomit)
  • CaCO3 (mészkő, márvány, kréta): hevítésével égetett meszet hozunk létre

égetett mész + víz → mészhidrát (exoterm reakció, mészoltás)

mészhidrát + víz → mészpép + víz → mésztej (meszelésnél használják) + víz, majd ülepítés → meszes víz (szén-dioxid kimutatására)

vízzel keverve sűrű szuszpenzió, mely vízben nem oldódik jól

felveszi a kristályvizét → térfogatnövekedés

ha túlhevítjük, összes kristályvizét elveszíti → anhidrit

  • Ca3(PO4)2 : foszforműtrágyák, foszforgyártás
  • Ca(NO3)2 : mész- vagy norvégsalétrom
  • CaCl2 : nagyon jó vízfelvevő tulajdonság → kiizzítva szárítószerként használható (CaCl2·6 H2O)

LángfestésSzerkesztés

 
A kalcium lángfestése
  • kalcium: téglavörös
  • stroncium: bíborvörös
  • bárium: fakózöld
  • rádium: kárminvörös
  • berillium, magnézium: nem festi a lángot

JegyzetekSzerkesztés

  1. Royal Society of Chemistry: Visual Elements: Group 2–The Alkaline Earth Metals. Visual Elements. Royal Society of Chemistry. [2011. október 5-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. január 13.)
  2. Concise Encyclopedia Chemistry, trans. rev. Eagleson, Mary, Berlin: Walter de Gruyter (1994)