الخواص الكيميائية للمعادن الأرضية القلوية ، التفاعلات والتطبيقات

ال المعادن الأرضية القلوية هي تلك التي تشكل المجموعة 2 من الجدول الدوري ، ويتم الإشارة إليها في العمود الأرجواني في الصورة السفلى. من الأعلى إلى الأسفل ، هي البريليوم والمغنيسيوم والكالسيوم والسترونتيوم والباريوم والراديوم. لتذكر أسمائهم ، هناك طريقة ممتازة للتذكير هي نطق السيد بيكامبجارا.

تحطيم خطابات السيد Becamgbara ، على المرء أن "الأب" هو السترونتيوم. "Be" هو الرمز الكيميائي للبريليوم ، "Ca" هو رمز الكالسيوم ، "Mg" هو رمز المغنيسيوم ، و "Ba" و "Ra" يتوافقان مع الباريوم والراديوم للمعادن ، والثاني عنصر من عناصر الطبيعة إشعاعي النشاط.

يشير المصطلح "قلوي" إلى حقيقة أن هذه المعادن قادرة على تكوين أكاسيد أساسية للغاية ؛ ومن ناحية أخرى ، يشير مصطلح "terre" إلى الأرض ، الاسم الممنوح بسبب انخفاض ذوبانه في الماء. هذه المعادن في حالتها النقية لها ألوان فضية مماثلة ، مغطاة بطبقات من أكسيد رمادي أو أسود.

كيمياء الفلزات القلوية غنية للغاية: من مشاركتها الهيكلية في العديد من المركبات غير العضوية إلى ما يسمى المركبات العضوية المعدنية ؛ هذه هي تلك التي تتفاعل عن طريق الروابط التساهمية أو بالتنسيق مع الجزيئات العضوية.

مؤشر

• 1 الخواص الكيميائية
  • 1.1 شخصية أيونية
  • 1.2 الروابط المعدنية
• 2 ردود الفعل
  • 2.1 رد فعل مع الماء
  • 2.2 رد فعل مع الأكسجين
  • 2.3 رد فعل مع الهالوجينات
• 3 تطبيقات
  • 3.1 البريليوم
  • 3.2 المغنيسيوم
  • 3.3 الكالسيوم
  • 3.4 السترونتيوم
  • 3.5 الباريوم
  • 3.6 راديو
• 4 المراجع

الخواص الكيميائية

جسديا ، فهي أكثر صلابة وكثافة وأكثر مقاومة لدرجات الحرارة من المعادن القلوية (المجموعة 1). يكمن هذا الاختلاف في ذراتهم ، أو ما هو نفسه ، في بنياتهم الإلكترونية.

عند الانتماء إلى نفس المجموعة من الجدول الدوري ، فإن جميع متجانساتها تظهر خواص كيميائية تحددها على هذا النحو.

لماذا؟ لأن التكوين الإلكتروني التكافؤ هو نالصورة², مما يعني أن لديهم إلكترونين للتفاعل مع الأنواع الكيميائية الأخرى.

شخصية أيونية

بسبب طبيعتها المعدنية ، فإنها تميل إلى فقدان الإلكترونات لتشكيل الكاتيونات ثنائي التكافؤ: كن²⁺, ملغ²⁺, كاليفورنيا²⁺, ريال²⁺, با²⁺ ورا²⁺.

بنفس الطريقة التي يتغير بها حجم ذراتها المحايدة أثناء نزولها من خلال المجموعة ، فإن الكاتيونات لها تصبح أكبر²⁺ حتى رع²⁺.

نتيجة لتفاعلاتهم الإلكتروستاتيكية ، تشكل هذه المعادن الأملاح مع أكثر العناصر إلكترونيا. هذا الميل العالي لتشكيل الكاتيونات هو نوعية كيميائية أخرى من المعادن الأرضية القلوية: فهي حساسة للغاية.

تتفاعل الذرات الضخمة بسهولة أكبر من الذرات الصغيرة ؛ وهذا هو ، رع هو المعدن الأكثر تفاعلا ويكون أقل رد الفعل. هذا هو نتاج القوة الأقل جاذبية التي تمارسها النواة على الإلكترونات البعيدة بشكل متزايد ، والتي من المرجح الآن أن "تنجو" من ذرات أخرى.

ومع ذلك ، ليست كل المركبات ذات طبيعة أيونية. على سبيل المثال ، البريليوم صغير جدًا وذو كثافة شحن عالية ، مما يستقطب السحابة الإلكترونية للذرة المجاورة ليشكل رابطة تساهمية.

ما هي النتيجة التي تجلبها؟ أن مركبات البريليوم هي في الغالب تساهمية وغير أيونية ، على عكس غيرها ، حتى لو كان الكاتيون يكون²⁺.

روابط معدنية

من خلال امتلاك إلكترونين متساويين ، يمكنهم تكوين "بحار إلكترون" مشحونة أكثر في بلوراتهم ، والتي تدمج الذرات المعدنية وتجميعها عن كثب على عكس المعادن القلوية.

ومع ذلك ، فإن هذه الروابط المعدنية ليست قوية بما يكفي لمنحهم خصائص صلابة رائعة ، كونها لينة بالفعل.

أيضا ، هذه ضعيفة بالمقارنة مع المعادن الانتقالية ، والتي تعكس انخفاض درجة انصهارها وغليانها.

ردود الفعل

المعادن الأرضية القلوية تفاعلية للغاية ، وهذا هو السبب في أنها لا وجود لها في الطبيعة في حالاتها النقية ، ولكن ملزمة في مختلف المركبات أو المعادن. يمكن تلخيص ردود الفعل وراء هذه التكوينات بشكل عام لجميع أعضاء هذه المجموعة

رد فعل مع الماء

تتفاعل مع الماء (باستثناء البريليوم ، بسبب "مثابرة" لتقديم زوج من الإلكترونات) لإنتاج هيدروكسيدات التآكل وغاز الهيدروجين.

م (ق) + 2H₂O (l) => M (OH)₂(ac) + H₂(G)

هيدروكسيدات المغنيسيوم-مغ (OH)₂- ومن berili -Be (OH)₂- فهي ضعيفة الذوبان في الماء ؛ بالإضافة إلى ذلك ، الثانية ليست أساسية للغاية ، لأن التفاعلات ذات طبيعة تساهمية.

رد فعل مع الأكسجين

إنها تحترق عند ملامسة الأكسجين الموجود في الهواء لتكوين الأكاسيد أو البيروكسيدات المقابلة الباريوم ، ثاني أكثر المعادن كثافة ، يشكل بيروكسيد (باو)₂) ، أكثر استقرارا بسبب أنصاف الأيونات با²⁺ و يا₂^2- أنها متشابهة ، وتعزيز الهيكل البلوري.

رد الفعل هو على النحو التالي:

2M (ق) + O₂(g) => 2MO (s)

لذلك ، فإن الأكاسيد هي: BeO ، MgO ، CaO ، SrO ، BaO و RaO.

رد فعل مع الهالوجينات

هذا يتوافق مع عندما تتفاعل في وسط حامض مع الهالوجينات لتشكيل هاليدات غير عضوية. هذا له الصيغة الكيميائية العامة MX₂, ومن بين هؤلاء: CaF₂, BeCl₂, SrCl₂, باي₂, الراي₂, CABR₂, الخ.

تطبيقات

البيريليوم عنصر فلزي

نظرًا لتفاعله الخامل ، فإن البريليوم معدن ذو مقاومة عالية للتآكل ، ويضاف بنسب صغيرة إلى سبائك النحاس أو أشكال النيكل ذات الخواص الميكانيكية والحرارية المثيرة للاهتمام للصناعات المختلفة.

من بين تلك التي تعمل مع المذيبات المتطايرة ، والتي يجب ألا تنتج الأدوات الشرر بسبب الصدمات الميكانيكية. أيضا ، تجد سبائكها تستخدم في تطوير الصواريخ والمواد للطائرات.

المغنيسيوم

على عكس البريليوم ، يعد المغنيسيوم أكثر ملاءمة للبيئة وهو جزء أساسي من النباتات. لهذا السبب لها أهمية بيولوجية عالية وفي صناعة الأدوية. على سبيل المثال ، مغنيسيوم الحليب هو علاج للحرقة ويتكون من محلول المغنيسيوم (OH)₂.

كما أن لديها تطبيقات صناعية ، مثل لحام سبائك الألمنيوم والزنك ، أو في إنتاج الصلب والتيتانيوم.

الكلسيوم

أحد الاستخدامات الرئيسية له هو CaO ، الذي يتفاعل مع aluminosilicates وسيليكات الكالسيوم لإعطاء الأسمنت والخرسانة خصائصه المطلوبة للمباني. كما أنها مادة أساسية في إنتاج الصلب والزجاج والورق.

من ناحية أخرى ، فإن CaCO₃ يشارك في عملية سولفاي لإنتاج نا₂CO₃. من جانبها ، و CaF₂ يجد استخدامها في تصنيع الخلايا للقياسات الطيفية.

تستخدم مركبات الكالسيوم الأخرى في تحضير الطعام أو منتجات العناية الشخصية أو مستحضرات التجميل.

الإسترونتيوم عنصر فلزي

عند الاحتراق ، تومض السترونتيوم ضوءًا أحمر مكثفًا ، يُستخدم في الألعاب النارية ولإشعال النار.

الباريوم

مركبات الباريوم تمتص الأشعة السينية ، وبالتالي فإن BaSO₄ -وهو أيضا غير قابل للذوبان ويمنع با²⁺ روند السامة خالية من الكائن الحي - يستخدم لتحليل وتشخيص التغييرات في عمليات الجهاز الهضمي.

راديو

وقد استخدم الراديوم في علاج السرطان بسبب نشاطه الإشعاعي. تم تصميم بعض أملاحها لتلوين الساعات ، ثم حظرت هذا التطبيق بسبب المخاطر بالنسبة لأولئك الذين حملوها.

مراجع

1. Helmenstine ، آن ماري ، دكتوراه (7 يونيو 2018). المعادن الأرضية القلوية: خصائص مجموعات العناصر. تم الاسترجاع في 7 يونيو ، 2018 ، من: thinkco.com
2. Mentzer، A.P. (14 مايو 2018). استخدامات المعادن القلوية الأرضية. Sciencing. تم الاسترجاع في 7 يونيو 2018 ، من: sciencing.com
3. ما هي استخدامات الأرض القلوية المعدنية؟ (29 أكتوبر 2009). eNotes. تم الاسترجاع في 7 يونيو 2018 ، من: enotes.com
4. Advameg، Inc. (2018). المعادن الأرضية القلوية. تم الاسترجاع في 7 يونيو 2018 ، من: scienceclarified.com
5. ويكيبيديا. (2018). القلوية الأرض المعدنية. تم الاسترجاع في 7 يونيو 2018 ، من: en.wikipedia.org
6. كيمياء LibreTexts. (2018). القلوية الأرض المعادن (المجموعة 2). تم الاسترجاع في 7 يونيو ، 2018 ، من: chem.libretexts.org
7. العناصر الكيميائية. (11 أغسطس 2009). البريليوم (Be). [الشكل]. تم الاسترجاع في 7 يونيو 2018 ، من: commons.wikimedia.org
8. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية في عناصر المجموعة 2. (الطبعة الرابعة.). مولودية جراو هيل.