Grupo 2A Metales alcalinotérreos. Berilio (Be) Magnesio (Mg)

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1 Grupo 2A Metales alcalinotérreos. Berilio (Be) Magnesio (Mg)
Calcio (Ca) Estroncio (Sr) Bario (Ba) Radio (Ra)

2 Propiedades generales.
Sólidos a temperatura ambiente Propiedades metálicas típicas Más electronegativos que los metales alcalinos Más densos que los metales alcalinos Más duros que los metales alcalinos Los compuestos que forman son predominantemente iónicos (a excepción del Be)

3 Configuración electrónica.
Elemento Número atómico Configuración electrónica Be 4 [He] Mg 12 [Ne] Ca 20 [Ar] Sr 38 [Kr] Ba 56 [Xe] Ra 88 [Rn]

4 Be Mg Ca Sr Ba Ra Radio atómico/ (A) 0.90 1.30 1.74 1.92 1.98 2.23 Radio Iónico/ pm 31 65 99 113 135 140 1° Energía de ionización /Kjmol-1 900 736 590 548 502 510 Electronegatividad 1.57 1.31 1 0.95 0.89 Densidad /g cm-3 1.85 1.54 2.62 3.51 5.00 Punto de fusión /° C 1280 650 850 768 714 700 H sub/ KJ mol-1 321 150 193 164 176 130

5 Métodos de Obtención Existen dos métodos fundamentales de obtención:
Electrólisis de sus haluros fundidos: MX2(l) —> M(l) + X2(g). Reducción de sus óxidos con carbono: MO(s) + C(s) —> M(s) + CO(g)

6 BERILIO

7 Presencia en la naturaleza
El mineral principal del cual se extrae el metal es el mineral berilio Be3Al2(SiO3)6 . También existe como bertrandita, [Be4(SiO4)2.H2O], crisoberilo [BeO.Al2O3] y fenaquita [Be2SiO4]. La esmeralda y el aguamarina son dos piedras preciosas de berilio con impurezas de Cr3+ y Fe3+.

8 Método de extracción Se calienta el mineral berilio con hexafluorosilicato de sodio, Na2SiF6 para producir BeF2, este a su vez se reduce al elemento por medio de magnesio. Mediante electrólisis de Na2BeF4

9 Usos Debido a su baja densidad se emplea en la construcción de satélites y misiles (con Aluminio). En ventanas de tubos de Rayos X, ya que al tener pocos electrones, láminas finas del metal son transparentes a los mismos y esto se usa para litografiado con rayos X de microcircuitos integrados. Aleado con cobre se usa para muelles de reloj, contactos eléctricos, electrodos de soldadura de punto. Moderador y reflector en reactores nucleares y fuente de neutrones mezclado con un emisor de partículas α. En general se utiliza donde se requiera ligereza, rigidez y estabilidad dimensional: giróscopos, partes de computadoras, aviones, cohetes y satélites, armadura de limpiaparabrisas, frenos de disco, estructuras,… etc.

10 Toxicidad Tanto el berilio como sus aleaciones son tóxicas.
Las sales solubles de berilio son altamente toxicas (causan problemas en los pulmones, beriliosis) por lo que se han restringido sus aplicaciones industriales.

11 Magnesio El magnesio ocupa el octavo lugar en abundancia en la corteza terrestre (2,33% en peso)

12 ¿Dónde lo encuentro? Magnesita (MgCO3) Dolomita Epsomita
Serpentina [Mg3(Si2O5)(OH)4] Olivino Esteatita (MgSiO3) Talco [Mg3(Si4O10)(OH)2]

13 Obtención Electrólisis : MgCl2 fundido con CaCl2 NaCl (700-720ºC)
MgCl2 Mg Cl- Reducción silicotérmica de MgO en contenedores de cromo-níquel (con una mezcla de ferrosilicio [Si(Fe)], espato flúor (CaF2) y dolomita calcinada), a baja presión y 1160ºC. Oxido de metal + Silicio ↔ Metal + Oxido de silicio

14 Curiosidades Es un oligoelemento esencial en los seres vivos (en humanos son necesarios unos 300 mg/día; las clorofilas (compuestos más importantes que contienen el elemento) No debe emplearse agua ni extintores de CO2 para apagar un fuego de magnesio, debido a que reacciona con el N2 y el CO2, además del O2, especialmente cuando está humedecido.

15 Curiosidades En el siglo XVII, se descubre la riqueza de las sales minerales de sus aguas al comprobar que curaban heridas y erupciones en la piel. Estas características se confirman en las llamadas "sales de Epsom", en las que abunda el sulfato de magnesio. El chocolate puro tiene menos grasa y una gran cantidad de magnesio y hierro. Después de los cuatro elementos lógicos (oxígeno, hidrógeno, sodio y cloro) el elemento más abundante en los océanos es el magnesio.

16 Aplicaciones El MgSO4 es muy soluble en agua y se emplea en la industria textil, papelera, como laxante y como abono El magnesio da origen a los llamados "compuestos de Grignard”. Es utilizado en aleaciones ligeras, materiales útiles para: construcciones aeronáuticas, automóviles y construcción de misiles

17 Calcio Estructura cristalina: Cúbica centrada en las caras
Propiedades físicas Estado de la materia: Sólido Punto de fusión: 1115 K Punto de ebullición: 1757 K Entalpía de vaporización: 153,6 kJ/mol Entalpía de fusión: 8,54 kJ/mol Calcio

18 ánodo: 2Cl- → Cl2 (gas) + 2e-
Es menos reactivo que otros de los metales alcalinotérreos. Se encuentra en prácticamente todas las zonas terrestres del mundo. Es el quinto elemento en abundancia en la corteza terrestre (3,6% en peso) No se encuentra en estado nativo sino formando compuestos. El metal se aísla por electrólisis del cloruro de calcio: cátodo: Ca e → Ca ánodo: 2Cl- → Cl2 (gas) + 2e-

19 Piedra caliza (CaCO3 ),calcita, mármol
Entre los minerales que lo contienen destacan: Piedra caliza (CaCO3 ),calcita, mármol Anhidrita (CaSO4), Yeso CaSO4·2H2O Fluorofosfato de calcio (Apatita) Ca5(PO4)3F Óxido de calcio y magnesio (CaO), (CaMgO2) CaSO4·2H2O Ca5(PO4)3F CaCO3

20 Datos curiosos. Cuarto componente en el cuerpo después de agua proteínas y grasas. La tortilla tiene más calcio que la leche. El esqueleto humano contiene 1 kilo de calcio Coca Cola: el ingrediente activo es ácido fosfórico .El ácido fosfórico es dañino para el calcio de los huesos y es uno de los mayores contribuyentes al aumento de la osteoporosis. A medida que se envejece las necesidades de calcio aumentan 279 – 1300mg por día.

21 Datos curiosos. Algunos bebés han nacido con la dentadura completa, como el rey Luis XIV. El CaCl2 es un medicamento utilizado para hipo calcemia y toxicidad del magnesio. A las mujeres se les recomienda aumentar el consumo de calcio para disminuir la depresión post- parto. Cosas roban calcio: Falta de ejercicio, consumo excesivo de tabaco y bebida.

22 Estroncio

23 Estroncio Recibe el nombre de una aldea escocesa “Strontian”
Metal ligero, blanco plateado, fácilmente deformable Se encuentra en la naturaleza como carbonato de estroncio SrCO3 (estroncionita) y como sulfato de estroncio SrSO4 (celestita) Celestita Estroncionita Se extrae por medio de la electrolisis del SrCl2 , fundido por reducción del SrO con el aluminio El estroncio reacciona de manera vigorosa con el agua y en forma de polvo finamente dividido se enciende en el aire

24 Aplicaciones Se utiliza para pirotecnia
El carbonato de estroncio se usa para producir una coloración roja al formarse SrCl2 . Para bengalas de emergencia El nitrato de estroncio se mezcla con aserrín, ceras, azufre y KClO4y se empacan en un tubo impermeable. En vidrios para los cinescopios de televisores a color El Titanato de estroncio SrTiO3, se emplea para fabricar gemas artificiales

25 BARIO (Ba) Fue aislado en por el científico inglés Sir Humphrey Davy que le dio nombre. Previamente, en , Scheele señaló su existencia al establecer las diferencias entre la cal y la barita, a la que llamó tierra pesada.

26 Propiedades. Bastante reactivo.
Se oxida rápidamente en contacto con el aire por lo que debe guardarse bajo petróleo y descompone vigorosamente el agua fría liberando hidrógeno. En los ensayos a la llama da un color verde característico.

27 Reactividad Con aire: Vigorosa; con calor BaO ; Ba2 N3 Con H2O:
Vigorosa; H2 ; Ba(OH)2 Con HCl 6M: Vigorosa; H2 ; BaCl2 Con HNO3 15M: Suave; Ba(NO3)2 Con NaOH 6M: Se vuelve pasivo

28 Preparación. Se extrae por electrólisis de una disolución de su cloruro usando cátodo de mercurio y destilando en el vacío la amalgama formada. También se extrae por electrólisis del cloruro fundido y por reducción del BaO con aluminio.

29 CURIOSIDADES DEL BARIO
Cubrir conductores eléctricos en aparatos electrónicos y en sistemas de ignición de automóviles. El sulfato de bario purificado se usa en la radiología para diagnosticar problemas gastrointestinales. El nitrato de bario se usa en pirotecnia para dar color verde. BaCO3 se utiliza esmaltes cerámicos, como componente de algunos raticidas. El bario como metal tiene pocas aplicaciones

30

31 RADIO

32 Propiedades particulares
Es el mas pesado de los alcalinotérreos Es uno de los mas voluminosos Es un elemento radioactivo Los compuestos formados por el radio producen o emiten rayos alfa , meta y gama Tiene una estructura cristalina cubica centrada en el cuerpo Fue descubierto por Marie Curie y su marido en 1898

33 Método de obtención Se obtiene como resultado de los procesos de desintegración en minerales de torio y uranio. Puede extraerse mediante lavados durante el procesado de los mismos, obteniéndose como bromuro o cloruro de radio. Electrólisis de una disolución de cloruro de radio puro con un cátodo de mercurio; la amalgama se destila en atmósfera de hidrógeno y, así, se obtiene el metal puro. 7 toneladas de mineral contienen aproximadamente 1 g de radio

34 Aplicaciones Se emplea en pinturas luminosas, ya que, tanto el radio como sus sales presentan luminiscencia. Se utiliza como fuente de neutrones. En medicina se emplea para el tratamiento del cáncer (aunque está siendo sustituido por isótopos más baratos y menos peligrosos, como el 60Co).