Χρήσεις αλκαλικών γαιών μετάλλων

Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών είναι γυαλιστερά, μαλακά ή ημι-μαλακά μέταλλα που είναι αδιάλυτα στο νερό. Είναι γενικά σκληρότερα και λιγότερο δραστικά από τα μέταλλα της ομάδας ΙΑ, όπως το νάτριο, και είναι πιο μαλακά και πιο δραστικά από τα μέταλλα της ομάδας ΙΙΙΑ, όπως το αλουμίνιο. Όταν συνδυάζονται με οξείδια (μόρια οξυγόνου συν ένα άλλο στοιχείο) αποτελούν μερικά από τα πιο κοινά ορυκτά στη Γη, με ποικίλες χρήσεις στη βιομηχανία, την ιατρική και τα καταναλωτικά αγαθά. Ορισμένες ενώσεις εκπέμπουν πολύ φως όταν θερμαίνονται, καθιστώντας τις βασικά συστατικά των πυροτεχνημάτων.

Chemistry of Group IIA

Στις ενώσεις, τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών χάνουν δύο ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας ιόντα με φορτίο 2+. Αντιδρούν εύκολα με το οξυγόνο, το οποίο δέχεται ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν ιόντα με φορτίο 2. Τα θετικά και αρνητικά ιόντα έλκονται μεταξύ τους, με αποτέλεσμα έναν δεσμό που έχει καθαρό φορτίο 0. Οι ενώσεις που προκύπτουν ονομάζονται οξείδια. Τα διαλύματα που παράγονται από αυτά τα οξείδια και το νερό είναι βάσεις με pH μεγαλύτερο από 7. Η αλκαλική φύση αυτών των διαλυμάτων δίνει το όνομά της σε αυτήν την ομάδα μετάλλων. Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών είναι εξαιρετικά αντιδραστικά και η δραστηριότητα αυτών των μετάλλων αυξάνεται κινούμενος προς τα κάτω. Το ασβέστιο, το στρόντιο και το βάριο μπορούν να αντιδράσουν με το νερό σε θερμοκρασία δωματίου.

Βηρύλλιο

Στη στοιχειακή του μορφή, το βηρύλλιο είναι ένα μαλακό μέταλλο, χρώματος ασημί λευκό. Οι ενώσεις μεταλλεύματος που περιέχουν βηρύλλιο, αλουμίνιο και πυρίτιο μπορούν να σχηματίσουν πράσινους και μπλε πολύτιμους λίθους όπως σμαράγδια, γαλαζοπράσινο και αλεξανδρίτη. Το βηρύλλιο είναι χρήσιμο στην ακτινολογία επειδή οι ακτίνες Χ μπορούν να περάσουν μέσα από το βηρύλλιο, κάνοντάς το να φαίνεται διαφανές. Συχνά χρησιμοποιείται για την κατασκευή σωλήνων ακτίνων Χ και παραθύρων. Το βηρύλλιο αυξάνει τη σκληρότητα των κραμάτων που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εργαλείων και ελατηρίων ρολογιών.

Μαγνήσιο

Οι φυσικές ιδιότητες του μαγνησίου είναι παρόμοιες με το βηρύλλιο. Δεν αντιδρά με νερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά αντιδρά εύκολα με οξέα. Το μαγνήσιο είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία που βρίσκονται στον φλοιό της Γης και είναι βασικό συστατικό της χλωροφύλλης, της ουσίας στα πράσινα φυτά που χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση. Το μαγνήσιο είναι χρήσιμο στην υγειονομική περίθαλψη καθώς είναι ένα από τα κύρια συστατικά των αντιόξινων, των καθαρτικών και των αλάτων Epsom. Η καύση του μαγνησίου αποδίδει μια λαμπερή, λευκή φλόγα που διαρκεί, καθιστώντας το χρήσιμο σε πυροτεχνήματα και φωτοβολίδες.

Ασβέστιο

Το ασβέστιο είναι ακόμη πιο άφθονο στη Γη από το μαγνήσιο. Το ασημί, ημι-μαλακό μέταλλο σχηματίζει εύκολα ενώσεις τόσο με μόρια οξυγόνου όσο και με νερό. Στη φύση απαντάται συνήθως ως ανθρακικό ασβέστιο ή ασβεστόλιθος. Το ασβέστιο είναι ένα βασικό συστατικό στις δομές των ζωντανών όντων, συμπεριλαμβανομένων των οστών, των δοντιών, των οστράκων και των εξωσκελετών. Το ασβέστιο είναι επίσης μια σημαντική ουσία για τις ανθρωπογενείς κατασκευές επειδή χρησιμοποιείται για την κατασκευή σοβά, τσιμέντου, γυψοσανίδας και άλλων δομικών υλικών.

Στρόντιο

Γυαλιστερό και μαλακό, το στρόντιο σχηματίζει ενώσεις με οξυγόνο και άλλα οξείδια όπως το ανθρακικό (CO₃ ), νιτρικό (NO₃). ), θειικό (SO₄ ) και χλωρικό (ClO₃ ). Τα άλατα που προέρχονται από ενώσεις στροντίου καίγονται κόκκινο και χρησιμοποιούνται σε πυροτεχνήματα και εκλάμψεις σημάτων.

Βάριο

Σε αντίθεση με τη διαφάνεια του βηρυλλίου, οι ακτίνες Χ δεν μπορούν να διαπεράσουν το βάριο. Το θειικό βάριο χρησιμοποιείται συνήθως για να βοηθήσει στη χρήση ακτίνων Χ για την ανίχνευση προβλημάτων στην πεπτική οδό. Αυτή η ένωση είναι αδιάλυτη στο νερό και καλύπτει τον οισοφάγο, το στομάχι και τα έντερα όταν καταπίνεται. Το νιτρικό βάριο και το χλωρικό βάριο χρησιμοποιούνται σε πυροτεχνήματα για να εκπέμπουν πράσινο φως όταν θερμαίνονται. Το βάριο είναι επίσης ένα συστατικό σε χρωστικές βαφής.

Ράδιο

Το ράδιο είναι λευκό χρώμα και απαλό και γυαλιστερό όπως τα άλλα μέταλλα των αλκαλικών γαιών. Ωστόσο, η ραδιενέργεια του το κάνει να ξεχωρίζει από την υπόλοιπη ομάδα του. Λίγο μετά την ανακάλυψή του από τους Curies στα τέλη του 1800, το ράδιο χρησιμοποιήθηκε για ιατρικές θεραπείες και για την κατασκευή ρολογιών και ρολογιών που λάμπουν στο σκοτάδι. Δεκαετίες αργότερα η χρήση του ραδίου σταμάτησε όταν οι άνθρωποι ανακάλυψαν τους κινδύνους της ακτινοβολίας. Σήμερα το ράδιο χρησιμοποιείται στη θεραπεία ορισμένων τύπων καρκίνου.