Grupo IIA : Metales Alcalinos-Térreos

Definición

Los metales alcalinotérreos son un grupo de elementos que se encuentran situados en el grupo 2 de la Tabla periódica y son los siguientes: Berilio (Be),Magnesio (Mg), Calcio(Ca), Estroncio(Sr), Bario(Ba) y Radio(Ra). Este último no siempre se considera, pues tiene un tiempo de vida media corta.

El nombre de alcalinotérreos proviene del nombre que recibían sus óxidos, tierras, que tienen propiedades básicas (alcalinas). Poseen una electronegatividad≤ 1,57 según la escala de Pauling.

Metales -alcalinos-TérreosBerilio (Be)Magnesio (Mg)Calcio (Ca)Estroncio (Sr)Bario (Ba)Radio (Ra)Son mas duros que los metales alcalinos, pero tienen sus

mismas propiedades metálicas aunque con puntos de fusión y ebullición mas elevados. Son menos reactivos que los metales alcalinos.

El calcio y el magnesio son indispensables para las plantas y animales. Por ejemplo, el magnesio forma parte de la molécula de clorofila y el calcio de los huesos y dientes.

El MagnesioEl magnesio es el elemento químico de

símbolo Mg y número atómico 12. Su masa atómica es de 24,305 u. Es el séptimo elemento en abundancia constituyendo del orden del 2% de la corteza terrestre y el tercero más abundante disuelto en el agua de mar. El ion magnesio es esencial para todas las células vivas. El metal puro no se encuentra en la naturaleza. Una vez producido a partir de las sales de magnesio, este metal alcalino-térreo es utilizado como un elemento de aleación.

Estado natural del Magnesio

Como vimos anteriormente, el magnesio es uno de los elementos químicos más abundantes en la naturaleza y se lo encuentra en forma de minerales.

El magnesio se encuentra principalmente entre los frutos secos: girasol, sésamo, almendras, pistacho, avellanas y nueces.Entre los cereales: germen de trigo, levadura, mijo, arroz y trigo.En las legumbres: soja, alubias, garbanzos y lentejas.Y en los germinados ya que la clorofila contiene magnesio.

Joseph Black El nombre procede

de Magnesia, que en griego designaba una región de Tesalia (Grecia). El inglés Joseph Black reconoció el magnesio como un elemento químico en 1755. En 1808 Sir Humphry Davy obtuvo metal puro mediante electrólisis de una mezcla de magnesia y HgO.

Propiedades Físicas y químicas del Magnesio

Número atómico12Valencia2Estado de oxidación+2Electronegatividad1,2Radio covalente (Å)1,30Radio iónico (Å)0,65Radio atómico (Å)1,60

Configuración electrónica [Ne]3s2

Primer potencial de ionización (eV)

7,65Masa atómica (g/mol)24,305Densidad (g/ml)1,74Punto de ebullición (ºC)1107Punto de fusión (ºC)650

Métodos de Obtención del Magnesio

El magnesio metálico se obtiene por dos métodos diferentes. Uno de ellos consiste en reducir el mineral en hornos eléctricos con carburo de calcio u otros reductores. En el otro método, el magnesio metálico se obtiene en dos fases: cloruración del mineral (magnesia, dolomía o giobertita) y electrólisis a 700°C del cloruro fundido. El metal se acumula en la superficie del baño y el cloro desprendido se recoge y se aprovecha en la fase de cloruración.

Principales compuestos del magnesio y sus usos:

El magnesio forma compuestos bivalentes, siendo el más importante el carbonato de magnesio (MgCO3), se utiliza como material refractario y aislante.

El cloruro de magnesio (MgCl2·6H2O), se usa como material de relleno en los tejidos de algodón y lana, en la fabricación de papel y de cementos y cerámicas.

El citrato de magnesio (Mg3(C6H5O7)2·4H2O), se usa en medicina y en bebidas efervescentes.

El hidróxido de magnesio, (Mg(OH)2), utilizado en medicina como laxante, "leche de magnesia", y en el refinado de azúcar.

Sulfato de magnesio (MgSO4·7H2O), llamado sal de Epson y el óxido de magnesio (MgO), llamado magnesia o magnesia calcinada, se utiliza como material refractario y aislante, en cosméticos, como material de relleno en la fabricación de papel y como laxante antiácido suave.

El Calcio

El calcio es un elemento químico, de símbolo Ca y de número atómico 20.

Se encuentra en el medio interno de los organismos como ion calcio (Ca2+) o formando parte de otras moléculas; en algunos seres vivos se halla precipitado en forma de esqueleto interno o externo. Los iones de calcio actúan de cofactor en muchas reacciones enzimáticas, intervienen en el metabolismo del glucógeno, y junto al potasio y el sodio regulan la contracción muscular. El porcentaje de calcio en los organismos es variable y depende de las especies, pero por término medio representa el 2,45% en el conjunto de los seres vivos; en los vegetales, sólo representa el 0,007%.

Estado natural del Calcio

En estado solido; El calcio se encuentra en forma abundante como carbonato, el cual se presenta en formas múltiples como piedra caliza, cascara de huevo, corales, mármol, espato de Islandia, etc. También se encuentra como Fluoruro, Fluorita o espatofluor, CaF2, y como fosfato, apatito y fosforita, Ca2(PO4)2, y en muchos silicatos compuestos.

Humphry DavyEl calcio (del latín calx,

calis , cal) fue descubierto en 1808 por Humphry Davy  mediante electrólisis de una amalgama de mercurio y cal. Davy mezcló cal humedecida con óxido de mercurio que colocó sobre una lámina de platino, el ánodo, y sumergió una parte de mercurio en el interior de la pasta que hiciera de cátodo; por electrólisis obtuvo una amalgama que, destilada, dejó un residuo sólido muy oxidable, aunque ni siquiera el mismo Davy estaba muy seguro de haber obtenido calcio puro; 

Propiedades físicas y químicas del Calcio

Número atómico20Valencia2Estado de oxidación +2Electronegatividad1,0Radio covalente (Å)1,74Radio iónico (Å)0,99Radio atómico (Å)1,97

Configuración electrónica[Ar]4s2

Primer potencialde ionización (eV)6,15Masa atómica (g/mol)40,08Densidad (g/ml)1,55Punto de ebullición (ºC)1440Punto de fusión (ºC)

838

Métodos de obtenciónReducción aluminotérmica del óxido de

calcio: una mezcla de cal pulverizada y aluminio en polvo se comprime en frío para aglomerarlo y se calienta a 1200 ºC a alto vacío; así, se recoge el vapor del calcio.

Electrólisis de cloruro cálcico fundido: a la sal se le añaden como fundentes fluoruro cálcico y cloruro potásico (para disminuir el punto de fusión) y se calienta a 790 ºC; como ánodo se utilizan placas de cobre y el cátodo es una varilla de hierro.

Principales compuestos del Calcio Bromuro de calcio:Fórmula: CaBr2. XH2O PM. 191.91 (anhídrido)

El Bromuro de calcio es utilizado con igual propósito que las otras sales de Bromo, por la acción sedante del ión bromuro por su acción depresora del sistema nervioso central igual que el calcio, sin embargo el bromuro de calcio es insatisfactorio por su desagradable sabor, acción irritante, etc.

Si se administra por vía oral, solo se puede suministrar por vía intravenosa.

Gluconato de CalcioFórmula: C12H22CaO14(CH2OH(CHOH)4COO)2Ca PM 430.39Es usado como una fuente de Ca++ para suministración oral,

intravenosa.Es muy superior al cloruro de calcio por que tiene mejor sabor y no es

irritante, es clasificado como un electrolito restaurador de calcio, se utiliza sobre todo en personas convalecientes y mujeres en embarazo.

Cont….. Carbonato de CalcioFórmula: CaCO3 PM 100.09 g/molse usa internamente como antiácido por su capacidad para

neutralizar ácidos y su insolubilidad en agua evita que halla una alcalosis sistémica, aunque tiende a causar constipación

Cloruro de calcioFórmula: CaCl2 2H2O PM 147.03Esta sal se usa en la terapia, cuando se administra cloruro

de calcio el calcio es desechado a través del intestino como fosfato de calcio Ca3(PO4)2, la parte del cloruro actúa como HCl con posibilidad de producir acidosis.

Docusato de calcioUsos: es un agente ablandador de materia fecal útil en la

prevención de la constipación o en pacientes en los que esta contraindicado o no es aconsejable el tratamiento con laxantes.

Uso del BerilioElemento de aleación, en aleaciones cobre-berilio con una

gran variedad de aplicaciones.En el diagnóstico con rayos X se usan delgadas láminas de

berilio para filtrar la radiación visible, así como en la litografía de rayos X para la reproducción de circuitos integrados.

Moderador de neutrones en reactores nucleares.Por su rigidez, ligereza y estabilidad dimensional, se

emplea en la construcción de diversos dispositivos como giróscopios, equipo informático, muelles de relojería e instrumental diverso.

El óxido de berilio se emplea cuando son necesarias elevada conductividad térmica y propiedades mecánicas, punto de fusión elevado y aislamiento eléctrico.

Antaño se emplearon compuestos de berilio en tubos fluorescentes, uso abandonado por la beriliosis.

Uso del Estroncio Metalúrgicas: para fabricación de moldes

Electrónicas: en vidrios de tubos de TV color, en pantallas de computadoras, radares e instrumentos de guías y control.

Cerámica y vidrio: en esmaltes de baja temperatura de fusión para cerámicos y coloreado de vidrios y como intermediario en la obtención de SrO

Pirotecnia Civil y Militar: fuegos artificiales, dispositivos de señalización de tráfico y marítimas, municiones trazadoras y bengalas

Cont……. Pinturas: en pinturas anticorrosivas, especialmente para

aluminio y sus aleaciones, en la construcción de aeronaves y barcos.

-Capacitores eléctrico en TV, radios y computadoras Químicas:

- En jabones utilizados como lubricantes sobre las superficies metálicas a altas cargas

- En plásticos, gomas y ceras

- En el refinado de azúcar

Uso del BarioEl bario se usa en pirotecnia, como muchos otros

elementos de los grupos A. El bario metálico tiene pocas aplicaciones prácticas, aunque a veces se usa para recubrir conductores eléctricos en aparatos electrónicos y en sistemas de encendido de automóviles. El sulfato de bario (BaSO4) se utiliza también como material de relleno para los productos de caucho, en pintura y en el linóleo. El nitrato de bario se utiliza en fuegos artificiales, y el carbonato de bario en venenos para ratas (por medio de la ingesta). Una forma de sulfato de bario, opaca a los Rayos X, se usa para examinar por Rayos X en el sistema gastrointestinal. El óxido de bario (BaO) forma parte de las lentes de vidrio mineral de alta calidad, usadas, por ejemplo, en instrumentos ópticos.

Usos del RadioAlgunos usos prácticos del radio se derivan de sus

propiedades radiactivas. Radioisótopos descubiertos recientemente, como los de cobalto-60 y cesio-137, están reemplazando al radio incluso en estos limitados usos, dado que son más potentes y más seguros de manipular.

Antiguamente se usaba en pinturas luminiscentes para relojes y otros instrumentos. Más de cien pintores de esferas de reloj, que usaban sus labios para moldear el pincel, murieron de radiación. Poco después se popularizaron los efectos adversos de la radiactividad. A finales de los sesenta aún se usaba el radio en las esferas de reloj. Los objetos pintados con estas pinturas son peligrosos y han de ser manipulados convenientemente. Hoy en día, se usan fosfatos con pigmentos que capturan la luz en vez de radio.

Investigación Acerca del Grupo IIA : Metales Alcalinos-Térreos

Hecho en 3ro C por Miguel Ángel Peña #14 y Fidel Gregori Ramírez# 19