الفلزات القلوية الترابية (المجموعة 2)

إلكترونان خارجيان

لكل فلز قلوي ترابي إلكترونان خارجيان في مدار s، لذا ينتهي توزيعه الإلكتروني بـ ns²: المغنيسيوم [Ne] 3s² والكالسيوم [Ar] 4s². وفقدانهما معًا يعطي ترتيب الغاز النبيل السابق وأيونات مثل Mg²⁺ وCa²⁺. ونزع إلكترونين يتطلب طاقة أكبر من نزع إلكترون واحد، لذا فهذه الفلزات أقل عنفًا في تفاعلها من الفلزات القلوية.

ويعود الاسم إلى الكيمياء المبكرة: فأكاسيدها، التي كانت تُسمّى «أتربة»، تذوب في الماء مكوّنة محاليل قلوية، مثل CaO + H₂O → Ca(OH)₂.

الخواص الفيزيائية

الفلزات القلوية الترابية بيضاء فضية، وتوصل الكهرباء جيدًا، وتنصهر عند درجات حرارة أعلى بكثير من الفلزات القلوية: المغنيسيوم عند 650 °C والبريليوم عند 1287 °C. وتلوّن عدة مركبات منها اللهب، فيعطي الكالسيوم لونًا أحمر طوبيًا، والسترونتيوم قرمزيًا، والباريوم أخضر شاحبًا، ولهذا تُستخدم أملاح السترونتيوم والباريوم في الألعاب النارية.

التفاعلات والاتجاهات على امتداد المجموعة

يزداد التفاعل إلى أسفل المجموعة لأن الإلكترونات الخارجية تبتعد عن النواة وتصبح أسهل نزعًا. فالبريليوم لا يتفاعل مع الماء، والمغنيسيوم يتفاعل ببطء شديد جدًا مع الماء البارد لكنه يحترق في البخار، والكالسيوم يتفاعل بثبات مع الماء البارد: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. ويتفاعل السترونتيوم والباريوم أسرع بعد.

يحترق المغنيسيوم في الهواء بلهب أبيض مبهر: 2Mg + O₂ → 2MgO. وكلما نزلنا في المجموعة تصبح الهيدروكسيدات أكثر ذوبانًا بينما تصبح الكبريتات أقل ذوبانًا، حتى إن كبريتات الباريوم بالكاد تذوب.

استخدامات الفلزات القلوية الترابية

يبني فوسفات الكالسيوم العظام والأسنان، وتكوّن كربونات الكالسيوم الطباشير والحجر الجيري والرخام وأصداف البحر؛ ويُستخدم الحجر الجيري في صنع الإسمنت. وتسبب أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم المذابة عسر الماء والكلس. والمغنيسيوم فلز خفيف يُستخدم في سبائك السيارات والطائرات والحواسيب المحمولة، ويوجد أيون مغنيسيوم في مركز كل جزيء كلوروفيل في النباتات الخضراء.

البريليوم خفيف وجاسئ، لذا يُستخدم في أجزاء الطيران والفضاء وشكّل مرايا تلسكوب جيمس ويب الفضائي، لكن غباره سام. ويُبتلع كبريتات الباريوم قبل التصوير بالأشعة السينية للأمعاء، وهو آمن لأنه غير قابل للذوبان. وقد كان الراديوم يجعل ميناءات الساعات تتوهج، ويعالج الراديوم-223 اليوم سرطان البروستاتا الذي انتشر إلى العظام.