Kovy alkalických zemin (2. skupina)

Dva valenční elektrony

Každý kov alkalických zemin má dva valenční elektrony v orbitalu s, takže jeho konfigurace končí ns²: hořčík je [Ne] 3s² a vápník [Ar] 4s². Odevzdáním obou vznikne uspořádání předchozího vzácného plynu a ionty, například Mg²⁺ a Ca²⁺. Odtržení dvou elektronů vyžaduje více energie než odtržení jednoho, takže tyto kovy reagují méně bouřlivě než alkalické kovy.

Název pochází z raných dob chemie: jejich oxidy, dříve nazývané zeminy, se rozpouštějí ve vodě za vzniku zásaditých roztoků, například CaO + H₂O → Ca(OH)₂.

Fyzikální vlastnosti

Kovy alkalických zemin jsou stříbřitě bílé, dobře vedou elektřinu a tají při mnohem vyšších teplotách než alkalické kovy: hořčík při 650 °C a beryllium při 1287 °C. Několik jejich sloučenin barví plamen, vápník cihlově červeně, stroncium karmínově a baryum světle zeleně, a proto se soli stroncia a barya používají v ohňostrojích.

Reakce a trendy ve skupině směrem dolů

Reaktivita roste směrem dolů ve skupině, jak se valenční elektrony vzdalují od jádra a snáze se odtrhují. Beryllium s vodou nereaguje, hořčík reaguje se studenou vodou jen velmi pomalu, ale v páře hoří, a vápník reaguje se studenou vodou plynule: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. Stroncium a baryum reagují ještě rychleji.

Hořčík hoří na vzduchu oslnivým bílým plamenem: 2Mg + O₂ → 2MgO. Směrem dolů ve skupině jsou hydroxidy rozpustnější, zatímco sírany jsou méně rozpustné, takže síran barnatý se téměř nerozpouští.

Využití kovů alkalických zemin

Fosforečnan vápenatý tvoří kosti a zuby a uhličitan vápenatý tvoří křídu, vápenec, mramor a lasturky; vápenec se používá k výrobě cementu. Rozpuštěné ionty vápníku a hořčíku způsobují tvrdou vodu a vodní kámen. Hořčík je lehký kov používaný ve slitinách pro auta, letadla a notebooky a každá molekula chlorofylu v zelených rostlinách má uprostřed iont hořčíku.

Beryllium je lehké a tuhé, takže se používá v leteckých a kosmických součástech a tvořilo zrcadla Vesmírného dalekohledu Jamese Webba, ale jeho prach je jedovatý. Síran barnatý se polyká před rentgenovým vyšetřením střev a je bezpečný, protože je nerozpustný. Radium kdysi dávalo svit ciferníkům hodinek a radium-223 dnes léčí rakovinu prostaty, která se rozšířila do kostí.