Metales alcalinotérreos (grupo 2)

Dos electrones externos

Cada metal alcalinotérreo tiene dos electrones externos en un orbital s, por lo que su configuración termina en ns²: el magnesio es [Ne] 3s² y el calcio es [Ar] 4s². Al perder ambos queda la disposición del gas noble anterior y se forman iones como Mg²⁺ y Ca²⁺. Quitar dos electrones requiere más energía que quitar uno, por lo que estos metales reaccionan con menos violencia que los metales alcalinos.

El nombre procede de la química antigua: sus óxidos, llamados antes tierras, se disuelven en agua y dan disoluciones alcalinas, por ejemplo CaO + H₂O → Ca(OH)₂.

Propiedades físicas

Los metales alcalinotérreos son de color blanco plateado, conducen bien la electricidad y se funden a temperaturas mucho más altas que los metales alcalinos: el magnesio a 650 °C y el berilio a 1287 °C. Varios de sus compuestos colorean la llama: el calcio da un rojo ladrillo, el estroncio un carmesí y el bario un verde pálido, por lo que las sales de estroncio y de bario se usan en los fuegos artificiales.

Reacciones y tendencias a lo largo del grupo

La reactividad aumenta al bajar por el grupo, ya que los electrones externos están más lejos del núcleo y son más fáciles de quitar. El berilio no reacciona con el agua, el magnesio reacciona muy lentamente con agua fría pero arde en vapor, y el calcio reacciona de forma constante con agua fría: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. El estroncio y el bario reaccionan aún más rápido.

El magnesio arde en el aire con una llama blanca deslumbrante: 2Mg + O₂ → 2MgO. Al bajar por el grupo, los hidróxidos se vuelven más solubles mientras que los sulfatos se vuelven menos solubles, de modo que el sulfato de bario casi no se disuelve.

Usos de los metales alcalinotérreos

El fosfato de calcio forma los huesos y los dientes, y el carbonato de calcio forma la tiza, la caliza, el mármol y las conchas marinas; la caliza se usa para fabricar cemento. Los iones calcio y magnesio disueltos causan el agua dura y la cal. El magnesio es un metal ligero que se usa en aleaciones para automóviles, aviones y portátiles, y cada molécula de clorofila de las plantas verdes tiene un ion magnesio en su centro.

El berilio es ligero y rígido, por lo que se usa en piezas aeroespaciales y formó los espejos del Telescopio Espacial James Webb, pero su polvo es tóxico. El sulfato de bario se ingiere antes de las radiografías del aparato digestivo y es seguro porque es insoluble. El radio hizo brillar en otro tiempo las esferas de los relojes, y el radio-223 trata hoy el cáncer de próstata que se ha extendido a los huesos.