מתכות אדמה אלקליות (קבוצה 2)

שני אלקטרונים חיצוניים

לכל מתכת אדמה אלקלית יש שני אלקטרונים חיצוניים באורביטל s, ולכן הקונפיגורציה שלה מסתיימת ב-ns²: מגנזיום הוא [Ne] 3s² וסידן הוא [Ar] 4s². איבוד שניהם נותן את המערך של הגז האציל הקודם ויונים כמו Mg²⁺ ו-Ca²⁺. הסרת שני אלקטרונים דורשת יותר אנרגיה מהסרת אחד, ולכן מתכות אלה מגיבות בפחות אלימות ממתכות אלקליות.

השם מגיע מהכימיה המוקדמת: התחמוצות שלהן, שנקראו פעם אדמות, מתמוססות במים ונותנות תמיסות אלקליות, למשל CaO + H₂O → Ca(OH)₂.

תכונות פיזיקליות

מתכות האדמה האלקליות לבנות-כסופות, מוליכות חשמל היטב ונמסות בטמפרטורות גבוהות בהרבה ממתכות אלקליות: מגנזיום ב-650 °C ובריליום ב-1287 °C. כמה מתרכובותיהן צובעות להבות, כשסידן נותן אדום לבנים, סטרונציום ארגמן ובריום ירוק חיוור, ולכן משתמשים במלחי סטרונציום ובריום בזיקוקים.

תגובות ומגמות במורד הקבוצה

התגובתיות עולה במורד הקבוצה ככל שהאלקטרונים החיצוניים רחוקים יותר מהגרעין וקלים יותר להסרה. בריליום אינו מגיב עם מים, מגנזיום מגיב לאט מאוד בלבד עם מים קרים אך נשרף בקיטור, וסידן מגיב בקביעות עם מים קרים: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. סטרונציום ובריום מגיבים מהר אף יותר.

מגנזיום נשרף באוויר בלהבה לבנה מסנוורת: 2Mg + O₂ → 2MgO. במורד הקבוצה ההידרוקסידים נעשים מסיסים יותר בעוד הגופרות נעשים פחות מסיסים, ולכן בריום גופרתי כמעט אינו מתמוסס כלל.

שימושים במתכות אדמה אלקליות

סידן פוספטי בונה עצמות ושיניים, וסידן פחמתי יוצר גיר, אבן גיר, שיש וצדפים; אבן גיר משמשת לייצור מלט. יוני סידן ומגנזיום מומסים גורמים למים קשים ולאבנית. מגנזיום הוא מתכת קלה המשמשת בסגסוגות למכוניות, למטוסים ולמחשבים ניידים, ובמרכזה של כל מולקולת כלורופיל בצמחים ירוקים יש יון מגנזיום.

בריליום קל וקשיח, ולכן הוא משמש בחלקי תעופה וחלל ויצר את המראות של טלסקופ החלל ג'יימס ווב, אך האבק שלו רעיל. בריום גופרתי נבלע לפני צילומי רנטגן של המעי ובטוח משום שאינו מסיס. רדיום שימש פעם להאיר לוחות שעונים, ורדיום-223 מטפל כיום בסרטן ערמונית שהתפשט לעצמות.