第2族:アルカリ土類金属
第2族は周期表の2番目の列で、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムからなります。6つとも最外殻電子を2個もつ反応性の高い金属で、ほとんどの場合その両方を手放します。ひとつだけ覚えるなら、2+の電荷を覚えましょう。Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺です。
最外殻電子が2個:ns²のパターン
第2族の電子配置はどれもns²で終わり、ベリリウム([He] 2s²)からラジウム([Rn] 7s²)まで同じです。2個のs電子を失うと希ガスと同じ電子配置になるため、これらの金属は2+のイオンをつくり、MgO、CaCl₂、BaSO₄のような単純な化学式の化合物になります。2個目の電子を取り去るには余分なエネルギーが必要なので、第2族の金属は隣の第1族の金属より反応性が低くなります。
ベリリウムは例外です。原子が非常に小さく、共有された電子を強く引きつけるため、化合物の多くは共有結合性で、マグネシウムよりもアルミニウムに似たふるまいをすることがよくあります。
族を下るにつれての傾向(数値で見る)
列を下るにつれて、最外殻電子は取り去りやすくなります。第一イオン化エネルギーはベリリウムの9.323 eVからバリウムの5.212 eVへと下がり、電気陰性度は1.57から0.89へと下がります。
ほかの性質は、きれいな直線的変化にはなりません。ベリリウムは1560 Kで融けるのに対しマグネシウムはわずか923 Kで、カルシウムは1115 Kに上がったあと、ラジウムの973 Kへと下がっていきます。密度はカルシウムで1.54 g/cm³まで下がり、その後バリウムの3.51 g/cm³、ラジウムの5.5 g/cm³へと上がります。
第2族に出会う場面
私たちの体は、骨や歯のためにカルシウムを、何百もの酵素のためにマグネシウムを必要とします。マグネシア乳Mg(OH)₂は胃の不調をやわらげ、エプソムソルトは硫酸マグネシウムで、石膏ボードは硫酸カルシウムの石膏からつくられています。ストロンチウムの塩は花火に深い赤色を与え、宝石のエメラルドは、ベリリウムの名前の由来となった鉱物である緑柱石の一種です。
第2族とアルカリ土類金属
ここでは列とファミリーが同じ6つの元素なので、アルカリ土類金属ファミリーのページでそれらの反応を扱っています。族として見ると、ひとひねりあります。ヘリウムもns²の電子配置(1s²)ですが、その2個の電子が唯一の電子殻を満たすため、第18族に置かれています。ラジウムは1898年にマリー・キュリーとピエール・キュリーによって発見された放射性元素です。
第2族:族に沿った性質の変化
列の見出しをクリックすると並べ替えられます。
| 4 | ベリリウム | Be | 2 | +2 | 1.57 | 153 | 1,560 K (1,286.8 °C) | 1.85 g/cm³ |
| 12 | マグネシウム | Mg | 2 | +2 | 1.31 | 173 | 923 K (649.8 °C) | 1.738 g/cm³ |
| 20 | カルシウム | Ca | 2 | +2 | 1 | 231 | 1,115 K (841.8 °C) | 1.54 g/cm³ |
| 38 | ストロンチウム | Sr | 2 | +2 | 0.95 | 249 | 1,050 K (776.8 °C) | 2.64 g/cm³ |
| 56 | バリウム | Ba | 2 | +2 | 0.89 | 268 | 1,000 K (726.8 °C) | 3.51 g/cm³ |
| 88 | ラジウム | Ra | 2 | +2 | 0.9 | 283 | 973 K (699.8 °C) | 5.5 g/cm³ |