Logam bumi alkali (kumpulan 2)

Dua elektron terluar

Setiap logam bumi alkali mempunyai dua elektron terluar dalam orbital s, jadi konfigurasinya berakhir dengan ns²: magnesium ialah [Ne] 3s² dan kalsium ialah [Ar] 4s². Kehilangan kedua-duanya memberikan susunan gas adi sebelumnya dan ion seperti Mg²⁺ dan Ca²⁺. Menyingkirkan dua elektron memerlukan lebih banyak tenaga daripada menyingkirkan satu, jadi logam ini bertindak balas kurang ganas daripada logam alkali.

Namanya berasal daripada kimia awal: oksidanya, yang dahulu dipanggil bumi, larut dalam air untuk memberikan larutan beralkali, contohnya CaO + H₂O → Ca(OH)₂.

Sifat fizik

Logam bumi alkali berwarna putih keperakan, mengalirkan elektrik dengan baik dan melebur pada suhu yang jauh lebih tinggi daripada logam alkali: magnesium pada 650 °C dan berilium pada 1287 °C. Beberapa sebatiannya mewarnakan nyalaan, dengan kalsium memberikan merah bata, stronsium merah tua dan barium hijau muda, itulah sebabnya garam stronsium dan barium digunakan dalam bunga api.

Tindak balas dan arah aliran menuruni kumpulan

Kereaktifan meningkat menuruni kumpulan apabila elektron terluar semakin jauh daripada nukleus dan lebih mudah disingkirkan. Berilium tidak bertindak balas dengan air, magnesium hanya bertindak balas dengan sangat perlahan dengan air sejuk tetapi terbakar dalam stim, dan kalsium bertindak balas dengan stabil dengan air sejuk: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. Stronsium dan barium bertindak balas dengan lebih pantas lagi.

Magnesium terbakar di udara dengan nyalaan putih yang menyilaukan: 2Mg + O₂ → 2MgO. Menuruni kumpulan, hidroksida menjadi lebih larut manakala sulfat menjadi kurang larut, jadi barium sulfat hampir tidak larut langsung.

Kegunaan logam bumi alkali

Kalsium fosfat membina tulang dan gigi, dan kalsium karbonat membentuk kapur tulis, batu kapur, marmar dan kulit kerang; batu kapur digunakan untuk membuat simen. Ion kalsium dan magnesium terlarut menyebabkan air liat dan kerak kapur. Magnesium ialah logam ringan yang digunakan dalam aloi untuk kereta, pesawat dan komputer riba, dan setiap molekul klorofil dalam tumbuhan hijau mempunyai ion magnesium di tengahnya.

Berilium ringan dan tegar, jadi ia digunakan dalam bahagian aeroangkasa dan membentuk cermin Teleskop Angkasa James Webb, tetapi habuknya beracun. Barium sulfat ditelan sebelum sinar-X usus dan selamat kerana ia tidak larut. Radium pernah menjadikan muka jam bercahaya, dan radium-223 kini merawat kanser prostat yang telah merebak ke tulang.