Berylowce (grupa 2)

Dwa elektrony zewnętrzne

Każdy berylowiec ma dwa elektrony zewnętrzne na orbitalu s, więc jego konfiguracja kończy się na ns²: magnez to [Ne] 3s², a wapń to [Ar] 4s². Utrata obu daje układ poprzedniego gazu szlachetnego i jony takie jak Mg²⁺ i Ca²⁺. Odłączenie dwóch elektronów wymaga więcej energii niż odłączenie jednego, więc te metale reagują mniej gwałtownie niż litowce.

Nazwa angielska pochodzi z dawnej chemii: ich tlenki, zwane niegdyś ziemiami, rozpuszczają się w wodzie, dając roztwory zasadowe (alkaliczne), na przykład CaO + H₂O → Ca(OH)₂.

Właściwości fizyczne

Berylowce są srebrzystobiałe, dobrze przewodzą prąd i topią się w znacznie wyższych temperaturach niż litowce: magnez w 650 °C, a beryl w 1287 °C. Kilka ich związków barwi płomień: wapń na ceglastoczerwono, stront na karminowo, a bar na bladozielono, dlatego sole strontu i baru stosuje się w fajerwerkach.

Reakcje i tendencje w dół grupy

Reaktywność rośnie w dół grupy, gdy elektrony zewnętrzne są coraz dalej od jądra i łatwiej je oderwać. Beryl nie reaguje z wodą, magnez reaguje z zimną wodą tylko bardzo powoli, ale pali się w parze wodnej, a wapń reaguje z zimną wodą spokojnie: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. Stront i bar reagują jeszcze szybciej.

Magnez pali się w powietrzu oślepiająco białym płomieniem: 2Mg + O₂ → 2MgO. W dół grupy wodorotlenki stają się lepiej rozpuszczalne, a siarczany gorzej, więc siarczan baru prawie wcale się nie rozpuszcza.

Zastosowania berylowców

Fosforan wapnia buduje kości i zęby, a węglan wapnia tworzy kredę, wapień, marmur i muszle; z wapienia produkuje się cement. Rozpuszczone jony wapnia i magnezu powodują twardość wody i kamień kotłowy. Magnez jest lekkim metalem używanym w stopach do samochodów, samolotów i laptopów, a w centrum każdej cząsteczki chlorofilu w zielonych roślinach znajduje się jon magnezu.

Beryl jest lekki i sztywny, więc stosuje się go w częściach lotniczych i kosmicznych oraz wykonano z niego zwierciadła Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, ale jego pył jest toksyczny. Siarczan baru połyka się przed prześwietleniem rentgenowskim jelit i jest bezpieczny, ponieważ jest nierozpuszczalny. Rad kiedyś sprawiał, że tarcze zegarków świeciły, a rad-223 leczy dziś raka prostaty z przerzutami do kości.