Alkaliska jordartsmetaller (grupp 2)

Två yttre elektroner

Varje alkalisk jordartsmetall har två yttre elektroner i en s-orbital, så dess konfiguration slutar på ns²: magnesium är [Ne] 3s² och kalcium är [Ar] 4s². När båda avges blir det kvar arrangemanget hos den föregående ädelgasen, och joner som Mg²⁺ och Ca²⁺ bildas. Att ta bort två elektroner kräver mer energi än att ta bort en, så dessa metaller reagerar mindre häftigt än alkalimetallerna.

Namnet kommer från den tidiga kemin: deras oxider, som förr kallades jordarter, löser sig i vatten och ger alkaliska lösningar, till exempel CaO + H₂O → Ca(OH)₂.

Fysikaliska egenskaper

De alkaliska jordartsmetallerna är silvervita, leder elektricitet väl och smälter vid mycket högre temperaturer än alkalimetallerna: magnesium vid 650 °C och beryllium vid 1287 °C. Flera av deras föreningar färgar lågor, där kalcium ger tegelrött, strontium karmosinrött och barium blekgrönt, vilket är varför strontium- och bariumsalter används i fyrverkerier.

Reaktioner och trender nedåt i gruppen

Reaktiviteten ökar nedåt i gruppen eftersom de yttre elektronerna kommer längre från kärnan och blir lättare att avlägsna. Beryllium reagerar inte med vatten, magnesium reagerar bara mycket långsamt med kallt vatten men brinner i ånga, och kalcium reagerar jämnt med kallt vatten: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂. Strontium och barium reagerar ännu snabbare.

Magnesium brinner i luft med en bländande vit låga: 2Mg + O₂ → 2MgO. Nedåt i gruppen blir hydroxiderna mer lösliga medan sulfaterna blir mindre lösliga, så bariumsulfat löser sig knappt alls.

Användningar av de alkaliska jordartsmetallerna

Kalciumfosfat bygger ben och tänder, och kalciumkarbonat bildar krita, kalksten, marmor och snäckskal; kalksten används för att tillverka cement. Lösta kalcium- och magnesiumjoner orsakar hårt vatten och kalkavlagringar. Magnesium är en lätt metall som används i legeringar till bilar, flygplan och bärbara datorer, och varje klorofyllmolekyl i gröna växter har en magnesiumjon i mitten.

Beryllium är lätt och styvt, så det används i flygplans- och rymdfartsdelar och bildade speglarna i rymdteleskopet James Webb, men dess damm är giftigt. Bariumsulfat sväljs före röntgen av tarmarna och är ofarligt eftersom det är olösligt. Radium fick en gång urtavlor att lysa, och radium-223 behandlar nu prostatacancer som har spridit sig till skelettet.