โลหะแอลคาไลน์เอิร์ท (หมู่ 2)

อิเล็กตรอนวงนอกสองตัว

โลหะแอลคาไลน์เอิร์ทแต่ละชนิดมีอิเล็กตรอนวงนอกสองตัวในออร์บิทัล s การจัดเรียงอิเล็กตรอนจึงลงท้ายด้วย ns² แมกนีเซียมคือ [Ne] 3s² และแคลเซียมคือ [Ar] 4s² การสูญเสียทั้งสองตัวให้การจัดเรียงของแก๊สมีตระกูลก่อนหน้าและไอออน เช่น Mg²⁺ และ Ca²⁺ การดึงอิเล็กตรอนสองตัวออกใช้พลังงานมากกว่าการดึงหนึ่งตัว โลหะเหล่านี้จึงทำปฏิกิริยารุนแรงน้อยกว่าโลหะแอลคาไล

ชื่อมาจากเคมียุคแรก ออกไซด์ของพวกมัน ซึ่งครั้งหนึ่งเรียกว่าเอิร์ท (ธาตุดิน) ละลายในน้ำให้สารละลายที่เป็นเบส เช่น CaO + H₂O → Ca(OH)₂

สมบัติทางกายภาพ

โลหะแอลคาไลน์เอิร์ทเป็นสีขาวเงิน นำไฟฟ้าได้ดี และหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่าโลหะแอลคาไลมาก คือ แมกนีเซียมที่ 650 °C และเบริลเลียมที่ 1287 °C สารประกอบของพวกมันหลายชนิดทำให้เปลวไฟมีสี โดยแคลเซียมให้สีแดงอิฐ สตรอนเชียมให้สีแดงเข้ม และแบเรียมให้สีเขียวอ่อน จึงใช้เกลือสตรอนเชียมและแบเรียมในดอกไม้ไฟ

ปฏิกิริยาและแนวโน้มลงไปตามหมู่

ความว่องไวต่อปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นลงไปตามหมู่ เมื่ออิเล็กตรอนวงนอกอยู่ไกลจากนิวเคลียสมากขึ้นและดึงออกได้ง่ายขึ้น เบริลเลียมไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเย็นช้ามากแต่ไหม้ในไอน้ำ และแคลเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเย็นอย่างสม่ำเสมอ Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ สตรอนเชียมและแบเรียมทำปฏิกิริยาเร็วกว่านั้นอีก

แมกนีเซียมไหม้ในอากาศด้วยเปลวไฟสีขาวจ้า 2Mg + O₂ → 2MgO ลงไปตามหมู่ ไฮดรอกไซด์ละลายได้มากขึ้นขณะที่ซัลเฟตละลายได้น้อยลง แบเรียมซัลเฟตจึงแทบไม่ละลายเลย

การใช้งานของโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท

แคลเซียมฟอสเฟตสร้างกระดูกและฟัน และแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นชอล์ก หินปูน หินอ่อน และเปลือกหอย หินปูนใช้ทำซีเมนต์ ไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมที่ละลายอยู่ทำให้เกิดน้ำกระด้างและตะกรันหินปูน แมกนีเซียมเป็นโลหะเบาที่ใช้ในโลหะผสมสำหรับรถยนต์ อากาศยาน และแล็ปท็อป และโมเลกุลคลอโรฟิลล์ทุกโมเลกุลในพืชสีเขียวมีไอออนแมกนีเซียมอยู่ตรงกลาง

เบริลเลียมเบาและแข็งเกร็ง จึงใช้ในชิ้นส่วนการบินและอวกาศ และใช้ทำกระจกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ แต่ฝุ่นของมันเป็นพิษ แบเรียมซัลเฟตถูกกลืนก่อนเอกซเรย์ลำไส้ และปลอดภัยเพราะไม่ละลาย เรเดียมเคยทำให้หน้าปัดนาฬิกาเรืองแสง และปัจจุบันเรเดียม-223 ใช้รักษามะเร็งต่อมลูกหมากที่แพร่กระจายไปยังกระดูก