鹼土金屬：清單與性質（第 2 族）

鹼土金屬是週期表第 2 族的六種元素：鈹、鎂、鈣、鍶、鋇和鐳。它們是閃亮、活潑的金屬，會形成帶 2+ 電荷的離子，但比第 1 族的鄰居更硬、更緻密，反應性也較低。

兩個最外層電子

每種鹼土金屬在 s 軌域中都有兩個最外層電子，所以它的電子組態以 ns² 結尾：鎂是 [Ne] 3s²，鈣是 [Ar] 4s²。失去兩個電子後，會得到前一種稀有氣體的排布，形成 Mg²⁺ 和 Ca²⁺ 之類的離子。移除兩個電子比移除一個電子需要更多能量，所以這些金屬的反應沒有鹼金屬那麼劇烈。

這個名稱來自早期化學：它們的氧化物，過去稱為「土」，溶於水會生成鹼性溶液，例如 CaO + H₂O → Ca(OH)₂。

鹼土金屬呈銀白色，導電性良好，熔點比鹼金屬高得多：鎂為 650 °C，鈹為 1287 °C。它們的幾種化合物會使火焰呈色，鈣呈磚紅色，鍶呈深紅色，鋇呈淡綠色，這就是鍶鹽和鋇鹽用於煙火的原因。

沿著族往下，反應性增強，因為最外層電子離原子核更遠，更容易移除。鈹不與水反應，鎂與冷水的反應極其緩慢，但在水蒸氣中會燃燒，而鈣則與冷水平穩反應：Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂。鍶和鋇的反應更快。

鎂在空氣中燃燒，發出耀眼的白色火焰：2Mg + O₂ → 2MgO。沿著族往下，氫氧化物的溶解度增大，而硫酸鹽的溶解度減小，所以硫酸鋇幾乎完全不溶解。

磷酸鈣構成骨骼和牙齒，碳酸鈣則形成粉筆、石灰岩、大理石和貝殼；石灰岩可用來製造水泥。溶解的鈣離子和鎂離子會造成硬水和水垢。鎂是一種輕金屬，用於汽車、飛機和筆記型電腦的合金，而綠色植物中的每個葉綠素分子的中心都有一個鎂離子。

鈹又輕又硬，因此用於航太零件，也構成了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的鏡面，但它的粉塵有毒。硫酸鋇在腸胃道 X 光檢查前服用，因為它不溶於水所以是安全的。鐳曾使手錶錶盤發光，現在鐳-223 則用於治療已擴散到骨骼的攝護腺癌。