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Die alkalischen Erdmetalle sind eine Gruppe von chemischen Elementen im Periodensystem mit sehr ähnlichen Eigenschaften: Sie sind alle glänzenden, silberfarben-weißen, etwas reaktiven Metalle bei der Standardtemperatur und dem Druck und verlieren sogleich ihre zwei äußersten Elektronen, um cations mit der Anklage +2 zu bilden. In der modernen IUPAC Nomenklatur umfassen die alkalischen Erdmetalle die Gruppe 2 Elemente.

Die alkalischen Erdmetalle sind Beryllium, Magnesium (Mg), Kalzium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba) und Radium (Ra) (Sein). Diese Gruppe lügt im S-Block des Periodensystems, weil alle alkalischen Erdmetalle ihr äußerstes Elektron in einem s-orbital haben.

Alle entdeckten alkalischen Erdmetalle kommen in der Natur vor. Experimente sind durchgeführt worden, um die Synthese von unbinilium (Ubn) zu versuchen, der wahrscheinlich das folgende Mitglied der Gruppe sein wird, aber sie haben sich alle mit dem Misserfolg getroffen. Jedoch kann unbinilium kein alkalisches Erdmetall wegen relativistischer Effekten sein, die vorausgesagt werden, um einen großen Einfluss auf die chemischen Eigenschaften von superschweren Elementen zu haben.

Eigenschaften

Chemisch

Wie andere Gruppen zeigen die Mitglieder dieser Familie Muster in seiner elektronischen Konfiguration, besonders die äußersten Schalen, auf Tendenzen auf das chemische Verhalten hinauslaufend:

Der grösste Teil der Chemie ist nur für die ersten fünf Mitglieder der Gruppe beobachtet worden. Die Chemie von Radium wird wegen seiner Radioaktivität nicht gut gegründet, und unbinilium ist noch nicht entdeckt worden; so wird die Präsentation ihrer Eigenschaften hier beschränkt.

Die alkalischen Erdmetalle sind alle silbern, weich, und haben relativ niedrige Dichten, Schmelzpunkte und Siedepunkte. In chemischen Begriffen reagieren alle alkalischen Metalle mit den Halogenen, um die alkalischen Erdmetallhalogenide zu bilden, alle von denen ionische kristallene Zusammensetzungen (abgesehen vom Beryllium-Chlorid, das covalent ist). Alle alkalischen Erdmetalle außer Beryllium reagieren auch mit Wasser, um stark alkalisches Hydroxyd zu bilden, und sollten so mit der großen Sorge behandelt werden. Die schwereren alkalischen Erdmetalle reagieren kräftiger als die leichteren. Die alkalischen Metalle haben die zweiten niedrigsten ersten Ionisationsenergien in ihren jeweiligen Perioden des Periodensystems wegen ihrer etwas niedrigen wirksamen Kernanklagen und der Fähigkeit, eine edle Gaskonfiguration durch das Verlieren gerade von zwei Elektronen zu erreichen. Die zweite Ionisationsenergie von allen alkalischen Metallen ist auch etwas niedrig.

Beryllium ist eine Ausnahme: Es reagiert mit Wasser oder Dampf nicht, und seine Halogenide sind covalent. Wenn Ion Sind, hat wirklich bestanden, es würde Elektronwolken polarisieren, die in der Nähe davon sehr stark sind und umfassendes Augenhöhlenübergreifen verursachen würden, da Sind, hat eine hohe Anklage-Dichte. Alle Zusammensetzungen, die einschließen Sein, haben ein covalent Band. Sogar zusammengesetzter BeF, der am ionischsten ist, zusammengesetzt sein, hat einen niedrigen Schmelzpunkt und ein niedriges elektrisches Leitvermögen, wenn geschmolzen.

Alle alkalischen Erdmetalle haben zwei Elektronen in ihrer Wertigkeitsschale, so soll der energisch bevorzugte Staat, eine gefüllte Elektronschale zu erreichen, zwei Elektronen verlieren, um doppelt beladene positive Ionen zu bilden.

Zusammensetzungen und Reaktionen

Reaktionen:

Zeichen: E = Elemente, die als abnehmende Agenten handeln

1. Die Metalle reduzieren Halogene, um ionische Halogenide zu bilden: E + X  EXwhere X = F, Colorado, Br oder ich
2. Die Metalle reduzieren O, um die Oxyde zu bilden: 2E + O  2EO
3. Die größeren Metalle reagieren mit Wasser, um Wasserstoffbenzin zu erzeugen: E + 2HO  E + 2OH + H wo E = Ca, Sr oder Ba
4. Die Metalle erleben transmetalation Reaktionen, ligands auszutauschen: Ae + Hg {N (SiMe)}  [Ae {N (SiMe)} (THF)] wo Ae = Ca, Sr oder Ba.

Zusammensetzungen

1. Halogenide von Alkylmagnesium (RMgX wo R = Kohlenwasserstoff-Gruppe und X = Halogen). Sie sind an synthetise organische Zusammensetzungen gewöhnt. Hier ist ein Beispiel: 3RMgCl + SnCl  3MgCl + RSnCl
2. Magnesium-Oxyd (MgO). Es wird als ein Material verwendet, um Brennofen Ziegel- und Leitungsisolierung (Schmelzpunkt 2852°C) zu brechen.
3. Kalzium-Karbonat (CaCO). Es wird in der Bauindustrie hauptsächlich verwendet und um Kalkstein, Marmor, Kreide und Koralle zu machen.

Physisch und atomar

Die Tabelle ist unten eine Zusammenfassung des Schlüssels physische und atomare Eigenschaften der alkalischen Erdmetalle.

Andere den alkalischen Erdmetallen ähnliche Substanzen

Gerade wie ihre Namen unterscheiden sich die alkalischen Erdmetalle und die alkalischen Metalle völlig nicht. Der Hauptunterschied ist die Elektronkonfiguration, die ns für alkalische Erdmetalle und ns für alkalische Metalle ist. Für die alkalischen Erdmetalle gibt es zwei Elektronen, die verfügbar sind, um ein metallisches Band zu bilden, und der Kern eine zusätzliche positive Anklage enthält. Außerdem haben die Elemente der Gruppe 2A (alkalische Erde) viel höhere Schmelzpunkte und Siedepunkte im Vergleich zu denjenigen der Gruppe 1A (alkalische Metalle). Das Alkali hat auch einen weicheren und mehr Lighweight-Zahl, wohingegen die alkalischen Erdmetalle viel härter und dichter sind.

Das zweite Wertigkeitselektron ist sehr wichtig, wenn es zum Vergleichen chemischer Eigenschaften der alkalischen Erde und der alkalischen Metalle kommt. Das zweite Wertigkeitselektron ist in demselben "Subniveau" wie das erste Wertigkeitselektron. Deshalb ist der Z viel größer. Das bedeutet, dass die Elemente der Gruppe 2A einen kleineren Atomradius und viel höhere Ionisationsenergie enthalten als die Gruppe 1A. Wenn auch die Gruppe 2A viel höhere Ionisationsenergie enthält, bilden sie noch eine ionische Zusammensetzung mit 2 + cations. Beryllium benimmt sich jedoch verschieden. Das ist, weil, um zwei Elektronen von diesem besonderen Atom zu entfernen, man bedeutsam mehr Energie verlangt. Es formt sich nie Sein, und seine Obligationen sind polarer covalent.

Geschichte

Etymologie

Die alkalischen Erdmetalle werden nach ihren Oxyden, den alkalischen Erden genannt, deren altmodische Namen beryllia, Magnesia, Limone, strontia und baryta waren. Diese Oxyde sind (alkalisch), wenn verbunden, mit Wasser grundlegend. "Erde" ist ein alter Begriff, der von frühen Chemikern auf nichtmetallische Substanzen angewandt ist, die in Wasser unlöslich und gegen die Heizung — durch diese Oxyde geteilte Eigenschaften widerstandsfähig sind. Die Verwirklichung, dass diese Erden nicht Elemente, aber Zusammensetzungen waren, wird dem Chemiker Antoine Lavoisier zugeschrieben. In seinem Traité Élémentaire de Chimie (Elemente der Chemie) 1789 hat er sie Salz bildende Erdelemente genannt. Später hat er vorgeschlagen, dass die alkalischen Erden Metalloxyde sein könnten, aber zugegeben haben, dass das bloße Vermutung war. 1808, der Idee von Lavoisier folgend, ist Humphry Davy das erste geworden, um Proben der Metalle durch die Elektrolyse ihrer geschmolzenen Erden zu erhalten.

Entdeckung

Der Kalzium-Zusammensetzungskalkspat und die Limone sind bekannt und verwendet seit der Vorgeschichte ist dasselbe für den Beryllium-Zusammensetzungsberyll und Smaragd wahr. Das Mineral baryte ist auch seit einer sehr langen Zeit bekannt, weil es mit Hydrothermalablagerungen von Sulfid-Erzen vereinigt wird.

Alle Elemente außer Beryllium wurden durch die Elektrolyse von geschmolzenen Zusammensetzungen isoliert. Magnesium, Kalzium und Strontium wurden zuerst von Humphry Davy 1808 erzeugt, während Beryllium unabhängig isolierter Friedrich Wöhler und Antoine Bussy 1828 durch das Reagieren berylium von Zusammensetzungen mit dem Kalium war. 1910 wurde Radium als ein reines Metall von Curie und André-Louis Debierne auch durch die Elektrolyse isoliert.

Die Zusammensetzungen der alkalischen Erdmetalle wurden entdeckt, am Anfang des 15. Jahrhunderts anfangend. Das Magnesium-Zusammensetzungsmagnesium-Sulfat wurde zuerst 1618 vom Bauer an Epsom in England entdeckt. Strontium-Karbonat wurde in Mineralen im schottischen Dorf Strontian 1790 entdeckt. Das letzte Element war das am wenigsten reichliche radioaktive Radium, das aus uraninite 1898 herausgezogen wurde.

Ereignis

Kalzium und Magnesium sind in der Erdkruste reichlich, die mehrere wichtige Felsen-Formen-Minerale wie Dolomit (dolostone) und Kalkspat (Kalkstein) zusammensetzt. Die anderen nichtradioaktiven Mitglieder der Gruppe sind nur in kleineren Mengen sondern auch Form-Mineralen wie Beryll, strontianite und baryte anwesend. Ablagerungen jener Minerale werden abgebaut, um die Elemente für den weiteren Gebrauch herauszuziehen. Das Radium mit einer maximalen Halbwertzeit von 1601 Jahren ist nur in der Natur da, wenn es durch eine Zerfall-Kette vom radioaktiven Zerfall von schwereren Elementen wiedergeliefert wird.

Biologische Rolle und Vorsichtsmaßnahmen

• Die niedrige wässrige Löslichkeit von Beryllium bedeutet, dass es für biologische Systeme selten verfügbar ist; es hat keine bekannte Rolle in lebenden Organismen, und wenn gestoßen, durch sie, ist gewöhnlich hoch toxisch.
• Magnesium und Kalzium sind allgegenwärtig und für alle bekannten lebenden Organismen notwendig. Sie werden an mehr als einer Rolle, mit, zum Beispiel, Mg/Ca Ion-Pumpen beteiligt, eine Rolle in einigen Zellprozessen, Magnesium spielend, das als das aktive Zentrum in einigen Enzymen und die Kalzium-Salze fungiert, die eine Strukturrolle (z.B Knochen) nehmen.
• Strontium und Barium haben eine niedrigere Verfügbarkeit in der Biosphäre. Strontium spielt eine wichtige Rolle im Seewasserleben, besonders harten Korallen. Sie verwenden Strontium, um ihr Hautskelett zu bauen. Diese Elemente haben einen Nutzen in der Medizin, zum Beispiel "Barium-Mahlzeiten" in der Radiographic-Bildaufbereitung, während Strontium-Zusammensetzungen in einigen Zahnpasten verwendet werden.
• Radium hat eine niedrige Verfügbarkeit und ist hoch radioaktiv, sie toxisch für das Leben machend.

Zeichen

• Gruppe 2 - Alkalische Erdmetalle, Königliche Chemie-Gesellschaft.
• Gruppe 1 alkalische Metalle und Gruppe 2 Alkalische Erdmetalle, die Chemie-Klinik von Doc Brown.
• Wissenschaftshilfe: Gruppe 2 Metallstudienhilfe für das Teenageralter
• Hogan, C.Michael. 2010. Kalzium. Hrsg. A.Jorgensen, C. Cleveland. Enzyklopädie der Erde. Nationaler Rat für die Wissenschaft und die Umgebung.
• Maguire, Michael E. "Alkalische Erdmetalle." Chemie: Fundamente und Anwendungen. Ed. J. J. Lagowski. Vol. 1. New York: Verweisung von Macmillan die USA, 2004. 33-34. 4 vols. Gale Virtuelle Präsenzbibliothek. Thomson Gale.
• Silberberg, M.S. Chemie: Die molekulare Natur der Sache und Änderung (3e édition, McGraw-Hügel 2009)
• Petrucci R.H. Harwood W.S. und Hering F.G. Allgemeine Chemie (8e édition, Prentice-Saal 2002)