Los metales alcalinotérreos son seis elementos químicos en el grupo 2 de la tabla periódica . Son berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba) y radio (Ra). [1] Los elementos tienen propiedades muy similares: todos son metales brillantes, de color blanco plateado, algo reactivos a temperatura y presión estándar . [2]
Estructuralmente, ellos (junto con el helio ) tienen en común un orbital s externo que está lleno; [2] [3] [4] es decir, este orbital contiene su complemento completo de dos electrones, que los metales alcalinotérreos pierden fácilmente para formar cationes con carga +2 y un estado de oxidación de +2. [5]
Todos los metales alcalinotérreos descubiertos se encuentran en la naturaleza, aunque el radio se produce solo a través de la cadena de desintegración del uranio y el torio y no como elemento primordial. [6] Ha habido experimentos, todos sin éxito, para intentar sintetizar el elemento 120 , el próximo miembro potencial del grupo.
Caracteristicas
Químico
Al igual que con otros grupos, los miembros de esta familia muestran patrones en su configuración electrónica , especialmente las capas más externas, lo que resulta en tendencias en el comportamiento químico:
Z | Elemento | No. de electrones / capa | Configuración electrónica [n 1] |
---|---|---|---|
4 | berilio | 2, 2 | [ Él ] 2 s 2 |
12 | magnesio | 2, 8, 2 | [ Ne ] 3 s 2 |
20 | calcio | 2, 8, 8, 2 | [ Ar ] 4s 2 |
38 | estroncio | 2, 8, 18, 8, 2 | [ Kr ] 5s 2 |
56 | bario | 2, 8, 18, 18, 8, 2 | [ Xe ] 6 s 2 |
88 | radio | 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2 | [ Rn ] 7 s 2 |
La mayor parte de la química se ha observado solo en los primeros cinco miembros del grupo. La química del radio no está bien establecida debido a su radiactividad ; [2] por tanto, la presentación de sus propiedades aquí es limitada.
Los metales alcalinotérreos son todos de color plateado y blandos, y tienen densidades , puntos de fusión y puntos de ebullición relativamente bajos . En términos químicos, todos los metales alcalinotérreos reaccionan con los halógenos para formar haluros de metales alcalinotérreos , todos los cuales son compuestos cristalinos iónicos (excepto el cloruro de berilio , que es covalente ). Todos los metales alcalinotérreos excepto el berilio también reaccionan con el agua para formar hidróxidos fuertemente alcalinos y, por lo tanto, deben manipularse con mucho cuidado. Los metales alcalinotérreos más pesados reaccionan más vigorosamente que los más ligeros. [2] Los metales alcalinotérreos tienen las segundas energías de primera ionización más bajas en sus respectivos períodos de la tabla periódica [4] debido a sus cargas nucleares efectivas algo bajas y la capacidad de alcanzar una configuración de capa exterior completa perdiendo solo dos electrones . La segunda energía de ionización de todos los metales alcalinos también es algo baja. [2] [4]
El berilio es una excepción: no reacciona con el agua ni con el vapor y sus haluros son covalentes. Si el berilio formara compuestos con un estado de ionización de +2, polarizaría con mucha fuerza las nubes de electrones que están cerca de él y causaría una superposición orbital extensa , ya que el berilio tiene una alta densidad de carga. Todos los compuestos que incluyen berilio tienen un enlace covalente. [7] Incluso el compuesto fluoruro de berilio , que es el compuesto de berilio más iónico, tiene un punto de fusión bajo y una conductividad eléctrica baja cuando se funde. [8] [9] [10]
Todos los metales alcalinotérreos tienen dos electrones en su capa de valencia, por lo que el estado energéticamente preferido para lograr una capa de electrones llena es perder dos electrones para formar iones positivos doblemente cargados .
Compuestos y reacciones
Todos los metales alcalinotérreos reaccionan con los halógenos para formar haluros iónicos, como el cloruro de calcio ( CaCl
2), además de reaccionar con el oxígeno para formar óxidos como el óxido de estroncio ( SrO ). El calcio, el estroncio y el bario reaccionan con el agua para producir hidrógeno gaseoso y sus respectivos hidróxidos (el magnesio también reacciona, pero mucho más lentamente), y también experimentan reacciones de transmetalación para intercambiar ligandos .
Constantes relacionadas con la solubilidad de fluoruros de metales alcalinotérreos [n 2] Metal M 2+
HE
[11] [ aclaración necesaria ]F -
HE
[12] [ aclaración necesaria ]Unidad "MF 2 " HE Energías de celosía MF 2 [13] Solubilidad
[14] [ aclaración necesaria ]Ser 2,455 458 3.371 3,526 soluble Mg 1.922 458 2.838 2,978 0,0012 California 1,577 458 2,493 2.651 0,0002 Sr 1.415 458 2,331 2.513 0,0008 Licenciado en Letras 1.361 458 2,277 2,373 0,006
Físico y atómico
La siguiente tabla es un resumen de las propiedades físicas y atómicas clave de los metales alcalinotérreos.
Metal alcalinotérreo | Peso atómico estándar ( u ) [n 3] [16] [17] | Punto de fusión ( K ) | Punto de fusión ( ° C ) | Punto de ebullición ( K ) [4] | Punto de ebullición ( ° C ) [4] | Densidad (g / cm 3 ) | Electronegatividad ( Pauling ) | Primera energía de ionización ( kJ · mol −1 ) | Radio covalente ( pm ) [18] | Color de prueba de llama | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Berilio | 9.012182 (3) | 1560 | 1287 | 2742 | 2469 | 1,85 | 1,57 | 899,5 | 105 | Blanco [19] | |
Magnesio | 24.3050 (6) | 923 | 650 | 1363 | 1090 | 1.738 | 1,31 | 737,7 | 150 | Blanco brillante [2] | |
Calcio | 40.078 (4) | 1115 | 842 | 1757 | 1484 | 1,54 | 1,00 | 589,8 | 180 | Rojo ladrillo [2] | |
Estroncio | 87,62 (1) | 1050 | 777 | 1655 | 1382 | 2,64 | 0,95 | 549,5 | 200 | Carmesí [2] | |
Bario | 137,327 (7) | 1000 | 727 | 2170 | 1897 | 3.594 | 0,89 | 502,9 | 215 | Verde manzana [2] | |
Radio | [226] [n 4] | 973 | 700 | 2010 | 1737 | 5.5 | 0,9 | 509,3 | 221 | Rojo carmesí [n 5] |
Estabilidad nuclear
De los seis metales alcalinotérreos, el berilio, el calcio, el bario y el radio tienen al menos un radioisótopo de origen natural ; el magnesio y el estroncio no. El berilio-7 , el berilio-10 y el calcio-41 son trazas de radioisótopos ; el calcio-48 y el bario-130 tienen semividas muy largas y, por tanto, son radionucleidos primordiales ; y todos los isótopos del radio son radiactivos . El calcio-48 es el nucleido más ligero que sufre una desintegración beta doble . [21] El calcio y el bario son débilmente radiactivos: el calcio contiene aproximadamente 0,1874% de calcio-48, [22] y el bario contiene aproximadamente 0,1062% de bario-130. [23] El isótopo de radio de vida más larga es el radio-226 con una vida media de 1600 años; éste y el radio-223 , -224 y -228 se encuentran naturalmente en las cadenas de desintegración del torio y uranio primordiales .
Historia
Etimología
Los metales alcalinotérreos llevan el nombre de sus óxidos , los alcalinotérreos , cuyos nombres pasados de moda eran berilio , magnesia , cal , estroncia y barita . Estos óxidos son básicos (alcalinos) cuando se combinan con agua. "Tierra" fue un término aplicado por los primeros químicos a las sustancias no metálicas que son insolubles en agua y resistentes al calentamiento, propiedades compartidas por estos óxidos. La comprensión de que estas tierras no eran elementos sino compuestos se atribuye al químico Antoine Lavoisier . En su Traité Élémentaire de Chimie ( Elementos de la química ) de 1789 los llamó elementos de la tierra formadores de sal. Más tarde, sugirió que las alcalinotérreas podrían ser óxidos metálicos, pero admitió que esto era una mera conjetura. En 1808, siguiendo la idea de Lavoisier, Humphry Davy se convirtió en el primero en obtener muestras de los metales por electrólisis de sus tierras fundidas, [24] apoyando así la hipótesis de Lavoisier y provocando que el grupo se denomine metales alcalinotérreos .
Descubrimiento
Los compuestos de calcio calcita y cal se conocen y se utilizan desde tiempos prehistóricos. [25] Lo mismo ocurre con los compuestos de berilio berilo y esmeralda . [26] Los otros compuestos de los metales alcalinotérreos se descubrieron a principios del siglo XV. El compuesto de magnesio sulfato de magnesio fue descubierto por primera vez en 1618 por un agricultor en Epsom en Inglaterra. El carbonato de estroncio se descubrió en minerales en la aldea escocesa de Strontian en 1790. El último elemento es el menos abundante: el radio radiactivo , que se extrajo de la uraninita en 1898. [27] [28] [29]
Todos los elementos, excepto el berilio, se aislaron mediante electrólisis de compuestos fundidos. El magnesio, el calcio y el estroncio fueron producidos por primera vez por Humphry Davy en 1808, mientras que el berilio fue aislado independientemente por Friedrich Wöhler y Antoine Bussy en 1828 mediante la reacción de compuestos de berilio con potasio. En 1910, el radio fue aislado como metal puro por Curie y André-Louis Debierne también por electrólisis. [27] [28] [29]
Berilio
El berilo , un mineral que contiene berilio, se conoce desde la época del Reino Ptolemaico en Egipto. [26] Aunque originalmente se pensó que el berilo era un silicato de aluminio , [30] se descubrió que el berilo contenía un elemento entonces desconocido cuando, en 1797, Louis-Nicolas Vauquelin disolvió hidróxido de aluminio del berilo en un álcali. [31] En 1828, Friedrich Wöhler [32] y Antoine Bussy [33] aislaron de forma independiente este nuevo elemento, el berilio, por el mismo método, que implicaba una reacción de cloruro de berilio con potasio metálico ; esta reacción no pudo producir grandes lingotes de berilio. [34] No fue hasta 1898, cuando Paul Lebeau realizó una electrólisis de una mezcla de fluoruro de berilio y fluoruro de sodio , que se produjeron grandes muestras puras de berilio. [34]
Magnesio
El magnesio fue producido por primera vez por Humphry Davy en Inglaterra en 1808 usando electrólisis de una mezcla de magnesia y óxido de mercurio . [35] Antoine Bussy lo preparó en forma coherente en 1831. La primera sugerencia de Davy para un nombre fue magnium, [35] pero ahora se usa el nombre magnesio.
Calcio
La cal se ha utilizado como material para la construcción desde el 7000 al 14,000 a. C. [25] y los hornos utilizados para la cal se han fechado en el 2500 a. C. en Khafaja , Mesopotamia . [36] [37] El calcio como material se conoce desde al menos el primer siglo, ya que se sabía que los antiguos romanos usaban óxido de calcio preparándolo a partir de cal. Se sabe que el sulfato de calcio puede fraguar huesos rotos desde el siglo X. El calcio en sí, sin embargo, no se aisló hasta 1808, cuando Humphry Davy , en Inglaterra , utilizó la electrólisis en una mezcla de cal y óxido de mercurio , [38] después de escuchar que Jöns Jakob Berzelius había preparado una amalgama de calcio a partir de la electrólisis de la cal en mercurio. .
Estroncio
En 1790, el médico Adair Crawford descubrió minerales con propiedades distintivas, que fueron nombrados estrontitos en 1793 por Thomas Charles Hope , profesor de química de la Universidad de Glasgow , [39] quien confirmó el descubrimiento de Crawford. El estroncio fue finalmente aislado en 1808 por Humphry Davy mediante la electrólisis de una mezcla de cloruro de estroncio y óxido de mercurio . El descubrimiento fue anunciado por Davy el 30 de junio de 1808 en una conferencia en la Royal Society. [40]
Bario
La barita , un mineral que contiene bario, fue reconocido por primera vez como un nuevo elemento en 1774 por Carl Scheele , aunque sólo pudo aislar óxido de bario . El óxido de bario fue aislado de nuevo dos años más tarde por Johan Gottlieb Gahn . Más tarde, en el siglo XVIII, William Withering notó un mineral pesado en las minas de plomo de Cumberland , que ahora se sabe que contienen bario. El bario mismo se aisló finalmente en 1808 cuando Humphry Davy usó la electrólisis con sales fundidas, y Davy nombró al elemento bario , por baryta . Posteriormente, Robert Bunsen y Augustus Matthiessen aislaron bario puro mediante electrólisis de una mezcla de cloruro de bario y cloruro de amonio. [41] [42]
Radio
Mientras estudiaban la uraninita , el 21 de diciembre de 1898, Marie y Pierre Curie descubrieron que, incluso después de la descomposición del uranio, el material creado seguía siendo radiactivo. El material se comportó de manera algo similar a los compuestos de bario , aunque algunas propiedades, como el color de la prueba de llama y las líneas espectrales, fueron muy diferentes. Anunciaron el descubrimiento de un nuevo elemento el 26 de diciembre de 1898 a la Academia de Ciencias de Francia . [43] El radio fue nombrado en 1899 a partir de la palabra radio , que significa rayo , ya que el radio emitía energía en forma de rayos. [44]
Ocurrencia
El berilio se encuentra en la corteza terrestre a una concentración de dos a seis partes por millón (ppm), [45] gran parte del cual se encuentra en los suelos, donde tiene una concentración de seis ppm. El berilio es uno de los elementos más raros en el agua de mar, incluso más raro que elementos como el escandio , con una concentración de 0,2 partes por billón. [46] [47] Sin embargo, en agua dulce, el berilio es algo más común, con una concentración de 0,1 partes por mil millones. [48]
El magnesio y el calcio son muy comunes en la corteza terrestre, siendo respectivamente el quinto y octavo elemento más abundante. Ninguno de los metales alcalinotérreos se encuentra en su estado elemental. Los minerales comunes que contienen magnesio son la carnalita , la magnesita y la dolomita . Los minerales comunes que contienen calcio son la tiza , la piedra caliza , el yeso y la anhidrita . [2]
El estroncio es el decimoquinto elemento más abundante en la corteza terrestre. Los principales minerales son celestita y estrontianita . [49] El bario es un poco menos común, gran parte en el mineral barita . [50]
El radio, producto de la desintegración del uranio , se encuentra en todos los minerales que contienen uranio . [51] Debido a su vida media relativamente corta, [52] el radio de la historia temprana de la Tierra se ha desintegrado, y las muestras actuales provienen todas de la desintegración mucho más lenta del uranio. [51]
Producción
La mayor parte del berilio se extrae del hidróxido de berilio. Un método de producción es la sinterización , que se realiza mezclando berilo , fluorosilicato de sodio y sosa a altas temperaturas para formar fluoroberilato de sodio , óxido de aluminio y dióxido de silicio . Luego se usa una solución de fluoroberilato de sodio e hidróxido de sodio en agua para formar hidróxido de berilio por precipitación. Alternativamente, en el método de fusión, el berilo en polvo se calienta a alta temperatura, se enfría con agua y luego se calienta de nuevo ligeramente en ácido sulfúrico , produciendo finalmente hidróxido de berilio. El hidróxido de berilio de cualquiera de los métodos produce fluoruro de berilio y cloruro de berilio a través de un proceso algo largo. La electrólisis o el calentamiento de estos compuestos pueden producir berilio. [7]
En general, el carbonato de estroncio se extrae del mineral celestita a través de dos métodos: lixiviando la celestita con carbonato de sodio o de una manera más complicada con carbón . [53]
Para producir bario, la barita (sulfato de bario impuro) se convierte en sulfuro de bario por reducción carbotérmica (como con el coque ). El sulfuro es soluble en agua y reacciona fácilmente para formar sulfato de bario puro, que se utiliza para pigmentos comerciales u otros compuestos, como el nitrato de bario . Estos a su vez se calcinan en óxido de bario , que finalmente produce bario puro después de la reducción con aluminio . [50] El proveedor más importante de bario es China , que produce más del 50% del suministro mundial. [54]
Aplicaciones
El berilio se usa principalmente para aplicaciones militares, [55] pero también existen otros usos del berilio. En electrónica, el berilio se utiliza como dopante de tipo p en algunos semiconductores, [56] y el óxido de berilio se utiliza como aislante eléctrico de alta resistencia y conductor de calor . [57] Debido a su peso liviano y otras propiedades, el berilio también se usa en mecánica cuando se requieren rigidez, peso liviano y estabilidad dimensional en amplios rangos de temperatura. [58] [59]
El magnesio tiene muchos usos. Ofrece ventajas sobre otros materiales como el aluminio , aunque este uso ha caído en desgracia debido a la inflamabilidad del magnesio. [60] El magnesio también se suele alear con aluminio o zinc para formar materiales con propiedades más deseables que cualquier metal puro. [61] El magnesio tiene muchos otros usos en aplicaciones industriales, como su participación en la producción de hierro y acero y la producción de titanio . [62]
El calcio también tiene muchos usos. Uno de sus usos es como agente reductor en la separación de otros metales del mineral, como el uranio . También se utiliza en la producción de aleaciones de muchos metales, como el aluminio y las aleaciones de cobre , y también se utiliza para desoxidar aleaciones. El calcio también tiene un papel en la fabricación de queso , morteros y cemento . [63]
El estroncio y el bario no tienen tantas aplicaciones como los metales alcalinotérreos más ligeros, pero todavía tienen usos. El carbonato de estroncio se utiliza a menudo en la fabricación de fuegos artificiales rojos , [64] y el estroncio puro se utiliza en el estudio de la liberación de neurotransmisores en las neuronas. [65] [66] El estroncio-90 radiactivo encuentra algún uso en los RTG , [67] [68] que utilizan su calor de desintegración . El bario tiene algún uso en los tubos de vacío para eliminar gases, [50] y el sulfato de bario tiene muchos usos en la industria del petróleo , [4] así como en otras industrias. [4] [50] [69]
Debido a su radiactividad, el radio ya no tiene muchas aplicaciones, pero solía tener muchas. El radio solía usarse a menudo en pinturas luminosas , [70] aunque este uso se detuvo después de que los trabajadores se enfermaran. [71] Como la gente solía pensar que la radiactividad era algo bueno, el radio solía añadirse al agua potable , la pasta de dientes y muchos otros productos, aunque ya no se utilizan debido a sus efectos sobre la salud. [60] El radio ya ni siquiera se usa por sus propiedades radiactivas, ya que hay emisores más potentes y seguros que el radio. [72] [73]
Reacciones representativas de metales alcalinotérreos
Reacción con halógenos
- Ca + Cl 2 → CaCl 2
El cloruro de calcio anhidro es una sustancia higroscópica que se utiliza como desecante. Expuesto al aire, absorberá el vapor de agua del aire, formando una solución. Esta propiedad se conoce como delicuescencia .
Reacción con oxígeno
- Ca + 1 / 2O 2 → CaO
- Mg + 1 / 2O 2 → MgO
Reacción con azufre
- Ca + 1 / 8S 8 → CaS
Reacción con carbono
Con el carbono, forman acetiluros directamente. El berilio forma carburo.
- 2Be + C → Be 2 C
- CaO + 3C → CaC 2 + CO (a 2500 0 C en horno)
- CaC 2 + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + C 2 H 2
- Mg 2 C 3 + 4H 2 O → 2Mg (OH) 2 + C 3 H 4
Reacción con nitrógeno
Solo Be y Mg forman nitruros directamente.
- 3Be + N 2 → Be 3 N 2
- 3Mg + N 2 → Mg 3 N 2
Reacción con hidrógeno
Los metales alcalinotérreos reaccionan con el hidrógeno para generar hidruro salino que es inestable en el agua.
- Ca + H 2 → CaH 2
Reacción con agua
Ca, Sr y Ba reaccionan fácilmente con el agua para formar hidróxido e hidrógeno gaseoso. Be y Mg son pasivados por una capa impermeable de óxido. Sin embargo, el magnesio amalgamado reaccionará con el vapor de agua.
- Mg + H 2 O → MgO + H 2
Reacción con óxidos ácidos
Los metales alcalinotérreos reducen el no metal de su óxido.
- 2Mg + SiO 2 → 2MgO + Si
- 2Mg + CO 2 → 2MgO + C (en dióxido de carbono sólido )
Reacción con ácidos
- Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2
- Be + 2HCl → BeCl 2 + H 2
Reacción con bases
Sea exhibe propiedades anfóteras. Se disuelve en hidróxido de sodio concentrado .
- Be + NaOH + 2H 2 O → Na [Be (OH) 3 ] + H 2
Reacción con haluros de alquilo
El magnesio reacciona con haluros de alquilo mediante una reacción de inserción para generar reactivos de Grignard .
- RX + Mg → RMgX (en éter anhidro)
Identificación de cationes alcalinotérreos
La prueba de la llama
La siguiente tabla [74] presenta los colores observados cuando la llama de un mechero Bunsen se expone a sales de metales alcalinotérreos. Be y Mg no imparten color a la llama debido a su pequeño tamaño. [75]
Metal | Color |
---|---|
California | Rojo ladrillo |
Sr | rojo carmesí |
Licenciado en Letras | Verde amarillo |
Real academia de bellas artes | Rojo carmín |
En solución
Mg 2+
El fosfato de disodio es un reactivo muy selectivo para los iones de magnesio y, en presencia de sales de amonio y amoniaco, forma un precipitado blanco de fosfato de amonio y magnesio.
- Mg 2+ + NH 3 + Na 2 HPO 4 → (NH 4 ) MgPO 4 + 2Na +
Ca 2+
Ca 2+ forma un precipitado blanco con oxalato de amonio. El oxalato de calcio es insoluble en agua, pero es soluble en ácidos minerales.
- Ca 2+ + (COO) 2 (NH 4 ) 2 → (COO) 2 Ca + NH 4 +
Sr 2+
Los iones de estroncio precipitan con sales de sulfato solubles.
- Sr 2+ + Na 2 SO 4 → SrSO 4 + 2Na +
Todos los iones de metales alcalinotérreos forman un precipitado blanco con carbonato de amonio en presencia de cloruro de amonio y amoníaco.
Compuestos de metales alcalinotérreos
Óxidos
Los óxidos de metales alcalinotérreos se forman a partir de la descomposición térmica de los correspondientes carbonatos .
- CaCO 3 → CaO + CO 2 (a aproximadamente 900 0 C)
En laboratorio, se obtienen a partir del calcio:
- Mg (OH) 2 → MgO + H 2 O
o nitratos:
- Ca (NO 3 ) 2 → CaO + 2NO 2 + 1 / 2O 2
Los óxidos presentan un carácter básico: se vuelven rojas de fenolftaleína y azul tornasol . Reaccionan con el agua para formar hidróxidos en una reacción exotérmica.
- CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 + Q
El óxido de calcio reacciona con el carbono para formar acetiluro.
- CaO + 3C → CaC 2 + CO (a 2500 0 )
- CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
- CaCN 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + H 2 N — CN
- H 2 N — CN + H 2 O → (H 2 N) CO ( urea )
- CaCN 2 + 2H 2 O → CaCO 3 + NH 3
Hidróxidos
Se generan a partir de los óxidos correspondientes al reaccionar con agua. Presentan un carácter básico: la fenolftaleína se vuelve rosa y el tornasol , azul. El hidróxido de berilio es una excepción ya que presenta un carácter anfótero.
- Be (OH) 2 + 2HCl → BeCl 2 + H 2 O
- Be (OH) 2 + NaOH → Na [Be (OH) 3 ]
Sales
El Ca y el Mg se encuentran en la naturaleza en muchos compuestos como la dolomita , aragonita , magnesita (rocas carbonatadas). Los iones de calcio y magnesio se encuentran en el agua dura . El agua dura representa un problema múltiple. Es de gran interés eliminar estos iones, ablandando así el agua. Este procedimiento se puede realizar utilizando reactivos como hidróxido de calcio , carbonato de sodio o fosfato de sodio . Un método más común es usar aluminosilicatos de intercambio iónico o resinas de intercambio iónico que atrapan Ca 2+ y Mg 2+ y liberan Na + en su lugar:
- Na 2 O · Al 2 O 3 · 6SiO 2 + Ca 2+ → CaO · Al 2 O 3 · 6SiO 2 + 2Na +
Papel biológico y precauciones
El magnesio y el calcio son ubicuos y esenciales para todos los organismos vivos conocidos. Están involucrados en más de un papel, por ejemplo, las bombas de iones de magnesio o calcio juegan un papel en algunos procesos celulares, el magnesio funciona como el centro activo de algunas enzimas y las sales de calcio tienen un papel estructural, sobre todo en los huesos.
El estroncio juega un papel importante en la vida acuática marina, especialmente los corales duros, que utilizan estroncio para construir sus exoesqueletos . Este y el bario tienen algunos usos en medicina, por ejemplo, " harinas de bario " en imágenes radiográficas, mientras que los compuestos de estroncio se emplean en algunas pastas dentales . Cantidades excesivas de estroncio-90 son tóxicas debido a su radiactividad y el estroncio-90 imita al calcio y luego puede matar.
El berilio y el radio, sin embargo, son tóxicos. La baja solubilidad acuosa del berilio significa que rara vez está disponible para los sistemas biológicos; no tiene ningún papel conocido en los organismos vivos y, cuando lo encuentran, suele ser muy tóxico. [7] El radio tiene poca disponibilidad y es altamente radiactivo, por lo que es tóxico para la vida.
Extensiones
Se cree que el siguiente metal alcalinotérreo después del radio es el elemento 120 , aunque esto puede no ser cierto debido a los efectos relativistas . [76] La síntesis del elemento 120 se intentó por primera vez en marzo de 2007, cuando un equipo del Laboratorio de Reacciones Nucleares Flerov en Dubna bombardeó plutonio -244 con iones de hierro -58; sin embargo, no se produjeron átomos, lo que lleva a un límite de 400 fb para la sección transversal a la energía estudiada. [77] En abril de 2007, un equipo del GSI intentó crear el elemento 120 bombardeando el uranio -238 con níquel -64, aunque no se detectaron átomos, lo que llevó a un límite de 1,6 pb para la reacción. Se intentó de nuevo la síntesis a sensibilidades más altas, aunque no se detectaron átomos. Se han intentado otras reacciones, aunque todas han fracasado. [78]
Se predice que la química del elemento 120 será más cercana a la del calcio o estroncio [79] en lugar de la del bario o el radio . Esto es inusual ya que las tendencias periódicas predecirían que el elemento 120 sería más reactivo que el bario y el radio. Esta reactividad reducida se debe a las energías esperadas de los electrones de valencia del elemento 120, aumentando la energía de ionización del elemento 120 y disminuyendo los radios metálico e iónico . [79]
El siguiente metal alcalinotérreo después del elemento 120 no se ha predicho definitivamente. Aunque una simple extrapolación utilizando el principio de Aufbau sugeriría que el elemento 170 es un congénere de 120, los efectos relativistas pueden invalidar dicha extrapolación. Se ha predicho que el siguiente elemento con propiedades similares a los metales alcalinotérreos será el elemento 166, aunque debido a orbitales superpuestos y menor brecha de energía debajo de la subcapa 9s, el elemento 166 puede ubicarse en el grupo 12 , debajo del copernicio . [80] [81]
Notas
- ^ La notación de gas noble se utiliza para la concisión; el gas noble más cercano que precede al elemento en cuestión se escribe primero, y luego la configuración electrónica continúa desde ese punto en adelante.
- ^ Las energías se expresan en −kJ / mol, las solubilidades en mol / L; HE significa " energía de hidratación ".
- ^ El número entre paréntesis se refiere a la incertidumbre de la medición . Esta incertidumbre se aplica a la(s) cifra (s) menos significativa (s) del número antes del valor entre paréntesis (es decir, contando desde el dígito más a la derecha hacia la izquierda). Por ejemplo,1.007 94 (7) significa1.007 94 ± 0.000 07 , mientras que1.007 94 (72) significa1,007 94 ± 0,000 72 . [15]
- ^ El elemento no tiene ningún nucleido establey un valor entre paréntesis indica el número de masa del isótopo devida más largadel elemento. [16] [17]
- ^ Nunca se ha observado el color de la prueba de llama del radio puro; el color rojo carmesí es una extrapolación del color de prueba de llama de sus compuestos. [20]
Referencias
- ^ Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (2005). Nomenclatura de la química inorgánica (Recomendaciones de la IUPAC 2005). Cambridge (Reino Unido): RSC - IUPAC . ISBN 0-85404-438-8 . pp. 51. Versión electrónica. .
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