Berylowce

Grupa → 2
IIA
↓ Okres
2 4
Be
3 12
Mg
4 20
Ca
5 38
Sr
6 56
Ba
7 88
Ra
Berylowce

Berylowce (metale ziem alkalicznych, wapniowce) – pierwiastki chemiczne 2 (daw. IIA lub II głównej) grupy układu okresowego pierwiastków: beryl (Be), magnez (Mg), wapń (Ca), stront (Sr), bar (Ba) i rad (Ra). Wszystkie są dwuwartościowe.

Położenie w układzie okresowym

Berylowce wraz z litowcami tworzą blok s. Ogólna konfiguracja elektronowa berylowców to [GS] ns2, gdzie GS oznacza poprzedzający gaz szlachetny.

Występowanie w przyrodzie

Najbardziej rozpowszechnionym w skorupie ziemskiej berylowcem jest wapń (4,15%). W postaci węglanu CaCO3 występuje w postaci powszechnych minerałów, jak wapień, kreda czy marmur. Uwodniony siarczan wapnia CaSO4·2H2O znany jest jako gips. Hydroksyapatyt, będący solą wapnia, jest kluczowym składnikiem tkanki kostnej.

Magnez również występuje pospolicie w skorupie ziemskiej (2,33%). Tworzy liczne minerały, m.in. oliwin, serpentyn, talk, dolomit, kizeryt, kainit. Magnez jest składnikiem chlorofilu, tworząc w kompleksie z porfiryną układ światłoczuły.

Stront i bar występują rzadziej (ok. 4×10−2%), a beryl jeszcze rzadziej (2,8×10−4%). Rad występuje jedynie w śladowych ilościach (około 9×10−7 ppm) w rudach uranu.

Zwyczajowa nazwa tej grupy pierwiastków – metale ziem alkalicznych – pochodzi od ich tlenków wykazujących odczyn zasadowy (tlenki metali dawniej nazywane były ziemiami). Berylowce nie występują w przyrodzie w stanie wolnym.

Właściwości fizyczne

Wszystkie berylowce są miękkimi, lekkimi i łatwo topliwymi metalami. Miękkość i topliwość rośnie z kolejnymi okresami w grupie.

Właściwości chemiczne

Metale te, oprócz berylu, cechują silne własności metaliczne i zasadowe. Tlenki i wodorotlenki berylowców także mają charakter zasadowy, który zwiększa się w kolejnych okresach. Wyjątkiem jest beryl, którego związki są generalnie amfoteryczne. Berylowce są nieco mniej reaktywne od poprzedzających je w układzie okresowym metali alkalicznych. Występują na +II stopniu utlenienia i tworzą jony typu M2+. Wapń, stront, bar i rad reagują z tlenem oraz z wodą w temperaturze pokojowej. Magnez w tych warunkach pokrywa się cienką, matową warstwą tlenku lub wodorotlenku. Rozpoczęcie reakcji z wodą wymaga podgrzania. Beryl na powietrzu pokrywa się ochronną warstewką tlenku. Ogólny zapis reakcji berylowca (M) z wodą:

M + 2H2O → M(OH)2 + H2↑

Wszystkie berylowce reagują łatwo z kwasami, dając odpowiednią sól i gazowy wodór. Tej reakcji nie ulega beryl z kwasem azotowym (pokrywa się tlenkiem, BeO), oraz magnez z kwasem fluorowodorowym (pokrywa się trudno rozpuszczalnym fluorkiem, MgF2). Jedynie beryl reaguje ze stężonymi zasadami (powstają jony kompleksowe [Be(OH)4]2−).

Otrzymywanie

Metale te otrzymuje się przez elektrolizę ich stopionych soli. Magnez można również otrzymać poprzez redukcję tlenku w temp. ok. 2600 °C w ochronnej atmosferze wodoru lub gazu ziemnego, np. w reakcji z węglem:

MgO + C → Mg + CO

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ Jerzy Chodkowski (red.): Mały słownik chemiczny. Wyd. V. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1976. Według niektórych źródeł do wapniowców zaliczają się tylko wapń, stront i bar. Zob. Stanisław Tołłoczko, Wiktor Kemula: Chemia nieorganiczna z zasadami chemii ogólnej. Warszawa: PWN, 1954.
  2. 1 2 3 4 5 6 Adam Bielański: Podstawy Chemii Nieorganicznej. Wyd. 6. T. 2. Warszawa: PWN, 2010, s. 820–824. ISBN 978-83-01-16282-5.
  3. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics. Wyd. 91. Boca Raton: CRC Press, 2010, s. 14–18.

Bibliografia