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METALES ALCALINOTÉRREOS GRUPO 2 ESTÉVEZ FREGOSO MARÍA DEL MAR GONZÁLEZ MARTÍNEZ GERARDO ANTONIO MORETT AGUILAR DIEGO EMILIO VERDUZCO RAMÍREZ ARTURO EQUIPO: G.A.M.E. Elementos grupo 2 Berilio (Be) Magnesio (Mg) Calcio (Ca) Estroncio (Sr) Bario (Ba) Radio (Ra) Tabla de abundancia de los elementos en el mundo (gramos por cada 1000Kg de corteza) Elemento ppm Lugar Berilio 2 51 Magnesio 27640 6 Calcio 46600 5 Estroncio 384 15 Bario 390 14 Radio Sintético ---- Propiedades de los elementos del grupo II Be Radio metálico (pm) Mg Ca Sr Ba Ra 112 160 197 215 217 220 31 65 99 113 135 140 900 736 590 548 502 510 -1,85 -2,38 -2,87 -2,89 -2,9 -2,92 Densidad (g/cm3) 1,85 1,74 1,54 2,62 3,51 5 Punto de fusión (ºC) 1280 650 850 768 714 700 Radio íonico (pm) Energía de ionización (KJ/mol) Eº(V) Tendencias grupales Enlaces metálicos más fuertes que los metales alcalinos. Punto de fusión más alto y mayor dureza (en comparación a los metales alcalinos). Los metales alcalinotérreos son un poco más electronegativos y menos reactivos que los metales alcalinos. El estado de oxidación de los metales alcalinotérreos en las formas combinadas es casi siempre 2+. Tendencias grupales Los compuestos formados por estos metales, son sólidos estables, incoloros, iónicos. Las sales formadas con aniones monovalentes, son mas solubles, si se les comparan con los aniones divalentes. (aniones monovalentes ejemplo: Cl-, NO3-, etc.) Dada su alta reactividad, estos metales no se encuentran en estado elemental Configuración electrónica Métodos de obtención Electrólisis de sus haluros fundidos: MX2(l) —> M(l) + X2(g) Reducción de sus óxidos con carbono: MO(s) + C(s) —> M(s) + CO(g) Electrólisis de sus haluros fundidos Oxidación de los metales alcalinotérreos Reacción de oxidación característica de los elementos del grupo 2 2e-+O2---2O2M--M2+ + 2e2M(s) + O2(g) -- 2MO(s) Coloración de las flamas al quemar los metales Be: Mg: produce un destello de luz Ca: produce flamas naranjas Sr: produce flamas rojas Ba: produce flamas verdes El calcio y el bario reaccionan lentamente con el O2 a temperatura ambiente. Carburos Todos los elementos del grupo 2 forman carburos. Be2C, contiene el carburo C-4 Los carburos de magnesio, calcio, estroncio y bario tienen la formula MC2 y contienen el anión dicarburo (acetiluro) (C22-) Se preparan por medio de calentamiento del óxido o del carbonato en presencia del carbón en un horno a 2000°C MO(s) + 3C(s) -- MC2(s) + CO2(g) 2MCO3(s) + 5C(s) -- 2MC2(s) + 3CO2 (g) Berilio Berilio (Be) El berilo (aluminiosilicato de berilio, Be3Al2Si6O18) es la única mena importante de berilio . El berilio puro se obtiene transformando la mena en el óxido (BeO). Entonces el óxido se convierte en el cloruro o fluoruro. Se calienta a 1000°C en presencia de magnesio para producir berilio metálico: BeF2(s) + Mg(l) ---- Be(s) + MgF2(s) El berilio es muy tóxico. Métodos de obtención Reducción del fluoruro de berilio, BeF2, con magnesio metálico. Electrólisis del BeCl2 fundido. Aplicaciones El berilio, en finas capas, se usa en litografía con rayos X para la producción de microcircuitos integrados Aleado con aluminio produce un material empleado en escudos térmicos de astronaves, en aviones supersónicos, en misiles y en satélites de comunicaciones. Se utiliza para fabricar contactos eléctricos, electrodos de soldadura, herramientas antichispa usadas en refinerías petrolíferas. El óxido de berilio se utiliza en la fabricación de cerámicas. Magnesio Magnesio (Mg) El magnesio se encuentra en la brucita [Mg(OH)2], la dolomita [CaCO3 .MgCO3] y la epsomita [MgSO4.7H2O.] El agua de mar es buena fuente de magnesio; hay casi 1.3g de Mg por kg de agua de mar. Se puede obtener Mg de la reducción silicotérmica de óxido de magnesio en contenedores de cromo-níquel a baja presión y 1160ºC. El Mg2+ forma parte de las porfirinas de la clorofila, coordinandose en una disposición plano cuadrada de los cuatro átomos dadores de N. Como el sistema cíclico está altamente conjugado absorbe luz en la región visible (λ=600 nm) iniciando una complicada serie de reacciones con otros sistemas con Mn o Fe. Magnesio Hay dos maneras de obtener el óxido de Magnesio Mg(s) + H2O(g) ---MgO(s) + H2(g) 2Mg(s) + O2(g) --- 2MgO(s) (Flash de la fotografía) El Mg no reacciona con agua fría, pero sí lentamente con vapor dando origen a la primera reacción. El MgO reacciona en forma lenta con agua formando la leche de magnesia usada para tratar la indigestión ácida: MgO(s) + H2O(l)--- Mg(OH)2(s) Mg(OH)2(s) + 2HCl MgCl2(ac) +2H2O(l) Aplicaciones Es utilizado en aleaciones ligeras, materiales útiles para: construcciones aeronáuticas, automóviles y construcción de misiles Se usa como reductor para la producción otros metales a partir de sus sales. El óxido de magnesio se usa en la producción de papel y goma y, en la industria farmacéutica, como antiácido estomacal. El sulfato de magnesio se utiliza en la industria textil, papelera y como laxante El magnesio da origen los llamados "compuestos de Grignard”. Calcio Calcio (Ca) El calcio se encuentra en la calcita, gis y mármol (CaCO3), en la dolomita (CaCO3 MgCO3), en el yeso (CaSO4 2H20) y en la fluorita (CaF2) Síntesis de cal viva CaCO3(s) ---CaO(s) + CO2(g) La cal apagada se produce por la reacción entre la cal viva y el agua: CaO(s) + H2O(l) ----Ca(OH)2(s) Se utiliza el calcio como material de separación de mezclas nitrógeno-argón. La cal apagada es un absorbente excelente para el dióxido de carbono pues reacciona formando carbonato cálcico insoluble. El yeso se emplea en construcción. El hipoclorito de calcio es un agente purificador de agua. La concentración de iones Ca+2 juega un papel muy importante en las células El Tungstanato de calcio (CaWO4) es usado en pinturas luminosas, luces fluorescentes y estudios de rayos-x Estroncio Estroncio (Sr) El estroncio es un metal ligero, blanco plateado, fácilmente deformable, más blando que el calcio El estroncio se encuentra como carbonato SrCO3 (estroncionita) y como sulfato SrSO4 (celestita). El Estroncio reacciona de manera vigorosa con el agua y en forma de polvo finamente dividido se enciende con el aire. Aplicaciones El estroncio se utiliza para producir vidrio para tubos de televisión en color. El estroncio se emplea para el refinado del zinc. El titanato de estroncio, SrTiO3, se emplea para fabricar gemas artificiales. El nitrato de estroncio da un color carmesí a las llamas, por lo cual se emplea para fuegos artificiales y en cohetes de señales. Bario Bario (Ba) Se obtiene principalmente de la Baritina (BaSO4) y de la whiterita (BaCO3) puede ser aislado por reducción de óxido de Bario con Aluminio 6BaO + 2Al→ 3Ba + Ba3Al2O6 Descubierto por Sir Humphrey Davy Aplicaciones El sulfato de bario se emplea en pinturas (blanco permanente), goma y papel. El sulfato de bario se emplea como contraste en radioscopia de aparato digestivo, ya que absorbe muy bien los rayos X. Se ingiere antes de la radiografía, sin embargo no resulta tan tóxico debido a su baja solubilidad El carbonato de bario se emplea como veneno para ratas. También se emplea en la industria de vidrio y cerámica. El nitrato y el clorato de bario se emplean en la pirotecnia. Radio Radio (Ra) Todos los isótopos del Radio son radioactivos. Sufren decaimientos alfa, beta y gamma con tiempos de vida media que varían desde 42 minutos hasta 1599 años con 7 meses. Fue descubierto por la pareja Curie (Pierre y Marie) Método de obtención Se obtiene como resultado de los procesos de desintegración en minerales de torio y uranio. Puede extraerse mediante lavados durante el procesado de los mismos, obteniéndose como bromuro o cloruro de radio. Aplicaciones Se emplea en pinturas luminosas. Se utiliza como fuente de neutrones. En medicina se emplea para el tratamiento del cáncer. Datos curiosos El CaO al calentarse es termoluminiscente y emite una luz blanca brillante conocida como luz de calcio. El carburo de calcio se uso en faros de los coches a finales del siglo XIX, hasta la fecha se sigue usando en lámparas de mineros. El estroncio se encontró por primera vez en la aldea escocesa Strontian. Marie Curie falleció a causa de cáncer por estar expuesta tanto a la radiación. Por ser el metal de menor número atómico que es estable al aire, el berilio es transparente a los rayos X.