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Gli elementi del gruppo IIA

Berillio, Magnesio, Calcio, Stronzio, Bario, Radio

Gli elementi del gruppo IIA della tavola periodica sono detti metalli alcalino terrosi, per via delle loro caratteristiche a metà strada tra i metalli alcalini (IA) e gli elementi terrosi (IIIA). Come i metalli alcalini hano proprietà metalliche, anche se in minor misura (lucentezza, duttibilità, conduono l'elettricità). I principali tra questi sono il magnesio (Mg), il calcio (Ca) e il bario (Ba).

Le rispettive configurazioni elettroniche sono:

Mg: 1s² 2s²2p⁶ 3s²

Ca: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

Ba: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s²4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 6s²

Si trovano quindi tutti ad avere un orbitale s esterno con 2 elettroni. Questo però, diversamente da quel che si potrebbe pensare vedendo l'orbitale completo, non è indice di scarsa reattività, anzi i metalli alcalino-terrosi sono molto reattivi e questi elementi non si trovano in natura liberi. Questo è dovuto al fatto che uno dei 2 elettroni passa ad uno dei 3 orbitali p vuoti ad energia superiore, arrivando ad avere valenza 2 con una ibridazione di tipo sp.

Tra le reazioni tipiche comuni a questi elementi abbiamo:

1) Reazione con l'acqua bollente, sviluppa idrogeno

Mg + 2 H₂O ---> Mg(OH)₂ + H₂

2) Reazione con l'ossigeno e l'azoto dell'aria, ad alta temperatura:

Mg + O₂ ---> 2 MgO

3 Mg + N₂ ---> Mg₃N₂

Vengono pertanto utilizzati per rimuovere l'ossigeno residuo dai tubi a vuoto, come alcuni elementi del gruppi IA.

Riconoscimento:

per Calcio e Bario la presenza di questi metalli in una sostanza si effettua tramite saggio di riconoscimento alla fiamma:

Sali di Calcio: fiamma giallorossa

Sali di Bario: fiamma gialloverde

 

Composti e principali utilizzi:

1) Magnesio

-- Il Magnesio è uno ione essenziale in biologia e biochimica: lo ione Mg²⁺  si trova infatti nelle cellule e serve come cofattore essenziale per il funzionamento di molti enzimi. Sempre lo ione Mg²⁺  è essenziale nei vegetali per la clorofilla, che è un composto di coordinazione del magnesio.

-- Mg(OH)₂  è utilizzato come antiacido (latte di magnesia).

2) Calcio

-- Anche il Calcio è uno ione essenziale in biochimica e biologia, costituente fondaentale di ossa e denti sotto forma di cristalli di Ca₃(PO₄)₂, e per il funzionamento della muscolatura.

-- Nell'edilizia si usa Cao, la calce viva, prodotta per reazione con l'aria in forni ad alta T (forni a calce)

CaO + H₂O ---> Ca(OH)₂  detta calce spenta

Ca(OH)₂ + Silice ---> Malta, usata in edilizia

Ca(OH)₂ + CO₂ ---> CaCO₃ + H₂O serve sempre in edilizia per fare presa sui mattoni

-- La sospensione di Ca(OH)₂ è usata per imbiancare i muri.

3) Bario

-- Si utilizza Ba(OH)₂ detta acqua di barite, è solubile in acqua e permette di effettuare il riconoscimento dell'anidride carbonica in chimica analitica:

Ba(OH)₂ + CO₂ ---> BaCO₃ + H₂O

-- BaSO₄ solfato di bario è usato in radioscopia: è una sostanza opaca ai raggi X, viene fatta ingerire prima delle radioscopie per osservare possibili alterazioni del tubo digerente.