Maa-alkalimetalli
Maa-alkalimetallit ovat jaksollisen järjestelmän toinen pääryhmä, johon kuuluvat seuraavat alkuaineet: beryllium, magnesium, kalsium, strontium, barium ja radium. Ne kuuluvat alkuaineiden jaksollisen järjestelmän ryhmään 2, jossa uloimmalla s-orbitaaleilla on kaksi elektronia. Maa-alkalimetallien atomeilla on vain hapetusluvut +II (yhdisteissä) ja 0 (alkuaineissa), sillä luovuttamalla kaksi elektronia ne pääsevät oktettiin, ja näin ollen ionimuodossaan maa-alkalimetallien elektronikonfiguraatio vastaa siis niitä edeltävän jalokaasun elektronikonfiguraatiota. Tästä juontuu myös maa-alkalimetallien voimakas pelkistämiskyky. Niiden elektronegatiivisuus on alhainen, tosin korkeampi kuin alkalimetalleilla.[1][2][3]
Maa-alkalimetallien metallinen luonne on alkalimetalleja vahvempi ja useimmat niiden suoloista ovat veteen liukenevia. Niiden metallinen luonne ja sitä myöten myös reaktiokyky kasvaa järjestysluvun kasvaessa. Hyvän pelkistämiskykynsä ansiosta maa-alkalimetallit reagoivat helposti happojen sekä (berylliumia lukuun ottamatta) vedenkin kanssa vetyä vapauttaen, esimerkiksi[1][2][3]:
- Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
Varsinkin kuumennettuina ne reagoivat helposti myös ilman hapen kanssa muodostaen oksideja[2][3].
Elektronegatiivisuuden pienentyessä voimistuu maa-alkalimetallien oksideissa metallin ja hapen välisen sidoksen ioniluonne. Amfoteerista berylliumoksidia lukuun ottamatta muut oksidit ovat ioniyhdisteitä ja siten reagoivat veden kanssa muodostaen hydroksideja, joiden vesiliuokset ovat emäksisiä.[1][2][3]
- BaO + H2O → Ba(OH)2
Nämä muodostuneet hydroksidit liukenevat veteen varsin niukasti, toisin kuin alkalimetallien hydroksidit. Liukenevuus kuitenkin lisääntyy hydroksidin ioniluonteen vahvistuessa.[3] Maa-alkalioksidien emäksinen luonne ilmenee siten, että ne reagoivat varsin helposti happamien oksidien kanssa. Jo huoneenlämmössä niillä on taipumus reagoida muun muassa ilman hiilidioksidin kanssa muodostaen karbonaatteja:
- CaO + CO2 → CaCO3
Tästä ominaisuudestaan johtuen oksideja on säilytettävä ilmalta eristettyinä. Maa-alkalimetallien oksidit liukenevat helposti myös happoihin muodostaen suoloja:
- Ca(OH)2 + 2HCl → 2H2O + CaCl2
Ryhmän 2 alkuaineiden halidit eli halogeeniyhdisteet liukenevat helposti veteen, kun taas karbonaatit ja sulfaatit ovat niukkaliukoisia.[3] Ryhmän aineilla on kalsiumiin saakka hyvä lämmönjohtavuus, mutta sitten se romahtaa melko radikaalisti. Berylliumin, magnesiumin ja kalsiumin tiheyksien vaihteluväli on vain 300 kg/m3, mutta kalsiumista eteenpäin tiheydet kasvavat 1 000 kg/m3 per aineväli ja radiumin ja bariumin välillä eroa on peräti 1 500 kg/m3.
Maa-alkalimetallien yleisyys maankuoressa:
- beryllium: 2,8 mg/kg
- magnesium: 23 300 mg/kg
- kalsium: 41 500 mg/kg
- strontium: 370 mg/kg
- barium: 425 mg/kg
- radium: 9·10-7 mg/kg
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ a b c Zumdahl, S. S. & Zumdahl, S. A.: Chemistry, s. 916. (9. painos) Brooks Cole, 2008. ISBN 978-1-133-61109-7 (englanniksi)
- ↑ a b c d Rayner-Canham, G. & Overton, T.: Descriptive Inorganic Chemistry, s. 271–273, 278–279. (5th edition) W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-1-4292-2434-5 (englanniksi)
- ↑ a b c d e f Eagleson, M.: Concise encyclopedia chemistry, s. 37. Walter de Gruyter, 1994. ISBN 978-3-11-011451-5 (englanniksi)