Berylowce

Berylowce (metale ziem alkalicznych, wapniowce^[1]) – 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.

• 

  beryl

• 

  magnez

• 

  wapń

• 

  stront

• 

  bar

• 

  rad

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 CaCO
3 występuje w postaci powszechnych minerałów, jak wapień, kreda czy marmur. Uwodniony siarczan wapnia CaSO
4·2H
2O znany jest jako gips. Hydroksyapatyt, będący solą wapnia, jest kluczowym składnikiem tkanki kostnej^[2].

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^[2].

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^[2][3].

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^[2]. Ogólny zapis reakcji berylowca (M) z wodą:

M + 2H
2O → M(OH)
2 + H
2↑

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, MgF
2). Jedynie beryl reaguje ze stężonymi zasadami (powstają jony kompleksowe [Be(OH)
4]2−
)^[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^[2]:

MgO + C → Mg + CO

Zobacz też

• metale ziem rzadkich

Przypisy

Bibliografia

• Mirosław Grębosz, Szczepan Zapotoczny: Słownik szkolny chemia. Kraków: Zielona Sowa, 2003. ISBN 83-7389-037-8.
• Piotr Chmielewski, Adam Jezierski: Słownik chemiczny. Wrocław: Europa, 2003. ISBN 83-88962-27-2.