Metais alcalino-terrosos

Os metais alcalino-terrosos representam o grupo IIa da tabela periódica. Esse grupo representa o berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra). São caracterizados pela configuração eletrônica da camada de valência ns2, onde “n” é o número quântico principal (número do período). O termo “terrosos” no nome do grupo é da época da alquimia, onde os alquimistas medievais, chamavam as substâncias que não se fundiam e não sofriam transformações com o calor (com os meios de aquecimento da época), de “terrosos”. Esses elementos, são metais e apresentam uma alta reatividade para ocorrerem livres na natureza. Ocorrem sob a forma de compostos, como cátions +2.

Com exceção do berílio, os elementos desse grupo são todos metais típicos. Eles são bons condutores de calor e eletricidade, porém são metais mais duros, mais densos e se fundem a temperaturas mais altas do que os metais alcalinos. Evidentemente, o elétron adicional de valência por átomo torna a ligação metálica mais forte e os retículos cristalinos desses metais tornam-se mais rígidos do que os dos metais alcalinos. O berílio e o magnésio possuem retículo hexagonal de empacotamento denso; o cálcio e o estrôncio formam estruturas cúbicas de faces centradas, à temperatura ambiente; e o bário se cristaliza numa estrutura cúbica de corpo centrado. Todos esses elementos apresentam brilho metálico, embora o berílio tenha cor cinza escuro.

Os metais alcalino-terrosos ocorrem espalhados na crosta terrestre na forma de carbonatos, silicatos, fosfatos e sulfatos. O magnésio e o cálcio são os mais abundantes; montanhas inteiras são constituídas de calcário, CaCO3, e dolomita, CaMg(CO3)2. O magnésio também é encontrado nos oceanos. O berílio é relativamente escasso, sem mineral mais comum é o berilo Be3Al2Si6O18, que algumas vezes é encontrado na forma de gemas, como a esmeralda. O estrôncio e o bário são relativamente raros, ocorrendo, principalmente, como carbonato e sulfato, respectivamente. O rádio é extremamente raro e é encontrado em minerais de urânio, como na pechblenda, na qual é formado como resultado do decaimento radioativo do urânio.

Reação dos elementos:

Os metais alcalino-terrosos quase sempre reagem formando compostos nos quais o metal apresenta o estado de oxidação +2, como por exemplo, o óxido de cálcio – CaO. Embora o berílio mostre uma tendência de formar ligações covalentes, nos membros desse grupo dão tipicamente íons 2+, tanto em compostos sólidos como em solução aquosa.

Os metais alcalino-terrosos são agentes redutores poderosos. De fato, com exceção do berílio e magnésio, esses elementos são agentes redutores tão bons quanto os metais alcalinos. Isto pode parecer surpreendente em vista da alta segunda energia de ionização dos átomos dos metais alcalino-terrosos. O efeito estabilizante da energia de hidratação elevada dos íons 2+ quase compensa esse fato; entretanto, os potenciais de redução padrão do Ca, Sr e Ba são praticamente os mesmos correspondentes do grupo Ia da tabela periódica. Os valores menores para os elementos são mais leves do grupo IIa, Be e Mg, são conseqüência das suas energias de ionização.

Com exceção do berílio, os metais alcalino-terrosos (M) reagem com água formando hidrogênio: M(s) + 2H2O M2+(aq) + H2(g) + 2OH-(aq). Entretanto, a reação com magnésio é muito lenta, devido ao fato de que esse elemento forma rapidamente uma camada fina, protetora de MgO, que efetivamente dificulta a reação com muitas substâncias, especialmente à temperatura ambiente.

Todos os metais alcalino-terrosos reagem com o oxigênio a pressões ordinárias dando óxidos, MO. Em pressões e temperaturas, o bário forma peróxido: Ba(s) + O2(g) BaO2(s). O peróxido de bário é uma fonte conveniente de peróxido de hidrogênio, que é produzido pela adição de ácido: BaO2(s) + 2H+(aq) Ba2+(aq) + H2O2(aq).

Os elementos do grupo IIa reagem com os halogênios (X) formando haletos, MX2, e com o nitrogênio formando nitretos, M3N2. O cálcio, o estrôncio e o bário, reagem com o hidrogênio a temperaturas elevadas e formam hidretos iônicos, MH2.