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Química Familia II de la Tabla Periódica

Química Familia II de la Tabla Periódica. Familia 2. Los metales alcalinotérreos. Los metales alcalinotérreos deben sus nombres a los minerales (óxidos) de los cuales fueron aislados e identificados por primera vez .

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Química Familia II de la Tabla Periódica

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  1. Química Familia II de la Tabla Periódica

  2. Familia 2. Los metales alcalinotérreos Los metales alcalinotérreos deben sus nombres a los minerales (óxidos) de los cuales fueron aislados e identificados por primera vez. No se encuentran libres en la naturaleza siempre están formando compuestos (enlaces iónicos, excepto Berilio). Be Berilio Mg Magnesio Ca Calcio Sr Estroncio Ba Bario Ra Radio

  3. Familia 2. Los metales alcalinotérreos

  4. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be • Configuración electrónica: 1s22s2 • Color: blanco plateado • Dureza: parecida a la del hierro dulce • Punto de fusión muy elevado:1551 K • Valencia2 • Estado de oxidación+2 • Electronegatividad1.5

  5. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be • Se empaña ligeramente en el aire, llegando a cubrirse con una delgada capa de óxido. • La resistencia del berilio al rayado se atribuye a éste recubrimiento de óxido.

  6. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be • A temperaturas ordinarias, apenas reacciona con el aire. • Usado en estado metálico y aleado con otros metales. • Compuestos del berilio son generalmente blancos (o incoloros en solución) • Similitud en sus propiedades químicas a los compuestos correspondientes del aluminio. • Esta similitud hace difícil su separación del aluminio que está casi siempre presente en los minerales de berilio.

  7. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be Procedencia o fabricación • Ocupa el lugar 51 en orden de abundancia de los elementos en la corteza terrestre, Constituye aproximadamente el 0,006% de esta. El mineral berilo, Al2Be3(SiO3)6, con un 12% de óxido de berilio es la única fuente importante de este elemento. • Puede obtenerse como metal puro mediante los procesos del sulfato, fluoruro o cloruro a partir del berilo (3BeO.Al2O3.6SiO2)

  8. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be Resumen de Reactividad

  9. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be • Si se trata el mineral berilo pulverizado con ácido sulfúrico concentrado se obtiene una solución que contiene sulfato de berilio y sulfato de aluminio. Se retira el aluminio por precipitación con sulfato amónico y posteriormente se filtra y cristaliza el sulfato de berilio. Si ahora calentamos a unos 1.400 ºC obtendremos óxido de berilio que constituye la base para la preparación de otros compuestos del elemento. • El berilio metal se puede preparar por electrolisis del cloruro de berilio (o del fluoruro) fundido y también por reducción de su cloruro o de su hidróxido con Na o Mg.

  10. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be Aplicaciones • Añadiendo berilio a algunas aleaciones se obtienen a menudo productos con gran resistencia al calor, mejor resistencia a la corrosión, mayor dureza, mayores propiedades aislantes y mejor calidad de fundición. • Muchas piezas de los aviones supersónicos están hechas de aleaciones de berilio, por su ligereza, rigidez y poca dilatación. • Otras aplicaciones utilizan su resistencia a los campos magnéticos, y su capacidad para no producir chispas y conducir la electricidad. • El berilio se usa mucho en los llamados sistemas de multiplexado.

  11. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be Aplicaciones • A pequeña escala, un único hilo hecho con componentes de berilio de gran pureza puede transportar cientos de señales electrónicas. • Puesto que los rayos X atraviesan fácilmente el berilio puro, el elemento se utiliza en las ventanas de los tubos de rayos X. • El berilio y su óxido, la berilia, se usan también en la generación de energía nuclear como moderadores en el núcleo de reactores nucleares, debido a la tendencia del berilio a retardar o capturar neutrones.

  12. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be • Fabricación de Tweeters en altavoces de la clase High-End, debido a su gran rigidez.

  13. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be • Espejo de 85 cm fabricado de berilio ligero.

  14. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 4Be Efectos del Berilio sobre la salud • El berilio puede incrementar las posibilidades de desarrollar cáncer y daños en el ADN. • El berilio no es un elemento crucial para los humanos, es uno de los más tóxicos que se conocen.

  15. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 12Mg • Configuración electrónica: 1s22s2p63s2 • Color: blanco argentino • Dureza: relativamenteblando, maleable y no muy dúctil • Punto de fusión: 922 K • Valencia2 • Estado de oxidación+2 • Electronegatividad1.2

  16. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 12Mg • El magnesio en polvo o en cintas arde en el aire produciendo una luz blanca intensa. Esta propiedad se ha usado durante mucho tiempo para preparar las “pólvoras” y para flashes en fotografía mezclando limaduras de magnesio con clorato de potasio. • El magnesio tiene un fuerte poder reductor, es resistente a las bases pero se ataca con los ácidos. Tiene la propiedad de desplazar fácilmente el hidrógeno de los ácidos diluidos y de descomponer el agua hirviendo. • Al rojo reacciona directamente con el nitrógeno y los halógenos.

  17. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 12Mg Resumen de Reactividad

  18. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 12Mg Abundancia y obtención • El calcio no se encuentra libre en la naturaleza, pero sus compuestos son muy abundantes y de singular importancia. • Ocupa el 5º lugar en orden de abundancia en la corteza terrestre. • El metal se obtiene por electrólisis del cloruro de magnesio anhidro fundido al que previamente se le añade un poco de cloruro sódico para aumentar la conductividad eléctrica y disminuir el punto de fusión. • Otro método, también electrolítico, es partiendo de una mezcla de óxido de magnesio y fluoruro de magnesio fundido. • El magnesio también puede prepararse por calentamiento del carbonato para producir óxido que posteriormente se reduce con carbón en ausencia de oxígeno .

  19. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 12Mg Aplicaciones • Objetos que contienen magnesio. Los compuestos de magnesio, principalmente su óxido, se usan como material refractario en hornos para la producción de hierro y acero, metales no férreos, cristal y cemento, así como en agricultura e industrias químicas y de construcción. • El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio, empleándose las aleaciones aluminio-magnesio en envases de bebidas. • Las aleaciones de magnesio, especialmente magnesio-aluminio, se emplean en componentes de automóviles, como llantas, y en maquinaria diversa. Además, el metal se adiciona para eliminar el azufre del acero y el hierro

  20. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 12Mg • El magnesio forma compuestos divalentes, entre los cuales se encuentran el carbonato de magnesio (MgCO3), que se usa como material aislante y refractario. • El cloruro de magnesio (MgCl2•6H2O), usado para el tratamiento del algodón y los tejidos de lana, en la fabricación de papel y en cementos y cerámicas. • El citrato de magnesio (Mg3(C6H5O7)2•4H2O), empleado en medicina y en la preparación de bebidas efervescentes. • El hidróxido de magnesio (Mg(OH)2), usado en el refinado del azúcar. • El sulfato de magnesio (MgSO4•7H2O) y el óxido de magnesio (MgO), llamado magnesia, usado como material refractario y aislante del calor, en cosméticos, como aditivo en la fabricación de papel, y como laxante antiácido leve.

  21. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 20Ca • Configuración electrónica:1s2 2s2p6 3s2p6 4s2 • Color: Blanco plateado • Dureza: blando • Punto de fusión:1115 K • Valencia2 • Estado de oxidación+2 • Electronegatividad1

  22. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 20Ca Resumen de Reactividad

  23. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 20Ca Abundancia y obtención • Es el quinto elemento en abundancia en la corteza terrestre (3,6% en peso) pero no se encuentra en estado nativo sino formando compuestos con gran interés industrial como el carbonato (calcita, mármol, caliza y dolomita) y el sulfato (aljez, alabastro) a partir de los cuales se obtienen la cal viva, la escayola, el cemento, etc.; otros minerales que lo contienen son fluorita (fluoruro), apatito (fosfato) y granito (silicato). • El metal se aísla por electrólisis del cloruro de calcio (subproducto del proceso Solvay) fundido: • cátodo: Ca2+ + 2 e- → Ca • ánodo: 2Cl- → Cl2 (gas) + 2e-

  24. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 20Ca Aplicaciones • Agente reductor en la extracción de otros metales como el uranio, circonio y torio. • Desoxidante, desulfurizador, o decarburizador para varias aleaciones ferrosas y no ferrosas. • Agente de aleación utilizado en la producción de aluminio, berilio, cobre, plomo y magnesio. • Aplicación en muchos productos lácteos o medicamentos para el refuerzo de los huesos humanos, compuestos de calcio. Si tenemos falta de calcio en nuestros huesos facilitaremos la aparición de enfermedades como la osteoporosis.

  25. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 20Ca • El óxido de calcio, CaO, se produce por descomposición térmica de los minerales de carbonato en altos hornos, aplicando un proceso de lecho continuo. • El óxido se utiliza en arcos de luz de alta intensidad (luz de cal) a causa de sus características espectrales poco usuales y como agente deshidratante industrial. La industria metalúrgica hace amplio uso del óxido durante la reducción de aleaciones ferrosas. • El hidróxido de calcio, Ca(OH)2, tiene muchas aplicaciones en donde el ión hidroxilo es necesario. En el proceso de apagado del hidróxido de calcio, el volumen de cal apagada [Ca(OH)2] se expande al doble que la cantidad de cal viva inicial (CaO), hecho que lo hace útil para romper roca o madera.

  26. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 38Sr • Configuración electrónica: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p65s2 • Color: Blanco plateado • Dureza: blando, maleable • Punto de fusión:1042 K • Valencia2 • Estado de oxidación+2 • Electronegatividad0.95

  27. Resumen de Reactividad Familia 2. Los metales alcalinotérreos 38Sr Resumen de Reactividad

  28. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 38Sr Abundancia y obtención • El estroncio ocupa el 15º lugar entre los elementos en orden de abundancia en la corteza terrestre y se distribuye ampliamente en pequeñas cantidades. • No se encuentra nunca en estado elemental, presentándose principalmente como estroncianita (SrCO3 ) y celestina (SrSO4 ). • Los yacimientos más importantes están en México, Inglaterra, y Escocia.

  29. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 38Sr Abundancia y obtención • Como el resto de los metales alcalinotérreos, se prepara por transformación del carbonato o sulfato en cloruro que, por hidrólisis, da el metal. • También se obtiene por reducción del óxido , SrO, con el aluminio , o por electrólisis del SrCl2 fundido.

  30. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 38Sr Aplicaciones • Las aleaciones de estroncio se usan para hacer imanes permanentes. • El metal se utiliza en la fabricación de cátodos para tubos de vacío como regulador. • Sus compuestos se utilizan frecuentemente para dar color rojo a los fuegos de artificio y también al vidrio y a la cerámica. • El óxido de estroncio, SrO, se usa en el refinado del azúcar de remolacha. Algunas de sus sales se utilizan en medicina. • El isótopo radioactivo Sr-85, se usa en la detección del cáncer de hueso. • El Sr-90 es un isótopo radioactivo peligroso encontrado tras la explosión de algunas armas nucleares.

  31. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 56Ba • Configuración electrónica: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p6 6s2 • Color: Blanco plateado • Dureza: blando, maleable • Punto de fusión:1000 K • Valencia2 • Estado de oxidación+2 • Electronegatividad0.89

  32. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 56Ba Resumen de Reactividad

  33. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 56Ba Abundancia y obtención • Debido a su reactividad, no existe libre en la naturaleza. Sus compuestos más importantes son los minerales baritina (BaSO4) y witherita (BaCO3). • Se extrae por electrólisis de una disolución de su cloruro usando cátodo de mercurio y destilando en el vacío la amalgama formada. • También se extrae por electrólisis del cloruro fundido y por reducción del BaO con aluminio.

  34. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 56Ba Aplicaciones • El bario se usa en pirotecnia, como muchos otros elementos de los grupos A. • El bario metálico tiene pocas aplicaciones prácticas, aunque a veces se usa para recubrir conductores eléctricos en aparatos electrónicos y en sistemas de encendido de automóviles. • El sulfato de bario (BaSO4) se utiliza también como material de relleno para los productos de caucho, en pintura y en el linóleo. • El nitrato de bario se utiliza en fuegos artificiales, y el carbonato de bario en venenos para ratas. • Una forma de sulfato de bario, opaca a los Rayos X, se usa para examinar por Rayos X el sistema gastrointestinal.

  35. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 88Ra • Configuración electrónica: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10 6s2p6 7s2 • Color: Blanco plateado • Dureza: blando y radiactivo • Punto de fusión:973 K • Valencia2 • Estado de oxidación+2 • Electronegatividad0.89

  36. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 88Ra Resumen de Reactividad Se oxida inmediatamente por exposición al aire y reacciona fácilmente con el agua, descomponiéndola. Casi nunca se utiliza en estado metálico sino en forma de cloruro o bromuro. Las sales de radio dan color rojo en los ensayos a la llama.

  37. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 88Ra Abundancia y obtención • Se encuentra en los minerales de uranio. De los isótopos del radio, desde el de número másico 206 hasta el 232, el más abundante y estable es el isótopo de masa 226. • El 226Ra se forma por desintegración radiactiva del isótopo del 230Th, que es el cuarto isótopo consecutivo en la serie de desintegración que comienza con el 238 U. La vida media del 226 Ra es 1.620 años. Emite partículas alfa, formando el gas radón.

  38. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 88Ra Abundancia y obtención • El radio se forma por la desintegración radiactiva del uranio y se encuentra por lo tanto en todos los minerales de éste. • La proporción media en el mineral de uranio es de 1 parte de radio por cada 3 millones de uranio. La extracción desde el mineral se realiza por precipitación de los sulfatos insolubles de bario y de radio que posteriormente se convierten en carbonato o sulfuro y se disuelven en ácido clorhídrico. • A partir de aquí pueden emplearse técnicas de separación por cambio iónico o procedimientos de cristalización fraccionada de las soluciones de cloruro. • Otra fuente importante de radio es la recuperación como subproducto en los reactores nucleares.

  39. Familia 2. Los metales alcalinotérreos 88Ra Aplicaciones • El radio ha sido durante mucho tiempo el único radioisótopo utilizado tratamientos de irradiación terapéutica. • La irradiación con radio tiene un efecto nocivo sobre las células vivas, y la sobreexposición produce quemaduras. • Las células cancerosas, sin embargo, son frecuentemente más sensibles a la radiación que las células normales, y pueden matarse sin dañar seriamente los tejidos sanos si se controla y dirige adecuadamente la radiación. • El radio se usa ahora únicamente en el tratamiento de unos pocos tipos de cáncer.

  40. Familia 2. Los metales alcalinotérreos Como la reactividad de los metales alcalinos, la de los alcalinotérreos aumenta al descender por el grupo en la tabla periódica, y por las mismas razones. • Reacción del metal alcalino térreo (M) con hidrógeno:M (s) + H2 (g)  MH2 (s)Reacción del metal alcalino térreo (M) con oxigeno:2 M (s) + O2 (g)  2 MO (s)Reacción del metal alcalino térreo (M) con halógenos (X2)M (s) + X2 (s, l, g)  MX2 (s)

  41. Familia 2. Los metales alcalinotérreos • Reacción del metal alcalino térreo (M) con agua:M (s) + 2 H2O (l)  M(OH)2 (ac) + H2 (g) (((excepto Be)))

  42. Familia 2. Los metales alcalinotérreos El término alcalinotérreo proviene de las características básicas de sus óxidos y de la insolubilidad de éstos. • Son metales blandos • Baja densidad • Reaccionan con agua para formar soluciones alcalinas (básicas) de hidróxidos.

  43. Familia 2. Los metales alcalinotérreos • Los metales de este grupo tienen dos electrones en su capa de valencia, prefiriendo estados de oxidación de +2. • El berilio presenta características de reactividad distintas al resto de los metales de grupo; por ejemplo, no reacciona con el agua, y forma enlaces casi exclusivamente covalentes.

  44. Familia 2. Los metales alcalinotérreos • el calcio es un elemento extracelular esencial para el ser humano y un componente fundamental en el proceso de biomineralización en los seres vivos. • la química de este grupo es dominada por el magnesio, debido a su importancia en procesos de síntesis orgánica y en su aplicación biológica.

  45. Familia 2. Los metales alcalinotérreos • el magnesio tiene un papel primordial en la fotosíntesis, además de formar parte de coenzimas en procesos biológicos humanos. • el magnesio es el componente esencial del reactivo de Grignard, cuya aplicación en la síntesis de compuestos orgánicos ha sido extensamente documentada.

  46. Familia 2. Los metales alcalinotérreos • El estudio de los metales más pesados (calcio, bario y estroncio) ha estado limitado por su tendencia a oligomerizarse y formar estructuras complejas de baja solubilidad. Los compuestos más comunes con estos metales involucran generalmente enlaces metal-oxígeno.

  47. Familia 2. Los metales alcalinotérreos • Los avances más notorios en esta área comprenden la obtención de precursores moleculares de bario y estroncio para la formación de películas delgadas con aplicaciones en el área de materiales.

  48. Familia 2. Los metales alcalinotérreos • http://www.izt.uam.mx/cosmosecm/QUIMICA_DE_ELEMENTOS.html • http://industrial.umsa.edu.bo/ingcoronel/ • http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Berilio.htm • http://www.lenntech.es/periodica/elementos/be.htm#Nombre • http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080207144017AA94Rl4

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