1
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
Berilio
Magnesio
Calcio
Estroncio
Bario
Radio
2
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).
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
3
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Configuración electrónica:
 Color:
 Dureza:
4
 Punto de fusión muy elevado:
1s22s2
blanco plateado
parecida a la del
hierro dulce
1551 K
 Valencia
2
 Estado de oxidación
+2
 Electronegatividad
1.5
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
5
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 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
compuestos correspondientes del aluminio.
a
los
 Esta similitud hace difícil su separación del
aluminio que está casi siempre presente en los
minerales de berilio.
6
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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)
7
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
Resumen de Reactividad
Con
Con
Con
Con
Con
8
Vigorosa; con calor BeO ; Be3N2
aire:
H2O:
No reacciona
Suave; H2O ; BeCl2
HCl 6M:
HNO3 15M: No reacciona
NaOH 6M: Suave; H2O ; (Be(OH)4)-2
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 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.
9
 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.
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
10
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
11
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Fabricación de Tweeters
en altavoces de la clase
High-End, debido a su
gran rigidez.
12
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Espejo de 85 cm
fabricado de berilio
ligero.
13
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
14
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Configuración electrónica: 1s22s2p63s2
 Color:
blanco argentino
 Dureza:
relativamente
blando, maleable
y no muy dúctil
 Punto de fusión:
922 K
 Valencia
 Estado de oxidación
 Electronegatividad
15
2
+2
1.2
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 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.
16
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
Resumen de Reactividad
Con aire:
Con H2O:
Con HCl 6M:
fuerte; con calor MgO ; Mg3N2
Suave; con calor H2; Mg(OH)2
Suave; H2 ; MgCl2
Con HNO3 15M: fuerte; Mg(NO3)2 ; NOx
Con NaOH 6M: No reacciona
17
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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 .
18
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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 magnesioaluminio, 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
19
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 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.
20
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Configuración electrónica:1s2 2s2p6 3s2p6 4s2
21
 Color:
Blanco plateado
 Dureza:
blando
 Punto de fusión:
1115 K
 Valencia
2
 Estado de oxidación
+2
 Electronegatividad
1
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
Resumen de Reactividad
22
Con aire:
fuerte; CaO ; Ca3N2
Con H2O:
Suave; H2 ; Ca(OH)2
Con HCl 6M:
fuerte; H2 ; CaCl2
Con HNO3 15M:
fuerte; H2 ; Ca(NO3)
Con NaOH 6M:
No reacciona
2
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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
23
 ánodo: 2Cl- → Cl2 (gas) + 2e-
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
24
 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.
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 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.
25
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Configuración electrónica:
1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p65s2
 Color:
 Dureza:
 Punto de fusión:
 Valencia
 Estado de oxidación
 Electronegatividad
26
Blanco plateado
blando, maleable
1042 K
2
+2
0.95
Resumen de Reactividad
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
Resumen de Reactividad
Con
Con
Con
Con
Con
27
aire:
H2O:
HCl 6M:
HNO3 15M:
NaOH 6M:
fuerte; SrO ; Sr2N3
Suave; H2 ; Sr(OH)2
fuerte; H2 ; SrCl2
fuerte; Sr(NO3)2 ; H2
No reacciona
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
28
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
29
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
30
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Configuración electrónica:
1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p6 6s2






31
Color:
Dureza:
Punto de fusión:
Valencia
Estado de oxidación
Electronegatividad
Blanco plateado
blando, maleable
1000 K
2
+2
0.89
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
Resumen de Reactividad
32
Con aire:
fuerte; con calor BaO ; Ba2 N3
Con H2O:
fuerte; H2 ; Ba(OH)2
Con HCl 6M:
fuerte; H2 ; BaCl2
Con HNO3 15M:
Suave; Ba(NO3)2
Con NaOH 6M:
Se vuelve pasivo
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
33
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
34
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Configuración electrónica:
1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10 6s2p6 7s2






35
Color:
Dureza:
Punto de fusión:
Valencia
Estado de oxidación
Electronegatividad
Blanco plateado
blando y radiactivo
973 K
2
+2
0.89
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
Resumen de Reactividad
Con aire:
Fuerte; RaO2 ; Ra3N2
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.
36
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
37
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
38  Otra fuente importante de radio es la recuperación como
subproducto en los reactores nucleares.
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
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.
39
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)
40
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)))
41
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.
42
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
 Los metales de este grupo tienen
dos electrones en su capa de
valencia, prefiriendo estados de
oxidación de +2.
43
 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.
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.
44
 la química de este grupo es
dominada
por
el
magnesio,
debido a su importancia en
procesos de síntesis orgánica y en
su aplicación biológica.
Familia 2.
Los metales alcalinotérreos
el
magnesio
tiene
un
papel
primordial
en
la
fotosíntesis,
además
de
formar
parte
de
coenzimas en procesos biológicos
humanos.
45
el magnesio es el componente
esencial del reactivo de Grignard,
cuya aplicación en la síntesis de
compuestos orgánicos ha sido
extensamente documentada.
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.
46
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.
47
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=20080207144017A
A94Rl4
48
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