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Química

Metais alcalinos terrosos

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 14/6/2019

Introdução

Os metais alcalinos terrosos fazem parte da família IIA ou do grupo 2 da Tabela Periódica. Receberam esse nome porque suas terras, que é o antigo nome dos óxidos, são básicas, ou seja, alcalinas.

Quando os átomos deste grupo se transformam em íons, formam cátions com valência +2, doando dois elétrons da camada de valência. Tornam-se, assim, eletricamente estáveis com configuração eletrônica semelhantes a de um gás nobre.

Os metais alcalinos terrosos apresentam valores de reatividade um pouco menores em comparação aos metais alcalinos que os precedem e que fazem parte da família IA.

Os elementos que representam os metais alcalinos terrosos estão apresentados na tabela abaixo, com algumas de suas principais propriedades químicas e físicas.

ElementoBerílio (Be)Magnésio (Mg)Cálcio (Ca)Estrôncio (Sr)Bário (Ba)Rádio (Ra)
Número atômico (Z)41220385688
Número de massa (A)9,0124,3140,0887,62137,33226
Ponto de fusão (°C)1285650840770710700
Ponto de ebulição (°C)247011001490138016401500
Densidade (g/cm3)1,851,741,532,583,595,00

Os principais elementos deste grupo são o magnésio, que se encontra nas moléculas de clorofila e torna possível a realização da fotossíntese; e o cálcio, presente nos ossos de nosso esqueleto, nas conchas dos moluscos e em materiais de construção, como a argamassa, o concreto e a pedra calcária.

Não é comum encontrarmos os metais alcalinos terrosos de forma livre na natureza, mas sim na forma de cátions com número de oxidação +2 (M2+) em compostos. Além disso, todos os elementos do Grupo 2 são bastante reativos.

Os metais do grupo 2 podem, ainda, ser identificados na chama de compostos pelas cores que produzem. Por exemplo, o cálcio queima com cor laranja avermelhada, o bário com cor verde amarelada e o estrôncio com cor carmim. Por isso, os sais desses metais são frequentemente usados na produção de fogos de artifício.

Berílio (Be)

O berílio é encontrado, principalmente, como berilo (3BeO.Al2O3.6SiO2) na forma de cristais que podem atingir pesos de algumas toneladas. A pedra preciosa esmeralda é um exemplo de ocorrência do berilo, e sua cor esverdeada se deve à presença de íons Cr3+.

Podemos obter o berílio por meio da redução eletrolítica do cloreto de berílio fundido. Como este elemento apresenta baixa densidade, é muito aplicado na construção de mísseis e satélites.

Também pode ser utilizado em janelas para tubos de raios X. Por possuírem poucos elétrons, os átomos de Be formam placas finas transparentes aos raios X, permitindo, assim, a passagem da radiação.

O berílio pode, ainda, ser adicionado ao cobre, em pequenas quantidades. O pequeno volume dos átomos de berílio faz com que os átomos de cobre permaneçam juntos em uma liga intersticial, que é mais rígida que o cobre puro, porém continua conduzindo bem a eletricidade.

Essas ligas de berílio-cobre podem ser usadas na fabricação de ferramentas não produtoras de faíscas, para serem aplicadas nas refinarias de petróleo e elevadores de pólvora, onde há risco de explosão. Podem, também, ser utilizadas na indústria eletrônica, em peças não magnéticas que sejam pequenas e em contatos que sejam resistentes a possíveis corrosões e deformações.

Magnésio (Mg)

O magnésio é um metal que possui coloração prata esbranquiçada e pode ser encontrado na forma de mineral dolomita (CaCO3.MgCO3) e também na água do mar. Este metal pode ser obtido através da redução química ou eletrolítica dos seus compostos.

Na redução química, a decomposição da dolomita produz o óxido de magnésio, que é reduzido, na temperatura de 1200 °C, usando uma liga ferro-silício. Sob esta temperatura, o magnésio produzido é vaporizado e retirado.

O método eletrolítico, por sua vez, usa a água do mar como matéria-prima. Inicialmente, precipita-se o hidróxido de magnésio com hidróxido de cálcio. Depois, filtra-se o precipitado, que é tratado com ácido clorídrico para gerar o cloreto de magnésio. O sal seco é, por fim, fundido e sofre eletrólise.

O magnésio possui uma densidade de cerca de dois terços da densidade do alumínio, e o metal puro é bem mole. Suas ligas, por outro lado, apresentam uma resistência muito alta. Essas características de leveza e resistência permitem que essas ligas sejam aplicadas em aviões e automóveis, por exemplo. Dentre suas desvantagens, temos o alto preço do magnésio e dificuldades desse metal em ser trabalhado.

Cálcio (Ca)

O cálcio pode ser encontrado tanto na dolomita como também no CaCO3, sendo este o composto mais comum e que ocorre naturalmente em diversas formas, como a pedra calcária e o giz.

Os íons Ca2+ são pequenos e possuem carga elevada, apresentando uma alta energia de interação com seus vizinhos. Isso garante a rigidez das estruturas formadas pelos compostos de cálcio, proporcionando sua aplicação em construções e na engenharia civil, além de formarem a estrutura de diversos organismos vivos, na forma de carbonato de cálcio nas conchas dos moluscos e de fosfato de cálcio dos ossos.


Exercícios

Exercício 1
(UFPR/2017)

As propriedades das substâncias químicas podem ser previstas a partir das

configurações eletrônicas dos seus elementos. De posse do número atômico, pode-se fazer

a distribuição eletrônica e localizar a posição de um elemento na tabela periódica, ou mesmo prever as configurações dos seus íons.

Sendo o cálcio pertencente ao grupo dos alcalinos terrosos e possuindo número atômico Z = 20, a configuração eletrônica do seu cátion bivalente é:

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