Language
Country/Area
No result found
الخصائص الغريبة للمعادن القلوية الأرضية: لماذا هي شديدة التفاعل؟
الفلزات القلوية الترابية هي ستة عناصر كيميائية في المجموعة 2 من الجدول الدوري، بما في ذلك الباريوم (Be)، والمغنيسيوم (Mg)، والكالسيوم (Ca)، والسترونتيوم (Sr)، والباريوم (Ba)، والروثينيوم (Ra). هناك أوجه تشابه مذهلة بين هذه العناصر: فهي جميعها تظهر بلون أبيض فضي لامع عند درجات الحرارة والضغوط القياسية، وهي معادن نشطة نسبيًا. السمة المشتركة لهذه المعادن هي أن مداراتها الخارجية مكتملة - أي أن المدار يحتوي على إلكترونين كاملين، ويمكن أن يفقد هذين الإلكترونين بسهولة لتكوين كاتيون بشحنة +2.
وفي الوقت نفسه، تتمتع هذه العناصر، مثل الهيليوم، ببنية إلكترونية خارجية كاملة، ولكن الهيليوم يصنف على أنه غاز نبيل.
يميل السلوك الكيميائي للمعادن الأرضية القلوية إلى التصرف وفقًا لتكوينها الإلكتروني، مما يخلق بعض الاتجاهات بين العناصر المختلفة. على الرغم من أن الخواص الكيميائية للسترونتيوم لم تتم دراستها بشكل كامل، فقد تمت ملاحظة السلوك الكيميائي للمعادن الأرضية القلوية من الأول إلى الخامس على نطاق واسع. لا تتمتع هذه المعادن بنقاط انصهار وغليان أقل فحسب، بل إنها أيضًا شديدة التفاعل مع الهالوجينات ويمكن أن تشكل مركبات أيونية مقابلة. بالإضافة إلى ذلك، باستثناء البريليوم، قد تنتج معادن أخرى قلوية قوية عند تفاعلها مع الماء لتكوين مجموعات الهيدروكسيل، ويجب التعامل معها بحذر.
تتفاعل المعادن الأرضية القلوية الثقيلة بشكل أكثر عنفًا، لذا كن على دراية بمخاطرها المحتملة.
الخصائص الكيميائية
لقد تعلمنا أن التفاعل الكيميائي للمعادن الأرضية القلوية مع الهالوجينات يمكن أن يشكل هاليدات أيونية، مثل كلوريد الكالسيوم (CaCl2). وفي الوقت نفسه، يمكن أن يتفاعل الكالسيوم والسترونتيوم والبزموت أيضًا مع الأكسجين لإنتاج أكاسيد مقابلة، مثل. مادة أكسدة السترونتيوم (SrO). تؤدي إمكانية التنبؤ بهذه التفاعلات بالإضافة إلى موقعها الفريد في الجدول الدوري إلى تكوين نوعين رئيسيين من المركبات والتفاعلات الكيميائية المقابلة.
كما ذكرنا سابقًا، يعتبر البريليوم استثناءً لأن كثافة شحنته العالية تعني أنه لن يتفاعل مع الماء في درجة حرارة الغرفة. معظم المركبات التي يتكون منها البريليوم هي مركبات تساهمية، وعلى الرغم من أن الفلورايد الخاص به هو أكثر مركبات البريليوم تأينًا، إلا أن نقطة انصهاره وموصليته لا تزال منخفضة.
تحتوي جميع الفلزات الأرضية القلوية على إلكترونين في غلافها الخارجي، لذلك فإن فقدان هذين الإلكترونين لتكوين أيونات موجبة الشحنة هو حالتها المفضلة للحصول على غلاف إلكتروني مستقر.
الخصائص الفيزيائية والذرية
فيما يتعلق باستقرار هذه المعادن، فإن نظائر جميع المعادن الأرضية القلوية الستة موجودة بتركيزات متفاوتة في القشرة الأرضية وفي جميع أنحاء النظام الشمسي، ويحدد نصف عمرها استقرارها النووي. تحتوي المعادن الخمسة الأولى على واحد، ثلاثة، خمسة، أربعة وستة نظائر مستقرة على التوالي، ليصبح المجموع تسعة عشر نويدات مستقرة. نسبيًا، ليس لدى البركيليوم نظائر مستقرة أو بدائية يمكن الحديث عنها.
خلفية تاريخية
تم تسمية الفلزات القلوية الأرضية على اسم أكاسيدها، والتي تتصرف بشكل قلوي عندما تتحد مع الماء. وتعرف هذه الأكاسيد بأنها المكونات الأساسية للمعادن الأرضية القلوية. تاريخيًا، اعتبر الكيميائيون الأوائل أن هذه المواد غير المعدنية التي تسمى "الأرض" غير قابلة للذوبان في الماء ومقاومة للحرارة، وكانت هذه الخصائص هي التي أدت في النهاية إلى التعرف على هذه العناصر ومركباتها.
تم عزل معظم الفلزات الأرضية القلوية تدريجيًا في سلسلة من تجارب التحليل الكهربائي الكيميائي من أواخر القرن الثامن عشر إلى أوائل القرن التاسع عشر. على وجه الخصوص، مرت عملية اكتشاف البريليوم بالعديد من التجارب، ولم يتم الحصول على عينة من البريليوم النقي نسبيًا إلا في عام 1898 من خلال التحليل الكهربائي لمركب مستقر قليلاً.
بشكل عام، فإن الموصلية الكهربائية للبريليوم واستخدامه في علم المعادن تجعله مهمًا في التقنيات العسكرية وغيرها، في حين أن المغنيسيوم لديه مجموعة واسعة من التطبيقات في مواد البناء والإنشائية، ليس أقلها بسبب مرونته وقوته، وأيضًا بسبب خواصه. استخدامها في العديد من السبائك.
لذلك، في مواجهة خصائص واستخدامات هذه المعادن المهمة، هل يمكننا مواصلة استكشاف كيف تشكل هذه العناصر الكيميائية مستقبل التكنولوجيا الحديثة لدينا؟
