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Il segreto della bauxite: sai cosa hanno di speciale i composti dei metalli alcalino-terrosi?
I metalli alcalino-terrosi sono i sei elementi chimici del secondo gruppo della tavola periodica, ovvero berillio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), stronzio (Sr), bario (Ba) e radio (Ra) . Tutti questi elementi presentano proprietà simili a temperatura e pressione standard: sono tutti lucidi, di colore bianco-argenteo e relativamente reattivi. Vale la pena notare che l'orbitale del blocco s esterno dei metalli alcalino-terrosi è completamente carico: vale a dire che l'orbitale contiene due elettroni, che i metalli alcalino-terrosi possono facilmente perdere per formare un catione con una carica positiva +2.
Ad eccezione dell'elio, tutti i metalli alcalino-terrosi conosciuti si trovano in natura, sebbene il radio sia noto solo per le catene di decadimento dell'uranio e del torio e mai come elemento puro.
Proprietà chimiche e reazioni
I metalli alcalino-terrosi presentano schemi regolari nel loro comportamento chimico. Ad eccezione del radio, gli altri cinque metalli reagiscono con gli alogeni per formare alogenuri alcalino-terrosi, mentre con l'ossigeno per formare ossidi, come l'ossido di stronzio (SrO). Anche il calcio, lo stronzio e il bario reagiscono con l'acqua producendo idrogeno e i rispettivi idrossidi (il magnesio reagisce più lentamente). Soprattutto nelle operazioni pratiche, i metalli alcalino-terrosi devono essere maneggiati con cura, poiché la loro reattività può dare origine a reazioni chimiche pericolose.
Proprietà fisiche e atomiche
Gli isotopi dei metalli alcalino-terrosi sono presenti in concentrazioni variabili nella crosta terrestre e nel sistema solare. Berillio, magnesio, calcio, stronzio e bario contengono ciascuno un numero diverso di isotopi stabili, tra cui il berillio-9, il magnesio-24, -25 e -26 e il calcio-40 sono gli isotopi stabili più comuni. Il radio non ha isotopi stabili. Per gli isotopi più vecchi, come il calcio-48 e il bario-130, le loro emivite sono rispettivamente 5,6×1019 e 1,6×1021 anni, superando di gran lunga la metà -vite dell'universo. Età attuale.
Nel lungo periodo, l'identificazione e la comprensione delle caratteristiche degli isotopi dei metalli alcalino-terrosi non solo arricchiranno la nostra comprensione degli elementi, ma potrebbero anche aprire nuove strade per la futura ricerca scientifica.
Storia e scoperta
I metalli alcalino-terrosi prendono il nome dai loro ossidi, ovvero "alcalino-terrosi". I primi chimici le chiamavano sostanze non metalliche, insolubili in acqua e resistenti al calore; Antoine Lavoisier ebbe un ruolo particolarmente determinante nello scoprire che queste "terre" non erano elementi, bensì composti.
La storia di molti elementi può essere fatta risalire a tempi antichi. Ad esempio, la calce era usata nei materiali da costruzione già nel 7000-1000 a.C. e i composti di magnesio furono scoperti per la prima volta nel 1618. Le prime pratiche chimiche gettarono le basi per il successivo sviluppo scientifico.
Sebbene il berillio sia stato scoperto nel 1797, prima del 1910 si conoscevano solo alcuni composti del berillio, finché non fu ottenuto berillio su larga scala tramite elettrolisi e altri mezzi tecnici.
Applicazioni dei metalli alcalino-terrosi
I metalli alcalino-terrosi trovano vari e importanti utilizzi nell'industria moderna. Il berillio ha potenziali applicazioni in campo militare, ad esempio come drogante di tipo p nell'industria elettronica; il magnesio invece presenta notevoli vantaggi nei materiali strutturali, in particolare nell'industria aerospaziale e automobilistica, dove viene utilizzato per ridurre il peso. Inoltre, il calcio è anche un agente riducente estremamente importante nel processo di fusione.
Con il continuo sviluppo della tecnologia, anche l'applicazione dei metalli alcalino-terrosi si sta espandendo. Dal trattamento delle acque alla produzione chimica fino all'ingegneria dei materiali avanzati, il loro impatto è sempre più pervasivo nelle nostre vite.
Hai mai pensato a come i metalli alcalino-terrosi saranno integrati nelle nostre vite in futuro?
