Χρήσεις αλκαλικών γαιών

Τα μέταλλα αλκαλικών γαιών είναι γυαλιστερά, μαλακά ή ημι-μαλακά μέταλλα που είναι αδιάλυτα στο νερό. Είναι γενικά πιο σκληρά και λιγότερο αντιδραστικά από τα μέταλλα της ομάδας ΙΑ, όπως το νάτριο, και είναι πιο μαλακά και πιο αντιδραστικά από τα μέταλλα της ομάδας IIIA, όπως το αλουμίνιο. Όταν συνδυάζονται με οξείδια (μόρια οξυγόνου συν ένα άλλο στοιχείο) αποτελούν μερικά από τα πιο κοινά μέταλλα στη Γη, με μια ποικιλία χρήσεων στη βιομηχανία, την ιατρική και τα καταναλωτικά αγαθά. Ορισμένες ενώσεις εκπέμπουν πολύ φως όταν θερμαίνονται, καθιστώντας τα βασικά συστατικά στα πυροτεχνήματα.

Στις ενώσεις, τα μέταλλα αλκαλικής γαίας χάνουν δύο ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας ιόντα με φορτίο 2+. Αντιδρούν εύκολα με οξυγόνο, το οποίο δέχεται ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν ιόντα με 2 φορτίο. Τα θετικά και αρνητικά ιόντα προσελκύονται μεταξύ τους, με αποτέλεσμα ένα δεσμό που έχει καθαρό φορτίο 0. Οι προκύπτουσες ενώσεις ονομάζονται οξείδια. Τα διαλύματα που παράγονται από αυτά τα οξείδια και το νερό είναι βάσεις με pH μεγαλύτερο από 7. Η αλκαλική φύση αυτών των λύσεων παρέχει σε αυτήν την ομάδα μετάλλων το όνομά της. Τα μέταλλα αλκαλικών γαιών είναι εξαιρετικά αντιδραστικά και η δραστηριότητα αυτών των μετάλλων αυξάνεται μετακινώντας την ομάδα. Το ασβέστιο, το στρόντιο και το βάριο μπορούν να αντιδράσουν με νερό σε θερμοκρασία δωματίου.

Στην στοιχειακή του μορφή, το βηρύλλιο είναι ένα μαλακό μέταλλο, ασημί λευκό χρώμα. Οι ενώσεις μεταλλεύματος που περιέχουν βηρύλλιο, αλουμίνιο και πυρίτιο μπορούν να σχηματίσουν πολύτιμους λίθους πράσινου και μπλε χρώματος όπως σμαράγδια, γαλαζοπράσινα και αλεξανδρίτη. Το βηρύλλιο είναι χρήσιμο στην ακτινολογία επειδή οι ακτίνες Χ μπορούν να διέλθουν από το βηρύλλιο, καθιστώντας το διαφανές. Χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή σωλήνων ακτίνων Χ και παραθύρων. Το βηρύλλιο αυξάνει τη σκληρότητα των κραμάτων που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εργαλείων και ελατηρίων ρολογιών.

Οι φυσικές ιδιότητες του μαγνησίου είναι παρόμοιες με το βηρύλλιο. Δεν αντιδρά με νερό σε θερμοκρασία δωματίου, αλλά αντιδρά εύκολα με οξέα. Το μαγνήσιο είναι ένα από τα πιο άφθονα στοιχεία που βρίσκονται στον φλοιό της Γης και αποτελεί βασικό συστατικό στη χλωροφύλλη, την ουσία στα πράσινα φυτά που χρησιμοποιούνται στη φωτοσύνθεση. Το μαγνήσιο είναι χρήσιμο στην υγειονομική περίθαλψη καθώς είναι ένα από τα κύρια συστατικά στα αντιόξινα, καθαρτικά και άλατα Epsom. Η καύση μαγνησίου αποδίδει μια φωτεινή, λευκή, μακράς διαρκείας φλόγα, καθιστώντας τη χρήσιμη σε πυροτεχνήματα και φωτοβολίδες.

Το ασβέστιο είναι ακόμη πιο άφθονο στη Γη από το μαγνήσιο. Το αργυροειδές, ημι-μαλακό μέταλλο σχηματίζει εύκολα ενώσεις με μόρια οξυγόνου και νερό. Στη φύση βρίσκεται συνήθως ως ανθρακικό ασβέστιο ή ασβεστόλιθος. Το ασβέστιο είναι βασικό συστατικό στις δομές των ζωντανών όντων, συμπεριλαμβανομένων των οστών, των δοντιών, των κελυφών και των εξωσκελετών. Το ασβέστιο είναι επίσης μια σημαντική ουσία για ανθρωπογενείς κατασκευές, επειδή χρησιμοποιείται για την κατασκευή σοβά, τσιμέντου, γυψοσανίδας και άλλων οικοδομικών υλικών.

Λαμπερό και μαλακό, στρόντιο σχηματίζει ενώσεις με οξυγόνο και άλλα οξείδια όπως ανθρακικό (CO₃), νιτρικό άλας (ΟΧΙ₃θειικό άλας (SO₄) και χλωρικό (ClO₃). Τα άλατα που προέρχονται από ενώσεις στροντίου καίγονται ερυθρά και χρησιμοποιούνται σε πυροτεχνήματα και φωτοβολίδες.

Σε αντίθεση με τη διαφάνεια του βηρυλλίου, οι ακτίνες Χ δεν μπορούν να διεισδύσουν στο βάριο. Το θειικό βάριο χρησιμοποιείται συνήθως για να βοηθήσει στη χρήση ακτίνων Χ για την ανίχνευση προβλημάτων στην πεπτική οδό. Αυτή η ένωση είναι αδιάλυτη στο νερό και καλύπτει τον οισοφάγο, το στομάχι και τα έντερα κατά την κατάποση. Το νιτρικό βάριο και το χλωρικό βάριο χρησιμοποιούνται σε πυροτεχνήματα για να εκπέμπουν πράσινο φως όταν θερμαίνονται. Το βάριο είναι επίσης συστατικό των χρωστικών χρωμάτων.

Το ράδιο έχει λευκό χρώμα και μαλακό και γυαλιστερό όπως τα άλλα μέταλλα αλκαλικής γαίας. Ωστόσο, η ραδιενέργεια του το ξεχωρίζει από την υπόλοιπη ομάδα του. Λίγο μετά την ανακάλυψή του από τους Cury στα τέλη του 1800, το ράδιο χρησιμοποιήθηκε για ιατρικές θεραπείες και για να φτιάξει ρολόγια και ρολόγια. Δεκαετίες αργότερα η χρήση ραδίου έπαψε όταν οι άνθρωποι ανακάλυψαν τους κινδύνους της ακτινοβολίας. Σήμερα το ράδιο χρησιμοποιείται στη θεραπεία ορισμένων τύπων καρκίνων.