Emäksisten maa-metallien käyttö

Maa-alkalimetallit ovat kiiltäviä, pehmeitä tai puolipehmeitä metalleja, jotka eivät liukene veteen. Ne ovat yleensä kovempia ja vähemmän reaktiivisia kuin ryhmän IA metallit, kuten natrium, ja ovat pehmeämpiä ja reaktiivisempia kuin ryhmän IIIA metallit, kuten alumiini. Yhdistettynä oksideihin (happimolekyylit plus toinen alkuaine) ne muodostavat maapallon yleisimpiä mineraaleja, joita voidaan käyttää monipuolisesti teollisuudessa, lääketieteessä ja kulutustavaroissa. Jotkut yhdisteet tuottavat paljon valoa kuumennettaessa, mikä tekee niistä tärkeitä ainesosia ilotulitteissa.

Yhdisteissä maa-alkalimetallit menettävät kaksi elektronia muodostaen ioneja, joiden varaus on yli 2. Ne reagoivat helposti hapen kanssa, joka hyväksyy elektronit muodostamaan ioneja 2-varauksella. Positiiviset ja negatiiviset ionit houkuttelevat toisiaan, mikä johtaa sidokseen, jonka nettovaraus on 0. Tuloksena olevia yhdisteitä kutsutaan oksideiksi. Näistä oksideista ja vedestä valmistetut liuokset ovat emäksiä, joiden pH on yli 7. Näiden liuosten emäksinen luonne antaa tälle metalliryhmälle nimensä. Maa-alkalimetallit ovat erittäin reaktiivisia, ja näiden metallien aktiivisuus lisääntyy ryhmästä eteenpäin. Kalsium, strontium ja barium voivat reagoida veden kanssa huoneenlämpötilassa.

Alkuainemuodossaan beryllium on pehmeää metallia, väriltään hopeanhohtoinen. Berylliumia, alumiinia ja piitä sisältävät malmiyhdisteet voivat muodostaa vihreitä ja sinertäviä jalokiviä, kuten smaragdeja, akvamariinia ja aleksandriittia. Beryllium on hyödyllinen radiologiassa, koska röntgensäteet voivat kulkeutua berylliumin läpi, jolloin se näyttää läpinäkyvältä. Sitä käytetään usein röntgenputkien ja ikkunoiden valmistamiseen. Beryllium lisää metalliseosten kovuutta, joita käytetään työkalujen ja kellojousien valmistamiseen.

Magnesiumin fysikaaliset ominaisuudet ovat samanlaisia ​​kuin beryllium. Se ei reagoi veden kanssa huoneenlämpötilassa, mutta reagoi helposti happojen kanssa. Magnesium on yksi maankuoren runsaimmista elementeistä, ja se on tärkeä osa klorofylliä, joka on vihreiden kasvien aine, jota käytetään fotosynteesissä. Magnesium on hyödyllinen terveydenhuollossa, koska se on yksi antasidien, laksatiivisten ja Epsom-suolojen pääainesosista. Magnesiumin polttaminen tuottaa kirkkaan, valkoisen, pitkäikäisen liekin, mikä tekee siitä hyödyllisen ilotulitteissa ja soihdussa.

Kalsiumia on maapallolla vielä runsaammin kuin magnesiumia. Hopeinen, puolipehmeä metalli muodostaa helposti yhdisteitä sekä happimolekyylien että veden kanssa. Luonnossa sitä esiintyy tyypillisesti kalsiumkarbonaattina tai kalkkikivinä. Kalsium on keskeinen komponentti elävien rakenteiden, mukaan lukien luut, hampaat, kuoret ja eksoskeletonit. Kalsium on myös tärkeä aine ihmisen tekemisissä rakenteissa, koska siitä valmistetaan kipsiä, sementtiä, kipsilevyä ja muita rakennusmateriaaleja.

Kiiltävä ja pehmeä strontium muodostaa yhdisteitä hapen ja muiden oksidien, kuten karbonaatin (CO₃), nitraatti (NO₃), sulfaatti (SO₄) ja kloraatti (ClO₃). Strontiumyhdisteistä saadut suolat palavat punaisina ja niitä käytetään ilotulitusvälineissä ja merkkivaloissa.

Toisin kuin berylliumin läpinäkyvyys, röntgensäteet eivät pääse tunkeutumaan bariumiin. Bariumsulfaattia käytetään yleisesti röntgensäteiden käytössä ruoansulatuskanavan ongelmien havaitsemiseksi. Tämä yhdiste on liukenematon veteen ja peittää ruokatorven, vatsan ja suoliston nieltynä. Bariumnitraattia ja bariumkloraattia käytetään ilotulitteissa vihreän valon aikaansaamiseksi kuumennettaessa. Barium on myös ainesosa maalipigmenteissä.

Radium on väriltään valkoista ja pehmeää ja kiiltävää kuin muut maa-alkalimetallit. Sen radioaktiivisuus kuitenkin erottaa sen muusta ryhmästä. Pian sen jälkeen, kun Curies löysi 1800-luvun lopulla, radiumia käytettiin lääketieteellisiin hoitoihin ja pimeässä hehkuvien kellojen valmistamiseen. Vuosikymmeniä myöhemmin radiumin käyttö lopetettiin, kun ihmiset havaitsivat säteilyn vaarat. Nykyään radiumia käytetään tietyntyyppisten syöpien hoidossa.