Utilisations des métaux alcalino-terreux

Les métaux alcalino-terreux sont des métaux brillants, mous ou semi-mous qui sont insolubles dans l'eau. Ils sont généralement plus durs et moins réactifs que les métaux du groupe IA, comme le sodium, et sont plus doux et plus réactifs que les métaux du groupe IIIA, comme l'aluminium. Lorsqu'ils se combinent avec des oxydes (des molécules d'oxygène plus un autre élément), ils constituent certains des minéraux les plus courants sur Terre, avec une variété d'utilisations dans l'industrie, la médecine et les biens de consommation. Certains composés dégagent beaucoup de lumière lorsqu'ils sont chauffés, ce qui en fait des ingrédients clés des feux d'artifice.

Dans les composés, les métaux alcalino-terreux perdent deux électrons, formant des ions avec une charge 2+. Ils réagissent facilement avec l'oxygène, qui accepte les électrons pour former des ions de charge 2. Les ions positifs et négatifs sont attirés l'un vers l'autre, ce qui donne une liaison dont la charge nette est de 0. Les composés résultants sont appelés oxydes. Les solutions faites à partir de ces oxydes et de l'eau sont des bases dont le pH est supérieur à 7. La nature alcaline de ces solutions donne son nom à ce groupe de métaux. Les métaux alcalino-terreux sont très réactifs et l'activité de ces métaux augmente en descendant dans le groupe. Le calcium, le strontium et le baryum peuvent réagir avec l'eau à température ambiante.

Sous sa forme élémentaire, le béryllium est un métal mou, de couleur blanc argenté. Les composés de minerai contenant du béryllium, de l'aluminium et du silicium peuvent former des pierres précieuses de couleur verte et bleuâtre telles que les émeraudes, l'aigue-marine et l'alexandrite. Le béryllium est utile en radiologie car les rayons X peuvent traverser le béryllium, le faisant apparaître transparent. Il est souvent utilisé pour fabriquer des tubes à rayons X et des fenêtres. Le béryllium augmente la dureté des alliages utilisés pour fabriquer des outils et des ressorts de montre.

Les propriétés physiques du magnésium sont similaires à celles du béryllium. Il ne réagit pas avec l'eau à température ambiante, mais réagit facilement avec les acides. Le magnésium est l'un des éléments les plus abondants trouvés dans la croûte terrestre et est un composant clé de la chlorophylle, la substance des plantes vertes utilisée dans la photosynthèse. Le magnésium est utile dans les soins de santé car il est l'un des principaux ingrédients des antiacides, des laxatifs et des sels d'Epsom. La combustion du magnésium produit une flamme brillante, blanche et durable, ce qui le rend utile dans les feux d'artifice et les fusées éclairantes.

Le calcium est encore plus abondant sur Terre que le magnésium. Le métal argenté semi-doux forme facilement des composés avec des molécules d'oxygène et d'eau. Dans la nature, on le trouve généralement sous forme de carbonate de calcium ou de calcaire. Le calcium est un élément clé dans les structures des êtres vivants, notamment les os, les dents, les coquilles et les exosquelettes. Le calcium est également une substance importante pour les structures artificielles car il est utilisé pour fabriquer du plâtre, du ciment, des cloisons sèches et d'autres matériaux de construction.

Brillant et doux, le strontium forme des composés avec l'oxygène et d'autres oxydes tels que le carbonate (CO₃), nitrate (NON₃), sulfate (SO₄) et le chlorate (ClO₃). Les sels dérivés des composés du strontium brûlent en rouge et sont utilisés dans les feux d'artifice et les fusées éclairantes.

Contrairement à la transparence du béryllium, les rayons X ne peuvent pas pénétrer le baryum. Le sulfate de baryum est couramment utilisé pour aider à utiliser les rayons X pour détecter des problèmes dans le tube digestif. Ce composé est insoluble dans l'eau et recouvre l'œsophage, l'estomac et les intestins lorsqu'il est avalé. Le nitrate de baryum et le chlorate de baryum sont utilisés dans les feux d'artifice pour émettre une lumière verte lorsqu'ils sont chauffés. Le baryum est également un ingrédient dans les pigments de peinture.

Le radium est de couleur blanche et doux et brillant comme les autres métaux alcalino-terreux. Cependant, sa radioactivité le distingue du reste de son groupe. Peu de temps après sa découverte par les Curie à la fin des années 1800, le radium a été utilisé pour des thérapies médicales et pour fabriquer des horloges et des montres phosphorescentes. Des décennies plus tard, l'utilisation du radium a cessé lorsque les gens ont découvert les dangers des rayonnements. Aujourd'hui, le radium est utilisé dans le traitement de certains types de cancers.