82216475-Grupo-2-Os-Metais-Alcalinos-Terrosos.ppt

´química metais alcalinos

1. 1
GRUPO 2 –OS METAIS
ALCALINOS TERROSOS

2. 2

3. Família dos Metais Alcalino-terrosos
•Corresponde aos metais da família 2A
ou Grupo 2.
•São eles: Be,Mg, Ca, Sr, Bae Ra
•Otermo"terrosos"nonomedogrupoé
daépocadaalquimia,ondeos
alquimistasmedievais,chamavamas
substânciasquenãosefundiamenão
sofriamtransformaçõescomocalor
(comosmeiosdeaquecimentoda
época),de"terrosos".

4. Grupo 2: Metais Alcalino-Terrosos
-Apresentam brilho metálico;
-Oxidam-se facilmente na presença de
oxigênio;
-São também muito reativos com a
água*, originando soluções básicas;
-Apresentam dois elétrons de valência;
-Tendem a formar íons divalentes, pois
nas reações cedem dois elétrons;
-A reatividade e o carácter metálico
tendem a aumentar ao longo do grupo.

5. 5
1. INTRODUÇÃO
♦ApresentampropriedadessemelhantesasM.Alcalinos
♦Oberílioéumaexceção
♦Metaisaltamentereativos(menosreativosqueoG-1)
♦Sãodivalenteseformamcompostosiônicosincolores
♦Osóxidosehidróxidossãomenosbásicosqueosdogrupo1
♦Seusoxossais(carbonato,sulfatos,nitratos)sãomais
susceptíveisaocalor

6. 6

7. 7

8. 8
1ª e 2ª Energias de Ionização dos Metais alcalino-terrosos

9. 9
2. Estrutura eletrônica

10. 10

11. OS METAIS ALCALINOS TERROSOS
•DENSIDADE
•OS METAIS ALCALINOS TERROSOS POSSUEM DENSIDADES MAIORES QUE OS
METAIS ALCALINOS.
•NÃO SE PODE FAZER UMA RACIONALIZAÇÃO SIMPLES DA DENSIDADE
ENQUANTO PROPRIEDADE PERIÓDICA, SOBRETUDO PORQUE OS MAT POSSUEM
ESTRUTURAS CRISTALINAS DIFERENTES.

12. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•ELETRONEGATIVIDADE
•AS ELETRONEGATIVIDADES DOS MAT SÃO BAIXAS. ENTRETANTO SÃO MAIORES
DO QUE DOS METAIS ALCALINOS CORRESPONDENTES.
•QUANDO Mg, Ca, Sr e Ba REAGEM COM HALOGÊNIOS E OXIGÊNIO, A DIFERENÇA
DE ELETRONEGATIVIDADE SERÁ GRANDE E OS COMPOSTOS FORMADOS SERÃO
IÔNICOS.
•QUANDO O Be REAGE COM OUTROS ÁTOMOS A DIFERENÇA DE
ELETRONEGATIVIDADE É GERALMENTE PEQUENA → COMPOSTOS
COVALENTES

13. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•DUREZA, PF e PE
•OS MAT POSSUEM 2 ELÉTRONS DE VALÊNCIA QUE PODEM PARTICIPAR DAS
LIGAÇÕES METÁLICAS, ENQUANTO QUE OS MA POSSUEM UM ÚNICO ELÉTRON.
•DEVIDO A ESTE FATO, OS MAT SÃO MAIS DUROS, SUAS ENERGIAS DE LIGAÇÃO
SÃO MAIORES E SEUS PF E PE SÃO MUITO MAIS ELEVADOS QUE OS DOS METAIS
ALCALINOS.

14. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•ENERGIA DE IONIZAÇÃO
•A 3
ª
EI É TÃO ALTA QUE OS ÍONS M
3+
NUNCA SÃO FORMADOS.
•A EI DO Be
2+
É ALTA, SENDO SEUS COMPOSTOS TIPICAMENTE COVALENTES.
•OS COMPOSTOS FORMADOS PELO Mg, Ca, Sr e Ba SÃO PREDOMINANTEMENTE
IÔNICOS E OS METAIS SÃO ENCONTRADOS COMO ÍONS DIVALENTES.

15. METAIS ALCALINOS TERROSOS –ENERGIA DE IONIZAÇÃO

16. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•OS ÁTOMOS DOS MAT SÃO MENORES QUE OS CORRESPONDENTES MA; OS
ELÉTRONS ESTÃO MAIS FORTEMENTE LIGADOS E A 1
ª
EI DOS MAT É MAIOR QUE
A DOS MA.
•RETIRADO O 1
º
ELÉTRON Zef CRESCE E OS ELÉTRONS REMANESCENTES ESTÃO
AINDA MAIS FORTEMENTE LIGADOS.
•ASSIM A 2
ª
EI DOS MAT É QUASE O DOBRO DA 1
ª
.
•O FATO DE SE FORMAREM COMPOSTOS IÔNICOS SUGERE QUE U
0COMPENSA A
ENERGIA NECESSÁRIA PARA PRODUZIR OS ÍONS.

17. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•COR DOS COMPOSTOS E PROPRIEDADES MAGNÉTICAS
•DADO QUE OS ÍONS DIVALENTES POSSUEM UMA ESTRUTURA DE GÁS NOBRE,
SEM ELÉTRONS DESEMPARELHADOS, TODOS OS SEUS COMPOSTOS SÃO
DIAMAGNÉTICOS E INCOLORES, A NÃO SER QUE O ÂNION SEJA COLORIDO.

18. 18
3. OCORRÊNCIA E ABUNDÂNCIA
BERÍLIO:mineraisdogrupodossilicatos(Be
3Al
2(SiO
3)
6-beriloeBe
2SiO
4-
fenacita)
MAGNÉSIO:saisdemagnésio,dolomita(MgCO
3
.
CacO
3),magnesita(MgCO
3),
silicatos(Mg,Fe)
2SiO
4-olivina,Mg
3(OH)
2Si
4O
10-talco,Mg
3(OH)
4Si
2O
5-
crisolito,K
+
[Mg
3(OH)
2(AlSi
3O
10)]
-
-mica.
CÁLCIO:calcário(CaCO
3)–calcita(romboédrica)earagonita(otorrombica),
fluoroapatita[3(Ca
3(PO
4)
2
.
CaF
2],gesso(CaSO
4
.
2H
2O),anidrita(CaSO
4).
ESTRÔCIO:celestita(SrSO
4)eestroncianita(SrCO
3)
BÁRIO:barita(BaSO
4)
RÁDIO:radioativo(PierreeMarieCurie)

19. 19

20. 20
4. OBTENÇÃO DOS METAIS
MÉTODOSDEOBTENÇÃONÃOAPROPRIADOS
♦REDUÇÃOQUÍMICA
♦REAÇÃODEDESLOCAMENTO
♦ELETRÓLISEAQUOSA
TODOS OS METAIS PODEM SER OBTIDOS
POR ELETRÓLISE DOS SEUS
CLORETOS FUNDIDOS

21. 21
Métodosantigo:Be
3Al
2Si
6O
18 BeO BeSO
4
Be(OH)
2 BeO
Silicatos Na
2[BeF
4] Be(OH)
2 BeO
 H
2SO
4 NH
4OH

HF
Beríliometálico:eletrólisedoBeCl
2fundidoou
reduzindo-seoBeF
2commagnésio
BERÍLIO A beriliose , ou doença crônica do berílio ( CBD ), é uma resposta pulmonar
crônica do tipo alérgico e doença pulmonar crônica causada pela exposição
ao berílio e seus compostos, uma forma de envenenamento por berílio . É
distinta da intoxicação aguda por berílio , que se tornou rara após os limites
de exposição ocupacional estabelecidos por volta de 1950. A beriliose é uma
doença pulmonar ocupacional .

22. 22
MAGNÉSIO
Métodoantigo:MgO+C Mg+CO
Métodoatual:
1)processoPidgeon
[CaCO
3
.
MgCO
3] CaO
.
MgO Mg+Ca
2SiO
4+Fe
2)AeletrólisepodeserefetuadacomMgCl
2fundidooucomMgCl
2
parcialmentehidratado
calor Fe/Si
2000
o
C
Lloyd Montgomery Pidgeon
https://www.youtube.com/watch?v=-KG-guR65SE
https://www.youtube.com/watch?v=pF-1Tq1vuD0

23. 23
OBTENÇÃO DO MgCl
2
1) Processo Dow de extração da água do mar
2) Processo Dow de extração da salmoura natural

24. 24
CÁLCIO:OmetaléobtidoporeletrólisedoCaCl
2fundidooucomo
subprodutodoprocessoSolvayouapartirdareaçãoentreCacO
3e
HCl.
ESTRÔCIOEBÁRIO:Sãoproduzidosemquantidadesbemmenores
poreletrólisedoscloretosfundidosoupelareduçãodeseusóxidos
comalumínio.

25. BARRILHA
PROCESSO SOLVAY
REAÇÕES:
CaCO
3CaO + CO
2
C
(amorfo) CO
2
CaO + H
2O Ca(OH)
2
NH
3+ H
2O NH
4OH
2NH
4OH + CO
2 (NH
4)
2CO
3+ H
2O
(NH
4)
2CO
3+ CO
2+ H
2O 2NH
4HCO
3
NH
4HCO
3+ NaCl NH
4Cl + NaHCO
3
2NaHCO
3Na
2CO
3+ CO
2+ H
2O
2NH
4Cl + Ca(OH)
22NH
3+ CaCl
2+ 2H
2O

26. BARRILHA
PROCESSO SOLVAY
REAÇÃO GLOBAL:
CaCO
3+ NaCl Na
2CO
3+ CaCl
2

27. 27
OS METAIS ALCALINO -TERROSOS
grupo 2 A ou 2
Be berílio
•Ligas de grande
elasticidade.
•Molas.
•Ogivas de
foguetes.
Mg magnésio
•Fogos de artifício.
•Lâmpadas “flash” –
brancas.
•Faltando no
organismo, pode
provocar“delirium
tremens”.
Ca cálcio
•Gesso,mármore e na
cal.
•Essencial ao
organismo: ossos e
batimentos cardíacos.

28. 28
Sr estrôncio
•É o gêmeo
pernicioso do
cálcio, como Sr90,
na poeira atômica.
•Destrói medula
óssea, produz
câncer.
•Fogos de artifício,
cor vermelha.
Ba bário
•Nos exames de raio
X de estômago e
intestinos, é usado
seu sulfato.
•Seu nitrato dá cor
verde aos fogos de
artifício.
Ra rádio
•Radioativo.
•A mistura de
brometo de
rádio com
sulfeto de zinco,
é usada em
relógios e tintas
fluorescentes.

29. IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
OsíonsMg
+2
seconcentramnascélulasanimais,eosíonsCa
2+
se
concentramnosfluídoscorpóreosforadacélula.
OsíonsMg
2+
formamumcomplexocomoATP,esãoconstituintesdos
fosfoidrolasesedasfosfotransferases,quesãoenzimasparareações
envolvendooATPeliberandoenergia.
Sãotambémessenciaisparaatransmissãodeimpulsosaolongodefibras
nervosas.
OMg
2+
éimportantenaclorofila,naspartesverdesdasplantas.
OCa
2+
éimportanteemossosedentescomoaapatita,Ca
3(PO
4)
2,eno
esmaltedosdentes,comofluorapatita,3(Ca
3(PO
4)
2).CaF
2.
OsíonsCa
2+
sãoimportantesnacoagulaçãodosangue,esãonecessários
paradarinícioàcontraçãodosmúsculoseparamanterobatimentoregulardo
coração.

30. 30
TAMANHO DOS ÁTOMOS E ÍONS

32. 32
ENERGIA DE IONIZAÇÃO E ELETRONEGATIVIDADE

33. 33
COMPORTAMENTO ANÔMALO DO BERÍLIO

34. 34

35. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•DIFERENÇAS ENTRE O BERILIO E OS DEMAIS ELEMENTOS DO GRUPO
•OBe apresenta propriedades diferentes daquelas dos demais metais do grupo 2
e se assemelha diagonalmente com o alumínio no grupo 13.
•Citamos a seguir algumas diferenças entre o Be e os demais MAT.
•1-Todos os haletos de Be são solúveis em solventes orgânicos

36. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•2-O Be é muito pequeno e tem uma densidade de carga elevada apresentando
uma grande tendência a covalência. Como consequência os PF de seus
compostos são mais baixos.
Os demais haletos dos elementos do grupo 2 são iônicos.
BeF
2–composto covalente –PF= 552
0
C
CaF
2–composto iônico –PF = 1418
0
C
SrF
2–composto iônico –PF= 1477
0
C

37. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•3-O hidreto de Be é deficiente em elétrons, polimérico e forma ligações
multicentradas.
•4-Os hidróxidos de metais alcalinos terrosos são bases fortes entretanto o
hidróxido de berílio é anfótero.
•5-O Be se torna “passivo” quando tratado com ácido nítrico.
•6-O Be forma muitos complexos o que não é comum no caso dos elementos dos
grupos 1 e 2.

38. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•SEMELHANÇAS DIAGONAIS ENTRE O BERÍLIO E O ALUMÍNIO
•1-O Be forma um carbeto incomum Be
2C que como o Al
4C
3, libera metano ao se
hidrolisar.
•2-O Be e o Al tornam-se passivos quando reagem com o HNO
3.
•3-O BeCl
2geralmente forma cadeias, mas pode formar o dímero. O AlCl
3é um
dímero.

39. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•4-O potencial padrão de eletrodo do Be se assemelha mais ao do Al.
•ε
0Al
3+
/Al =-1,66v ε
0Be
2+
/Be =-1,69v
•5-O Be(OH)
2como o Al(OH)
3é anfótero.
•6-O hidreto de berílio é deficiente em elétrons e polimérico e forma ligações
multicentradas, tal como o hidreto de alumínio.

40. 40
PROPRIEDADES QUÍMICAS

41. 41

42. 42
DUREZA DA ÁGUA
A água dura contém íons carbonatos, bicarbonatos ou sulfatos de
magnésio e de cálcio dissolvidos.
DUREZA TEMPORÁRIA
DUREZA PERMANENTE

43. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•A água dura dificulta a formação de espuma ao se utilizar sabões.
•Os íons Ca
2+
e Mg
2+
reagem com o íon estearato do sabão gerando um
precipitado de estearato de cálcio antes da formação de qualquer espuma.
•2C
17H
35COO
-
Na
+
+ CaSO
4→ (C
17H
35COO
-
)
2Ca + Na
2SO
4

44. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•Só após a remoção dos íons divalentes de Ca
2+
e Mg
2+
é que se pode obter uma
espuma abundante.
•Para a obtenção de espuma com uma água dura temos que usar uma grande
quantidade de sabão.
•Quanto mais dura for a água mais sabão será utilizado.
•A dureza da água pode ser temporáriaou permanente.

45. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•Dureza Temporária
•A dureza temporária é decorrente da presença de Mg(HCO
3)
2e Ca(HCO
3)
2.
•A dureza temporária pode ser eliminada pela fervura.
•A fervura expulsa o CO
2e desloca o equilíbrio:
•2HCO
3
-
CO
3
2-
+ CO
2 + H
2O

46. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•Desta maneira os íons bicarbonatos decompõem-se em carbonatos e os íons
metálicos precipitarão sobre a forma de carbonatos.
•Removendo-se o CaCO
3por filtração ou sedimentação a água estará livre da
dureza.
•A dureza temporária também pode ser eliminada adicionando-se cal hidratada
para precipitar o carbonato de cálcio.
•Este processo é denominado “depuração com cal”.

47. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•Elevando-se o pH da água até 10,5 a dureza temporária devida ao HCO
3
-
pode ser
quase que completamente eliminada.
•Ca(HCO
3)
2+ Ca(OH)
2 2CaCO
3+ 2H
2O
•DUREZA PERMANENTE
•A dureza permanente não pode ser eliminada pela fervura.

48. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•A dureza permanente decorre principalmente da presença de MgSO
4ou CaSO
4
na solução.
•Pequenas quantidades de água pura podem ser obtidas no laboratório por
destilação ou passagem através de uma coluna de resina de troca iônica, onde os
íons Ca
2+
e Mg
2+
são substituídos por Na
+.

49. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•DUREZA PERMANENTE
•Os íons Na
+
não afetam a capacidade dos sabões de produzir espuma.
•Os métodos de troca-iônica são largamente empregados na indústria.
•{Resina.nH}
(s)+Ca
2+
(aq)→ {Resina(n-2)H.Ca}(s) + 2H
+
(aq)

50. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•Dureza Permanente
•A remoção dos íons Ca
2+
e Mg
2+
da água dura é denominada abrandamento da
água.
•A dureza da água também pode ser eliminada, adicionando-se vários fosfatos,
tais como o fosfato de sódio, o pirofosfato de sódio, o tripolifosfato de sódio ou o
sal de Graham.
•Esses fosfatos formam um complexo com os íons Ca
2+
Mg
2+
.

51. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•USOS DOS METAIS ALCALINOS TERROSOS E SEUS COMPOSTOS
•Berílio e Seus Compostos
•O Be é raro, caro e tóxico, por isso ele e seus compostos apresentam uso
limitado.
•O Be puro é transparente aos raios X e assim é usado janelas de alguns tubos de
raio X.
•Ligas de Be e Cu são tão duras como alguns aços e são utilizadas na fabricação de
ferramental que são úteis quando há perigo de explosão.

52. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•O óxido de Berílio é muito refratário (PF=2670) e é empregado na construção de
isolantes elétricos para altas temperaturas.
•Magnésio e Seus Compostos
•O Magnésio é extensivamente usado na fabricação de ligas brilhantes e fortes
que são particularmente utilizadas na indústria aeronáutica.
•O Mg é um importante metal estrutural.
•O Mg é usado na fabricação de ligas leves, para aviões, ferramentas e máquinas.

53. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•O Mg é empregado para fins militares (sinalizadores e bombas incendiárias)
•O Mg é utilizado em sínteses industriais de muitos compostos orgânicos.
•O hidróxido de magnésio é um dos componentes dos dentifrícios.
•O sulfato de magnésio (sal de Epson) é um laxante.

54. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•Cálcio e Seus Compostos
•A reatividade do cálcio com o oxigênio e água dificulta muito o uso do metal na
forma livre.
•O metal Ca é usado para a obtenção de ligas com o Al, utilizado na confecção de
mancais.
•O Ca é empregado como redutor na obtenção de outros metais como Zr, Cr, Th e
U.
•O Ca é usado na indústria do Fe e aço para controlar a quantidade de carbono no
ferro fundido e na remoção de P, O e S.

55. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•O calcário é utilizado para a preparação do cal virgem , cimento e giz.
•Estrôncio e Seus Compostos
•Os compostos de estrôncio são utilizados em fogos de artifício e na sinalização
das rodovias.
•Bário e Seus Compostos
•O BaSO
4e tão insolúvel que embora o Ba
2+
seja tóxico, o BaSO
4 pode ser ingerido
por via oral. Face ao exposto e considerando que íons
Ba
2+
refletem fortemente os raios X o BaSO
4 é
usado como contraste em radiografias.

56. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•As estruturas interiores do corpo podem ser caracterizadas porque o sulfato de
bário é opaco aos raios X.
•0 BaSO
4é utilizado como material de carga na manufatura de tintas e papel.

57. METAIS ALCALINOS TERROSOS
•Rádio e Seus Compostos
•O Ra é um emissor de partículas alfa.
•O Ra já foi usado no tratamento radioterápico do câncer. Atualmente outras
fontes de radiação são utilizadas para esta finalidade.
•Ex:
60
Co

58. 58
ÓXIDOS E PERÓXIDOS
Todos os elementos desse grupo queimam em atmosfera de O
2
formando óxidos MO.

59. 59
ÓXIDOS E PERÓXIDOS

60. 60
SULFATOS E NITRATOS

61. 61

62. 62
NITRETOS E CARBETOS

63. 63
COMPLEXOS

64. 64