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Pero no es ése el motivo por el que capta nuestro interés. No, nos importa más con qué se construyó. El espejo estaba hecho de berilio, un ejemplo de elemento del grupo 2.
Los elementosdel grupo 2 son los de la segunda columna de la tabla periódica, concretamente el berilio (Be), el magnesio (Mg), el calcio (Ca), el estroncio (Sr), el bario (Ba) y el radio (Ra). Los elementos del grupo 2 son brillantes, de aspecto blanco plateado y poseen densidades relativamente bajas. Son muy reactivos, aunque no tanto como los metales alcalinos del grupo 1. Pierden fácilmente dos electrones para formar cationes +2, lo que da lugar a configuraciones electrónicas estables.
- Este artículo trata sobre el grupo 2 en química inorgánica.
- Empezaremos dando una visión general de los elementos del grupo 2.
- Después veremos las propiedades de los elementos del grupo 2, como su radio atómico, su energía de primera ionización, su solubilidad y su reactividad.
- Después, consideraremos los usos del grupo 2.
- Por último, repasaremos cómo analizar los elementos del grupo 2.
Elementos metálicos del grupo 2
Elgrupo 2 es un grupo de metales de la tabla periódica . También se les conoce como los metales alcalinotérreos.
Como ya se ha mencionado, el grupo 2 contiene seis elementos:
- Berilio (Be)
- Magnesio (Mg)
- Calcio (Ca)
- Estroncio (Sr)
- Bario (Ba)
- Radio (Ra)
El radio es extremadamente radiactivo, y sólo aparece como parte de las cadenas de desintegración de elementos más pesados, como el torio y el uranio. Casi todo el radio presente de forma natural en el medio ambiente es el 226Ra, un isótopo con una semivida de 1600 años. Sin embargo, no es muy común. Un kilogramo de la corteza terrestre contiene sólo 900 picogramos de radio, es decir, ¡9 x 10-10 gramos!
Las únicas aplicaciones comerciales actuales del radio son sus usos en medicina nuclear, donde puede utilizarse para tratar ciertos tipos de cáncer. Sin embargo, a principios del siglo XX, saltó a la fama como fuente de radiación para la charlatanería radiactiva. Se trata de una pseudociencia que promueve indebidamente la radiación como cura de muchas enfermedades. A día de hoy, todavía se pueden encontrar balnearios que anuncian con orgullo sus aguas que contienen radio como tratamiento para todo tipo de males y dolencias.
En cambio, el calcio, metal del grupo 2, es el quinto elemento más común de la corteza terrestre. Tiene muchas aplicaciones, como en la producción de jabones y cemento. Sin embargo, podría decirse que su función más importante es en el organismo. El calcio es un elemento esencial para muchos organismos. Por ejemplo, los iones de calcio ayudan a regular la contracción muscular y la función nerviosa en los animales. Nuestros huesos actúan como almacenes de estos iones. Una carencia de calcio puede provocar osteoporosis. Los iones de calcio también desempeñan un papel estructural en las plantas, ayudando a formar la pared celular, la membrana celular y la lámina media.
Puedes encontrar más información sobre el efecto de los iones de calcio en la Teoría del Filamento Deslizante.
Grupo 2 en la tabla periódica
Echa un vistazo a la siguiente tabla periódica. La columna en verde te muestra un grupo concreto, grupo 2. Como ya se ha dicho, los elementos destacados son el berilio, el magnesio, el calcio, el estroncio, el bario y el radio.
Propiedades del grupo 2
Los elementos del grupo 2 son bastante similares. Físicamente, todos son metales blandos, brillantes, de color blanco plateado, con puntos de fusión y ebullición y densidades relativamente bajos. Veamos con más detalle algunas de sus otras propiedades.
Estructura y enlace del grupo 2
Todos los elementos del grupo 2 tienen dos electrones en su capa externa. Estos electrones se encuentran en un orbital s externo.
¿No sabes de qué estamos hablando? Consulta Configuración electrónica para saber más sobre los distintos orbitales electrónicos.
Cuando reaccionan, los elementos del grupo 2 pierden sus dos electrones exteriores para formar cationes con una carga de 2+, y un estado de oxidación de +2. Esto significa que los elementos del grupo 2 forman compuestos iónicos.
Hay una excepción a la regla: el berilio. En realidad, este elemento forma moléculas covalentes, no compuestos iónicos. Veremos por qué es así cuando pasemos a la tendencia de electronegatividad del grupo 2.
Radio atómico del grupo 2
Si has leído Tendencias periódicas, deberías ser capaz de predecir cómo varía el radio atómico de los elementos del grupo 2 a medida que desciendes en el grupo. Como puedes ver en el gráfico siguiente, el radio atómico aumenta al descender en el grupo. Esto se debe a que cada elemento subsiguiente tiene más electrones, con más capas de electrones.
Ya hemos visto la estructura electrónica del magnesio: tiene 12 electrones repartidos en tres capas de electrones. El siguiente elemento del grupo, el calcio, tiene 20 electrones repartidos en cuatro capas de electrones. Por tanto, tiene un radio atómico mayor.
Puntos de fusión del grupo 2
En general, los puntos de fusión de los elementos del grupo 2 disminuyen a medida que se desciende en el grupo. Como sólidos, los metales forman redes metálicas formadas por cationes metálicos positivos rodeados por un mar de electrones negativos deslocalizados, como se muestra a continuación.
Esta red se mantiene unida por una fuerte atracción electrostática entre los electrones negativos y los núcleos de los cationes positivos. Recuerda que el radio atómico aumenta a medida que se desciende en el grupo. Esto significa que los núcleos están más alejados de los electrones deslocalizados. Por tanto, la atracción electrostática es más débil. Por tanto, se necesita menos energía para superarla y fundir el sólido.
Observarás que el punto de fusión del magnesio no se ajusta a la tendencia general. Por desgracia, no hay una explicación sencilla para ello. Del mismo modo, los puntos de ebullición de los metales del grupo 2 tampoco muestran una tendencia clara. Una vez más, no hay una explicación sencilla. Sí, lo sabemos: ¡muy molesto!
¿Necesitas más información sobre las redes metálicas? ¡ Enlace metálico te lo ofrece!
Energía de primera ionización del grupo 2
Ahora pasaremos a ver las primeras energías de ionización de los elementos del grupo 2.
La primera energía de ionización es la energía necesaria para eliminar un mol de los electrones más sueltos de un mol de átomos gaseosos. Cada átomo forma un catión con carga +1.
¿Puedes adivinar la tendencia?
En primer lugar, la energía de ionización disminuye a medida que se desciende en el grupo 2. Una vez más, esto se debe al aumento del radio atómico. A medida que desciendes en el grupo, el electrón más externo está más alejado del núcleo. Esto significa que la atracción entre el núcleo y el electrón es más débil y, por tanto, más fácil de superar.
Este tema se trata con mucha más profundidad en Tendencias de la energía deionización.
La electronegatividad del grupo 2
Veamos ahora la electronegatividad.
Laelectronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer un par de electrones enlazantes.
Una vez más, hay muchos más detalles en Polaridad. Pero los principios básicos de la electronegatividad también se aplican aquí. La electronegatividad disminuye a medida que se desciende de grupo en la tabla periódica. Como sabemos, el radio atómico aumenta a medida que se desciende en el grupo. Esto significa que los electrones enlazados están más lejos del núcleo, por lo que la atracción entre ellos es más débil.
También recordarás de Polaridad que la electronegatividad se ve afectada por la carga nuclear, es decir, el número de protones del núcleo del átomo. A medida que desciendes en el grupo, la carga nuclear aumenta, por lo que podrías pensar que la electronegatividad también aumentaría.
Para explicarlo, vuelve a las estructuras del magnesio y el calcio. El magnesio, con un número atómico de 12, tiene 12 protones en su núcleo. El calcio, en cambio, tiene 20. Sin embargo, el magnesio tiene 10 electrones en su capa interna que protegen la carga de 10 de estos protones. En cambio, el calcio tiene 18 electrones en su capa interna que protegen la carga de sus protones. Por tanto, en ambos elementos, cualquier pareja de enlace sólo sentiría la atracción de los dos protones restantes no apantallados. La carga nuclear efectiva es la misma. Pero como el calcio tiene un radio atómico mayor, su electronegatividad es menor.
¿Recuerdas que hemos mencionado que el berilio actúa de forma un poco extraña? Forma moléculas covalentes en lugar de compuestos iónicos. Esto se debe a que es un átomo muy pequeño, por lo que tiene una electronegatividad mayor que todos los demás miembros del grupo.
Por ejemplo, tomemos el cloruro de berilio y el cloruro de magnesio. El cloro es mucho más electronegativo que el magnesio, y una gran diferencia de electronegatividad provoca un enlace iónico. Los átomos de cloro atraen los electrones del magnesio con tanta fuerza que éste los cede por completo. Ambos elementos forman iones.
En cambio, la electronegatividad del berilio es tan alta que no quiere perder sus electrones. En lugar de ello, se aferra a ellos y los comparte con el cloro en un enlace covalente. Por eso el berilio forma moléculas covalentes en lugar de compuestos iónicos.
Solubilidad del grupo 2
Como todos los metales, los elementos del grupo 2 son insolubles en agua, pero sus hidróxidos y sulfatos pueden disolverse en agua hasta cierto punto. En particular, el hydroxidos se vuelven más solubles a medida que aumenta ddel grupo, mientras quelos sulfatosse hacen más solubles a medida que se avanza up el grupo.
Puedes encontrar más información en Compuestos del grupo 2, pero aquí tienes un resumen:
Reactividad del grupo 2
La última propiedad que estudiaremos es la reactividad. Como la mayoría de los metales, los elementos del grupo 2 son bastante reactivos. Su reactividad aumenta a medida que se desciende en el grupo. Como hemos visto antes, los elementos del grupo 2 (excepto el berilio) siempre reaccionan para formar iones con carga 2+. Para ello es necesario eliminar dos electrones de la capa externa, es decir, los procesos de primera y segunda ionización. La energía de ionización disminuye a medida que se desciende en el grupo, por lo que es más fácil eliminar estos electrones. Por tanto, aumenta la reactividad.
Exploramos algunas de las reacciones características de los metales del grupo 2 en Reacciones del grupo 2.
Pruebas del grupo 2
Al principio del artículo mencionamos que todos los elementos del grupo 2 tienen un aspecto bastante similar. Todos son metales plateados. Esto puede hacer que sean bastante difíciles de distinguir. Sin embargo, una forma de distinguir los metales del grupo 2 es mediante pruebas de llama. Los distintos metales arden produciendo llamas de distintos colores en un espectacular espectáculo de luz.
Consigue un bucle metálico limpio y sumérgelo en ácido. Mantén el bucle en la llama de un mechero Bunsen hasta que no cambie de color. Así se limpia el bucle. A continuación, sumerge el bucle en una muestra sólida de tu metal y mantenlo de nuevo en el mechero Bunsen. Observa el color de la llama producida. Con un poco de suerte, obtendrás los siguientes resultados:
| Metal | Color |
| Calcio | Naranja-rojo |
| Estroncio | Rojo |
| Bario | Verde |
Ten en cuenta que el berilio y el magnesio no producen una llama coloreada. Tendrás que recurrir a otras pruebas químicas para diferenciarlos.
Usos de los elementos del grupo 2
Por último, centrémonos en algunos de los usos del grupo 2.
- El calcio es el quinto elemento más abundante en el cuerpo humano y desempeña un papel en la salud ósea, la contracción muscular y la neurotransmisión.
- Los compuestos de calcio se utilizan en la agricultura para elevar el pH del suelo. También pueden utilizarse para eliminar el azufre de los gases de combustión.
- Los compuestos de bario se utilizan en los rayos X, y las aleaciones de berilio en piezas mecánicas.
- El magnesio es el tercer metal estructural más utilizado, sobre todo en aleaciones ligeras.
Consulta Compuestos del grupo 2 para ver más usos del grupo 2.
Grupo 2 - Puntos clave
- El grupo 2, también conocido como metales alcalinotérreos, es un grupo de metales de la tabla periódica.
- El grupo 2 contiene los elementos berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio.
- Cada uno de los elementos del grupo 2 tiene dos electrones en su capa externa.
- Elradio atómico, la reactividad y la solubilidad de los hidróxidos del grupo 2 aumentan a medida que se desciende en el grupo.
- Elpunto de fusión, la energía de primera ionización, la electronegatividad y la solubilidad de los sulfatos del grupo 2 disminuyen a medida que se desciende en el grupo.
- Puedes distinguir entre algunos elementos del grupo 2 mediante pruebas de llama.
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