Alkali toprak metali: kimyasal element.

toprak alkali metal, periyodik tablonun 2. Grubunu (IIa) oluşturan altı kimyasal elementten herhangi biri. Elementler berilyum (Be), magnezyum (Mg), kalsiyum (Ca), stronsiyum (Sr), baryum (Ba) ve radyumdur (Ra).

Oluşumu, özellikleri ve kullanımları

19. yüzyıldan önce metal olmayan, suda çözünmeyen ve ateşle değişmeyen maddelere toprak deniyordu. Alkalilere (soda külü ve potas) benzeyen kireç (kalsiyum oksit) gibi topraklara alkali topraklar adı verildi. Alkali topraklar böylece alkalilerden ve alümina ve nadir topraklar gibi diğer topraklardan ayırt edildi. 1800'lü yılların başlarında, eskiden element olarak kabul edilen toprakların aslında oksitler, metal ve oksijenden oluşan bileşikler olduğu ortaya çıktı. Oksitleri alkali toprakları oluşturan metaller, daha sonra alkalin toprak metalleri olarak bilinmeye başlandı ve Rus kimyager Dmitry Mendeleyev'in 1869'da ilk tablosunu önerdiğinden beri periyodik tablonun Grup 2 (IIa)'sında sınıflandırıldı.

Grup 1'in (la) alkali metallerinde olduğu gibi, toprak alkali metallerin atomları da kolaylıkla elektron kaybederek pozitif iyonlara (katyonlara) dönüşürler. Bu nedenle tipik bileşiklerinin çoğu iyoniktir: metalin M2+ katyonu olarak oluştuğu tuzlar; burada M, herhangi bir Grup 2 atomunu temsil eder. Tuzlar, renkli bir anyon (negatif iyon) içermedikçe renksizdir. Kalsiyum klorür (CaCl2) ve kalsiyum oksit (CaO) gibi tipik alkali toprak bileşiklerinin formülleri, alkali metallerin (M+ iyonları içeren), sodyum klorürün (NaCl) ve sodyum monoksitin karşılık gelen bileşikleriyle karşılaştırılabilir ( Na2O).

Toprak alkali metallerin oksitleri baziktir (yani asidik olanın aksine alkalidir). Grubun en hafif üyesi olan berilyumdan en ağır üyesi olan radyuma geçişte elektropozitif karakterde oldukça istikrarlı bir artış gözlenir. Bu eğilimin bir sonucu olarak berilyum oksit aslında bazik olmaktan ziyade amfoteriktir, oysa baryum oksit oldukça baziktir. Metallerin kendileri oldukça reaktif indirgeyici maddelerdir; yani, süreç içinde indirgenen diğer maddelere kolayca elektron verirler.

Radyum hariç, tüm metaller ve bunların bileşikleri, özellikle magnezyum alaşımları ve çeşitli kalsiyum bileşikleri, bir dereceye kadar ticari uygulama alanı bulur. Magnezyum ve kalsiyum, özellikle ikincisi, doğada bol miktarda bulunur (bunlar Dünya'da en yaygın altı element arasındadır) ve jeolojik ve biyolojik süreçlerde önemli roller oynarlar. Radyum nadir bir elementtir ve tüm izotopları radyoaktiftir. Metalin hiçbir zaman ticari üretimi olmadı ve bileşikleri 20. yüzyılın ilk yarısında kanser tedavisi için sıklıkla kullanılmasına rağmen, bunların yerini büyük ölçüde daha ucuz alternatifler aldı.

Tarih

Bilinen en eski alkali toprak , artık kalsiyum oksit olduğu bilinen kireçti (Latince calx ); eski çağlarda harç bileşiminde kullanılmıştır. Magnezyum oksidi olan Magnesia (adı muhtemelen Yunanistan'ın Teselya bölgesinin bir bölgesi olan Magnesia'dan gelmektedir), İskoç kimyager Joseph Black tarafından 1755 yılında kireçten farklı bir alkali toprak olduğu gösterilmiştir; magnezyanın çözünebilir bir sülfat oluşturduğunu, kireçten elde edilenin ise çözünmediğinin bilindiğini gözlemledi. 1774'te oksijeni keşfeden İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele, ağır spar veya barys (Yunanca: "ağır") adı verilen mineralin , baryta (baryum oksit) olarak bilinen yeni bir toprak içerdiğini buldu. Başka bir toprak, stronsiya (stronsiyum oksit), Londralı kimyagerler William Cruickshank ve Adair Crawford tarafından 1789'da İskoçya'nın Argyllshire kentindeki Strontian'daki bir kurşun madeninde bulunan bir minerali (stronsiyum karbonat) incelerken tanımlandı. Berilya (berilyum oksit), beril mineralinden ekstrakte edildi ve 1798'de Fransız analitik kimyager Nicolas-Louis Vauquelin tarafından toprak olarak tanındı. Her ne kadar her ikisi de alkalide çözündüğü için ilk başta alümina (alüminyum oksit) ile karıştırılsa da, berilyanın farklı olduğu gösterildi. ; alüminadan farklı olarak alkali çözelti bir süre kaynatıldığında yeniden çökeliyordu. Beryllia'ya tatlı tadı nedeniyle başlangıçta glucina (Yunanca glykys , "tatlı") adı verildi . (Bu etimolojik kök, berilyum elementinin glisinyum olarak da bilindiği Fransa'da muhafaza edilmektedir.)

Alkali topraklardan elde edilen magnezyum, kalsiyum, stronsiyum ve baryum elementleri, 1808 yılında İngiliz kimyager Sir Humphry Davy tarafından daha önce alkali metaller potasyum ve sodyumun izolasyonu için kullandığı elektrolitik yöntemle saf olmayan metaller olarak izole edildi. Toprak alkali metaller daha sonra tuzlarının serbest alkali metallerle indirgenmesiyle üretildi ve berilyum ilk kez Alman kimyager Friedrich Wöhler ve Fransız kimyager Antoine Bussy tarafından bu şekilde (potasyumun berilyum klorür üzerindeki etkisi) izole edildi. Radyum, 1898'de radyoaktivitesi sayesinde Fransız fizikçiler Pierre ve Marie Curie tarafından keşfedildi ve 1902'de onu radyum klorür formunda pitchblende'den ayırdılar. Metalik radyum, 1910 yılında Marie Curie ve Fransız kimyager André-Louis Debierne'nin ortak çalışmasıyla izole edildi.