De aarde bestaat uit zes belangrijke aardalkalimetalen. Dit betekent dat ze een pH-waarde van meer dan 7 hebben. Van alle zes aardalkalimetalen wordt gezegd dat ze vergelijkbare eigenschappen hebben, zoals een glanzende en zilverkleurige afwerking aan de oppervlakte. Ze hebben hogere smelt- en kookpunten dan alkalimetalen. Aardalkalimetalen bezitten twee valentie-elektronen, vormen +2 kationen en hebben een lage elektronegativiteit.
Lees deze blog tot het einde om meer te leren over aardalkalimetalen en hun oxiden. Daarnaast leert u ook over de toepassingen van alkalimetalen.
Hier is de lijst van de aardalkalimetalen:
1 Beryllium (Be): Beryllium is een van de zes aardalkalimetalen in groep 2 van het periodiek systeem. Het is het eerste metaal in de aardalkalimetalen. Het is hard, biedt thermische geleidbaarheid, is corrosiebestendig en niet-magnetisch. Beryllium reageert niet met water. Zuiver beryllium is moeilijk te vinden, maar de verbindingen ervan zijn wel te vinden in aarde, steenkool en mineraalgesteenten. Het smeltpunt van beryllium is 1277 graden Celsius en het kookpunt is 2770 graden Celsius.
Berylliumoxide (BeO): Berylliumoxide bestaat uit beryllium en oxide in een gelijke verhouding van 1:1. Het is wit en geeft bij verhitting een giftig gas af. Langdurig direct contact met berylliumoxide kan berylliose veroorzaken, wat de longen aantast. Dit kan vervolgens longkanker veroorzaken. Het smeltpunt van berylliumoxide is 2507 graden Celsius en het kookpunt is 3905 graden Celsius.
2 Magnesium (Mg): Dit is het tweede voorbeeld van een aardalkalimetaal. Het is licht, hard en wit als zilver. Het is corrosiebestendig doordat de bovenste laag het metaal beschermt tegen de lucht. Magnesium heeft minimale smelt- en kookpunten van respectievelijk 650 en 1090 graden Celsius. De grootste magnesiumbronnen zijn te vinden in pekelwater van meren en zeewater.
Magnesiumoxide (MgO): Magnesiumoxide wordt ook wel magnesia genoemd. Het ontstaat wanneer magnesium reageert met lucht. Deze reactie kan worden teruggedraaid door de moleculen te verhitten. Het komt in de natuur voor als het mineraal periklaas. Magnesiumoxide kan ook in laboratoria worden bereid. Gemengd met water vormt het magnesiumhydroxide (Mg(OH)₂). Het smeltpunt van magnesiumoxide is 2852 graden Celsius en het kookpunt is 3600 graden Celsius.
3 Calcium (Ca): Calcium staat bekend als het derde meest voorkomende metaal in de aardkorst. Het wordt aangetroffen in gips, kalksteen en fluoriet. Calcium vormt een donkere oxide-nitridelaag op zijn oppervlak wanneer het wordt blootgesteld aan lucht. Het is ductiel en een slechte geleider van elektriciteit. Het smeltpunt van calcium is 839 ± 2 graden Celsius en het kookpunt is 1484 graden Celsius.
Calciumoxide (CaO): De andere naam voor calciumoxide is kalk of ongebluste kalk. Calciumoxide wordt bereid door kalksteen of calciumcarbonaathoudend materiaal te verhitten in een kalkoven. Het smeltpunt van calciumoxide is 2613 graden Celsius en het kookpunt is 2850 graden Celsius. Het kan worden opgelost in water en glycerol. Het kan gemakkelijk hoge temperaturen verdragen. Calciumoxiden glanzen helder wanneer ze worden verhit tot temperaturen boven 2643 K.
4 Strontium (Sr): Strontium komt van nature voor in verbindingen met andere elementen, zoals strontianiet. Het komt in de natuur niet als zuiver element voor omdat het gemakkelijk reageert met water en zuurstof. De bovenste laag strontium heeft een zilverkleur. Strontium is zachter dan calcium. Het is vast bij kamertemperatuur. Het smeltpunt van strontium is 777 graden Celsius en het kookpunt is 1377 graden Celsius.
Strontiumoxide (SrO): Dit ontstaat wanneer strontium reageert met zuurstof. Strontium kleurt geel wanneer oxiden ontstaan. Het heeft een smeltpunt van 2430 graden Celsius en een kookpunt van 3000 graden Celsius. Het is volledig oplosbaar in kaliumhydroxide-oplossing, licht oplosbaar in alcohol en onoplosbaar in ether en aceton. Bij een reactie met water vormt het strontiumhydroxide Sr(OH)₂ en komt warmte vrij tijdens de reactie.
5 Barium (Ba): Barium is vergelijkbaar met strontium omdat het niet in pure vorm in de natuur voorkomt. Dit komt doordat het gemakkelijk reageert met zuurstof en water. Daarom wordt het gewonnen uit het mineraal bariet. Het is zacht in vergelijking met andere metalen. Het maakt ongeveer 0,051 TP3T van de aardkorst uit. Barium biedt een hoge geleidbaarheid en chemische reactiviteit. Het smeltpunt van barium is 725 graden Celsius en het kookpunt is 1640 graden Celsius.
Bariumoxide (BaO): Ook bekend als baria. Bariumoxide wordt gevormd door verhitting van bariumcarbonaat tot temperaturen tussen 1000 en 1450 graden Celsius. Het is oplosbaar in ethanol en onoplosbaar in aceton en vloeibare ammoniak. Het smeltpunt van bariumoxide is 1923 graden Celsius en het kookpunt is 2000 graden Celsius.
6 Radium (Ra): Het is het zesde aardalkalimetaal. Het smeltpunt van radium is 700 graden Celsius en het kookpunt 1737 graden Celsius. Radium wordt in zeer kleine hoeveelheden aangetroffen in gesteenten en bodems. Wanneer radium begint te vervallen, ontstaat er een radioactief gas genaamd radon. Bij overmatige blootstelling kan het longkanker veroorzaken.
Radiumoxide (RaO): Radiumoxide kan worden bereid door het metaal radium in de lucht te verhitten. Het heeft een vaste vorm met een molaire massa van 242 g/mol. Radiumoxide reageert met water tot radiumhydroxide Ra(OH)2.
Toepassingen
De zes belangrijkste aardalkalimetalen kennen diverse toepassingen. Ze zijn vanwege hun unieke eigenschappen in specifieke industrieën nuttig. Enkele van de belangrijkste toepassingen zijn:
1 Lucht- en ruimtevaartindustrie: Berrylium is corrosie- en slijtvast. Het is een zeer sterk en hard materiaal. Het wordt daarom gebruikt in componenten voor de lucht- en ruimtevaartindustrie.
2 Nucleaire industrie: Berryliumoxide wordt veel gebruikt in de nucleaire industrie vanwege het hoge smeltpunt. Het wordt gebruikt in bepantsering van militaire voertuigen, raketmondstukken, kernbrandstoffen en nucleaire moderatoren.
3 Legeringsmiddel: Magnesium wordt gelegeerd met verschillende andere metalen om de eigenschappen ervan te verbeteren. Het maakt magnesium sterker, corrosiebestendig en lichtgewicht.
4 Vuurwerk: Wanneer we magnesium verbranden, produceert het helder wit licht. Deze eigenschap van magnesium maakt het perfect voor de productie van vuurwerk.
5 Bouwmaterialen: Calciumverbindingen worden veel gebruikt in bouwmaterialen zoals beton, cement en mortel.
6 Voedingssupplementen: Calcium is een belangrijk onderdeel voor de verbetering van de botgezondheid bij zowel mens als dier. Twee belangrijke calciumsupplementen zijn carbonaat en citraat.
7 Röntgenbeeldvorming: Bariumsulfaat, een verbinding van barium, wordt veel gebruikt bij röntgenbeeldvorming. Het is onoplosbaar in water en zorgt voor contrast in röntgenfoto's.
8 Pyrotechniek: Strontium produceert felrode vlammen bij verbranding. Dit maakt het geschikt voor de productie van pyrotechniek en fakkels.
9 Historisch gebruik: Tot in de jaren zeventig werd radium gebruikt als instrument voor wijzerplaten, vliegtuigschakelaars, klokken en zelfoplichtende verf voor horloges.
10 Auto's: Magnesium en beryllium worden gebruikt bij de productie van motoren, en calcium wordt gebruikt voor de productie van batterijen. Magnesium wordt ook gebruikt voor de productie van carrosseriedelen van auto's.
11 Ontzwaveling: Magnesium wordt gebruikt bij de ontzwaveling van ijzer en staal. Het verwijdert de zwavelverontreinigingen tijdens het raffinageproces.
Veelgestelde vragen
1 Hoeveel metalen staan er in het periodiek systeem der elementen?
Er zijn in totaal 118 elementen in het moderne periodiek systeem. Hiervan zijn er 89 metalen, 22 niet-metalen en 7 metalloïden.
2 Hoeveel zeldzame aardmetalen zijn er?
Er zijn 17 zeldzame aardmetalen in de wereld.
3 Welke elementen bevat het periodiek systeem van elementen uit groep A?
Groep 1A van het periodiek systeem bevat de alkalimetalen, groep 2A bevat de aardalkalimetalen, groep 7A bevat de halogenen, groep 8A bevat de edelgassen en groep 3 tot en met 12 bevat de overgangsmetalen.
4 Aan welke kant van het periodiek systeem bevinden zich alkalimetalen?
De alkalimetalen staan aan de linkerkant van het periodiek systeem.
5 Wat zijn de namen van de groepen in het periodiek systeem?
Er zijn in totaal 18 groepen in het periodiek systeem: de alkalimetalen, aardalkalimetalen, de scandiumfamilie, de titaniumfamilie, de vanadiumfamilie, de chroomfamilie, de mangaanfamilie, de ijzerfamilie, de kobaltfamilie, de nikkelfamilie, de koperfamilie, de zinkfamilie, de boorfamilie, de koolstoffamilie, de stikstoffamilie, de zuurstoffamilie, de fluorfamilie en de neonfamilie.
6 Waar bevinden zich alkalimetalen in het periodiek systeem?
De zes aardalkalimetalen staan aan de linkerkant van de kolom Groep 1 in het periodiek systeem.
7 Vormen aardalkalimetalen kationen of anionen?
Aardalkalimetalen vormen kationen. Wanneer ze met andere elementen reageren, verliezen ze in plaats van twee elektronen, twee elektronen. Dit maakt ze tot een kation.
Conclusie
Na het lezen van deze blog tot het einde toe, heb je waarschijnlijk voldoende kennis opgedaan over aardalkalimetalen, hun oxiden en hun toepassingen. Elk metaal heeft zijn unieke eigenschappen waardoor ze geschikt zijn voor diverse industriële toepassingen. Ze worden veel gebruikt in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, de nucleaire industrie, de bouwmaterialenindustrie en de auto-industrie.