Tekst źródłowy strony Chemia/Pierwiastki grupy 2 - berylowce

[[Plik:Erdalkali.jpg|thumb|Berylowce]]

== Właściwości fizyczne==
*Promienie jonowe berylowców są mniejsze niż promienie jonowe litowców (w tym samym okresie) ze względu na większy ładunek jądra.
*Berylowce zawierają dwa elektrony walencyjne, mają więc wyższe temperatury topnienia i wrzenia oraz większą gęstość.
*Berylowce są elektrododatnie, reaktywne chemicznie i mają wysokie ujemne standardowe potencjały redoks.
*Beryl tworzy wiązania  kowalencyjne spolaryzowane w większości związków.
*Magnez wykazuje właściwości pośrednie pomiędzy berylem a pozostałymi metalami grupy, których związki mają charakter całkowicie jonowy.
*Wapń, stront i bar tworzą grupę blisko spokrewnionych pierwiastków, których właściwości chemiczne i fizyczne zmieniają się systematycznie ze wzrostem rozmiarów jonu.

==Wodorki berylowców==
*Wszystkie berylowce ogrzewane w atmosferze gazowego wodoru tworzą wodorki typu MH<sub>2</sub> (M oznacza atom metalu)
:M + H<sub>2</sub> → MH<sub>2</sub>.
*Są to bezbarwne ciała stałe, które reagują z wodą wydzielając wodór:
:MH<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O → M<sup>2+</sup> + 2OH¯ + 2H<sub>2</sub>.
*Wodorki BeH<sub>2</sub> i MgH<sub>2</sub> są związkami o charakterze pośrednim między jonowym a kowalencyjnym. 
*Wodorki wapnia, strontu i baru należą do wodorków jonowych typu soli.

==Tlenki berylowców==
*Tlenki berylowców otrzymuje się w wyniku ogrzewania metali w tlenie lub przez termiczny rozkład węglanów bądź wodorotlenków:
:MCO<sub>3</sub> → MO + CO<sub>2</sub>,            
:M(OH)<sub>2</sub> → MO + H<sub>2</sub>O.
*BeO tworzy sieć przestrzenną charakterystyczna dla substancji w znacznym stopniu kowalencyjnych; dalsze tlenki mają strukturę jonową i tworzą sieci przestrzenne typu chlorku sodowego.
*BeO nie reaguje z wodą, MgO reaguje tylko wówczas, gdy ma silnie rozwiniętą powierzchnię, pozostałe tlenki łatwo reagują z wodą
:MO + H<sub>2</sub>O → M(OH)<sub>2</sub>.
*Tlenki berylowców mają wysokie temperatury topnienia (są używane do wykładania wnętrz pieców używanych do produkcji stali).

==Nadtlenki==
*Beryl nie tworzy nadtlenku, magnez tworzy tylko uwodniony nadtlenek, pozostałe metale tworzą nadtlenki MO<sub>2</sub> podczas ogrzewania  odpowiednich tlenków w strumieniu powietrza w temp. 500°C.
*Nadtlenek baru rozkłada się w temperaturze powyżej 700°C:
:BaO<sub>2</sub> → BaO + ½ O<sub>2</sub>.
*Nadtlenek baru rozkłada się w rozcieńczonych roztworach kwasów z wydzieleniem nadtlenku wodoru:
:BaO<sub>2</sub> + 2H<sup>+</sup> → Ba<sup>+</sup> + H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>.
*Ze względu na przebieg tych reakcji nadtlenek baru wykorzystuje się do otrzymywania tlenu i nadtlenku wodoru.

==Wodorotlenki==
*Wodorotlenki berylowców otrzymuje się w egzotermicznym procesie nazywanym gaszeniem
:MO + H<sub>2</sub>O → M(OH)<sub>2</sub>, &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;    ΔH = -67kJ.
*Wodorotlenki słabo rozpuszczają się w wodzie, o czym świadczą ich iloczyny rozpuszczalności.

==Iloczyn rozpuszczalności==
*Iloczyn rozpuszczalności jest wielkością charakteryzującą roztwory pozostające w równowadze z osadem.
*Jeżeli jon M<sup>+</sup>  reaguje z jonem A¯ tworząc trudno rozpuszczalny związek MA, to równowagę reakcji 
:M<sup>+</sup> + A¯ ⇔ MA(¯)
:można opisać stałą równowagi strącania osadu <math>K_{os}</math> lub stałą równowagi  rozpuszczania osadu <math>K_s</math>.
* [MA] jest wielkością stałą (faza stała, którą jest wytrącony z roztworu osad), zatem stałe <math>K_{os}</math> i <math>K_s</math> można wyrazić tylko za pomocą stężeń jonów.
*Iloczyn <math>K_s = [\mathrm M^+][\mathrm A^-]</math> jest nazywany iloczynem rozpuszczalności.

==Chlorki, fluorki, węglany==
*Chlorek i fluorek berylu nie przewodzą prądu elektrycznego w stanie stopionym, z czego wynika, że mają one budowę cząsteczkową.
*Chlorki i fluorki pozostałych metali grupy II są związkami jonowymi.
*CaF<sub>2</sub> jest nierozpuszczalny w wodzie, CaCl<sub>2</sub> wykazuje tak duże powinowactwo do wody, że jest stosowany jako środek suszący i odwadniający.
*Wszystkie węglany berylowców są nierozpuszczalne w wodzie, wskutek czego występują w dużych ilościach jako minerały (CaCO<sub>3</sub>, znany pod nazwą wapienia, jest najbardziej rozpowszechnionym niekrzemianowym minerałem).
*Wapień łatwo rozpuszcza się w wodach gruntowych, które zawierają CO<sub>2</sub> 
:CaCO<sub>3</sub> + CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O → Ca<sup>2+</sup> + 2HCO<sub>3</sub>¯.

==Siarczany==
*Siarczany wykazują szeroki zakres rozpuszczalności (bardzo dobrze rozpuszczalny BeSO<sub>4</sub>  do praktycznie nierozpuszczalnego RaSO<sub>4</sub>).
*Rozpuszczalność siarczanów zmniejsza się w miarę przechodzenie w dół grupy (efekt przeciwny do rozpuszczalności wodorotlenków).
*MgSO<sub>4</sub>∙7H<sub>2</sub>O (sól gorzka) ma zastosowanie w medycynie.
*CaSO<sub>4</sub>∙2H<sub>2</sub>O (gips) ma zastosowanie w budownictwie.
*BaSO<sub>4</sub>  ma zastosowanie w diagnostyce medycznej jako środek kontrastujący oraz w przemyśle jako biały pigment.

==Twardość wody==
*Twardość wody jest związana z obecnością jonów Ca<sup>2+</sup>, Mg<sup>2+</sup>, Fe<sup>2+</sup>.
*Rozróżnia się 2 rodzaje twardości wody: przemijającą (węglanową) spowodowana obecnością jonów HCO<sub>3</sub>¯ łącznie z wymienionymi jonami oraz trwałą (niewęglanową) spowodowaną obecnością tylko jonów dwudodatnich .
*Twardość wody jest niepożądana ze względu na fakt wytrącania się węglanu wapnia na skutek reakcji
:Ca<sup>2+</sup> + 2HCO<sub>3</sub>¯ ⇔ CaCO<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O + CO<sub>2</sub>.
*Dla celów przemysłowych konieczne jest zmiękczanie wody, polegające na usuwaniu kationów na drodze reakcji chemicznej (kompleksowania jonów metali lub wytrącania ich z roztworów w postaci  soli trudno rozpuszczalnych) bądź na drodze wymiany jonowej.

==Analiza jonów berylowców==
*W analizie jakościowej jonów berylowców wykorzystuje się różnice w rozpuszczalności poszczególnych związków.
*Procedura analityczna identyfikacji poszczególnych jonów w roztworze zawierającym Mg<sup>2+</sup>, Ca<sup>2+</sup>, Sr<sup>2+</sup>, Ba<sup>2+</sup>:
**wytrącanie żółtego osadu BaCrO<sub>4</sub> za pomocą K<sub>2</sub>CrO<sub>4</sub> w buforze octanowym (''K<sub>s</sub>'' = 1,5 x 10<sup>-9</sup>),
**wytrącanie  jasnożółtego osadu SrCrO<sub>4</sub> po dodaniu do roztworu NH<sub>3</sub> w celu zmiany środowiska oraz alkoholu dla zmniejszenia rozpuszczalności (''K<sub>s</sub>'' = 7,6 x 10<sup>-7</sup>), 
**wytrącanie białego osadu CaC<sub>2</sub>O<sub>4</sub> (''K<sub>s</sub>'' = 1,3 x 10<sup>-9</sup>) po dodaniu NH<sub>4</sub>C<sub>2</sub>O<sub>4</sub>,
** wytrącanie osadu MgNH<sub>4</sub>PO<sub>4</sub>  po dodaniu NH<sub>3</sub> oraz Na<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>.

==Jony metali bloku ''s'' w strukturach biologicznych==
*Wśród  litowców największe znaczenie w strukturach biologicznych mają jony Na<sup>+</sup> i K<sup>+</sup>. Są niezbędnym elementem działania pompy sodowo-potasowej. Jest to jeden z podstawowych systemów transportu jonów przez błony biologiczne, umożliwiający regulację stężeń obu jonów w cytoplazmie i na zewnątrz komórki. Zmiany stężeń jonów sodu i potasu po obu stronach błon komórkowych decydują o zmianach potencjału błonowego, który reguluje działanie kanałów jonowych. 
*Jony Ca<sup>2+</sup> pełnią funkcję sygnałową. Zmiany stężeń jonów wapniowych uruchamiają systemy przekazywania sygnałów w komórkach. Działanie jonów Ca<sup>2+</sup> związane jest z tworzeniem kompleksów ze specyficznym białkiem kalmoduliną.
*Jony Mg<sup>2+</sup> są składnikami wielu białek enzymatycznych oraz chlorofilu, barwnika fotosyntetycznego roślin zielonych. Obecność jonów Mg<sup>2+</sup> w centrach wiążących białek ułatwia wiązanie substratów i przebieg reakcji.  

<!--- [[category:Chemia ogólna]] -->