Erdalkalimetalle Verwendung

Die 2. Gruppe (2. Hauptgruppe) im Periodensystem der chemischen Elemente




Zu der Gruppe der Erdalkalimetallen gehören die chemischen Elemente Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium. Sie bilden die zweite Hauptgruppe.

Die Erdalkalimetalle liegen im Periodensystem zwischen den Alkalimetallen und den Erdmetallen, woher sich auch der Name ableitet.

Erdalkalimetalle

Erdalkalimetalle

Erdalkalimetalle

Zu den Erdalkalimetallen gehören die Elemente Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium, wobei letzteres radioaktiv ist und lediglich ein Zwischenprodukt aus natürlichen Zerfallsreihen. Die Erdalkalimetalle bilden die zweite Hauptgruppe des Periodensystems. Sie liegen zwischen den Alkalimetallen, die die erste Hauptgruppe bilden und den Erdmetallen der dritten Hauptgruppe.
Ihren Namen verdanken sie der Tatsache, dass sie maßgeblich am Aufbau der Erdkruste beteiligt sind und somit in hoher Anzahl in ihr vorkommen. Sie machen einen Prozentsatz von rund 4,2 der Erdkruste aus. Calcium und Magnesium bilden hierbei den größten Anteil mit 94 Prozent, wovon 67 Prozent Calcium sind. Barium hat einen prozentualen Anteil von 1,4 Prozent und Strontium lediglich 0,6 Prozent. In ihrer Reinform treten sie in der Natur nicht auf. Sie sind jedoch Bestandteil vieler Edelsteine, im besonderen Maße Beryllium, oder als Sulfat, Karbonat und Silikat anzutreffen.
Erdalkalimetalle zählen zu den Leichtmetallen. Heute werden sie überwiegend in der Industrie als Legierungsmetalle verwendet.




Eigenschaften der Erdalkalimetalle

In ihrer Reinform glänzen die Erdalkalimetalle metallisch. Dieser Glanz verschwindet jedoch relativ schnell unter Einfluss von Sauerstoff. Sie oxidieren demnach besonders schnell. Die Oxidationszahl ist bei stabilen Verbindungen stets +2. Nach den Alkalimetallen sind die Erdalkalimetalle die reaktionsfreudigsten Elemente. Je höher ihre Ordnungszahl ist, desto höher ist ihre Reaktivität. Zudem sind sie sehr leitfähig für Wärme und elektrischen Strom, da sie jeweils zwei Valenzelektronen besitzen. Die Erdalkalimetalle Magnesium und Beryllium sind nur schwer wasserlöslich, da sie bei Kontakt mit Wasser, zum Schutz vor weiterer Oxidation, eine nicht wasserlösliche Hydroxidschicht bilden. Der Rest hingen reagiert extrem mit Wasser. In ihrer Dichte und im Isolierungsenergiegrad liegen die Erdalkalimetalle höher als die Alkalimetalle, auch sind sie höher schmelzend als Metalle der ersten Hauptgruppe. Sie sind verformbar (duktil) und weisen voneinander stark abweichende Härten auf. Erdalkalimetalle reagieren mit den meisten Nichtmetallen des Periodensystems, jedoch nur schwer bis langsam (ohne externe Energiezufuhr). Jedoch ist ihre Bindung mit Metallen aufgrund ihrer zwei Valenzelektronen fester als die Bindung der Alkalimetalle. Ihre Kernladungszahl ist jedoch höher und der Atomradius kleiner als der der Alkalimetalle. Wie die Alkalimetalle weisen auch die Erdalkalimetalle bei Verbrennung eine typische Flammenfärbung auf. Die Elemente Magnesium und Beryllium verbrennen in der Regel ohne Färbung, wohingegen Calcium die Flamme deutlich orangerot färbt, das Strontium färbt sie rot und Barium weist eine grüne Flammenfärbung auf. Radium verbrennt kaminrot.

Typische Verbindungen der Erdalkalimetalle

Die Erdalkalimetalle gehen überwiegend Elektronenpaarbindungen ein (kovalente Bindung). Zu den typischen Verbindungen gehören: die Verbindung mit Sauerstoff (Oxide), mit Wasser (Hydroxide), mit Fluor (Fluoride), mit Chlor (Chloride), mit Salzen der Schwefelsäure (Sulfate oder Hydrogensulfate), mit Kohlenstoff (Carbonate), mit Nitraten, also mit Salzen der Salpetersäure (Dioxidohydroxidostickstoff) und mit Sulfiden (Sulfansalze).

Elemente der Erdalkaligruppe

Beryllium

Name  Beryllium
Symbol  Be
Ordnungszahl  4
Aussehen  weiß grau metallisch
CAS-Nummer  7440-41-7

Der französische Apotheker und Chemiker Louis Nicolas Vauquelin entdeckte 1797 bei der Analyse der Bestandteile des Edelsteins Beryll ein neues Element. Er veröffentlichte seine Entdeckung 1798. Aufgrund des süßlichen Geschmacks des Berylliumoxids wählte er den Namen Glucinium. Im September 1949 wurde das Element durch das »Council of the International Union of Pure and Applied Chemistry« (IUPAC) auf die eindeutigere Bezeichnung Beryllium umbenannt. Nur in Frankreich wird die alte Bezeichnung Glucinium (Gl) weiterhin offiziell benutzt.

 

Magnesium

Name  Magnesium
Symbol  Mg
Ordnungszahl  12
Aussehen  silbrig weiß
CAS-Nummer  7439-95-4

Im 18. Jahrhundert erforschte ein schottischer Physiker als erster die Verbindungen des chemischen Elements Magnesium. Joseph Black verdankt die Wissenschaft die Erkenntnis, dass Kalk und Magnesiumcarbonat nicht ein und dasselbe sind. Doch es währte noch mehr als hundert Jahre, ehe es Firmen in Frankreich und England gelang, Magnesium auf technischem Wege zu erzeugen. Einige Jahre vorher war es zunächst dem Franzosen Antoine Bussy und dann dem deutschen Chemiker Robert Wilhelm Bunsen gelungen, ein weitgehend reines Magnesium durch die Elektrolyse von Salzschmelzen herzustellen.

 

Calcium

Name  Calcium
Symbol  Ca
Ordnungszahl  20
Aussehen  silbrig weiß
CAS-Nummer  7440-70-2

Alle Stoffe dieser Erde, ob es sich um Gesteine, Metalle, Wasser, Farbstoffe, Luft, oder um Mond, Sonne und Sterne handelt, sind aufgelistete chemische Elemente im Periodensystem. Und unter den rund einhundert Elementen befindet sich auch das Element Calcium.

 

Strontium

Name  Strontium
Symbol  Sr
Ordnungszahl  38
Aussehen  silbrig weiß metallisch
CAS-Nummer  7440-24-6

1790 untersuchten Adair Crawford und William Cumberland ein Mineral aus dem schottischen Ort Strontian. Sie hielten es für lufthaltiges Baryt, fanden jedoch einige Unterschiede zu herkömmlichem Baryt. So entdeckten sie erstmals, dass es sich nicht, wie erwartet, um eine Bariumverbindung handelte. Es musste ein anderes, ihnen unbekanntes Element beteiligt sein.

 

Barium

Name  Barium
Symbol  Ba
Ordnungszahl  56
Aussehen  weiß grau metallisch
CAS-Nummer  7440-39-3

Barium (Ba), abgeleitet vom griechischen Wort für „schwer“, ist im Periodensystem an 56ter Stelle, in der sechsten Periode der zweiten Hauptgruppe zu finden. Aufgrund dieser Zuordnung zählt es zu den Erdalkalimetallen, zu welcher auch Calcium und Magnesium zählen.

 

Radium

 Name  Radium
Symbol  Ra
Ordnungszahl  88
 Aussehen  silbrig weiß metallisch
CAS-Nummer  7440-14-4

Das Element Radium wird den sogenannten Erdalkalielementen zugeordnet. Die Eheleute Curie fanden es, nachdem die Strahlung von Uran durch Becquerel untersucht wurde. Denn durch diesen Versuch bemerkten sie, dass sich in den sogenannten Pechblenden noch ein weiteres Element befand: das Radium. Der Name lässt sich vor allem durch die radioaktiven Eigenschaften des Elementes erklären.

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