خصائص الفلزات القلوية الترابية

الفلزات القلوية الأرضية، هي المجموعة الثانية في الجدول الدوري، وهي عبارة عن مجموعة من العناصر الكيميائية ذات خصائص متشابهة كاللمعان، وتعرف أنها معادن فضية بيضاء، تفاعلية إلى حد ما عند درجة الحرارة والضغط القياسيين، تفقد بسهولة إلكترونين المدار الأخير الخارجيين لتكوين الكاتيونات بشحنة مقدارها +2.

معلومات عامة عن الفلزات القلوية الترابية:

• الاتجاه العام والنظور العام لطاقة التأين في الجدول الدوري للفلزات القلوية الترابية، يظهر تناقص في قيم طاقة التأين الأولى IE1 وطاقة التأين الثانية IE2؛ أي أنه كلما انتقلنا إلى أسفل هذه المجموعة تتناقص قيمة طاقتي التأين الأولى والثانية. هنالك شذوذ عند الانتقال من الباريوم Ba إلى الراديوم Ra فأنه يحدث زيادة في طاقات التأين الأولى والثانية ويعزى ذلك إلى الديناميكا الحرارية، حيث أن 6s يعطي تأثير الزوج الخامل (thermodynamic 6s inert pair effect).

• النشاط الإشعاعي المكثف للراديوم Ra جعل أنه من المستحيل الحصول على جميع البيانات الخاصة بهذا العنصر.

• القيم العالية لـطاقة التأين الثالثة IE3 تمنع تكوين أيونات (+M3).

• نقلا عن قيمة الريون للبريليوم يفترض أن أيون(+Be2) موجود في كل من (BeF2 و BeO) وهو افتراض مشكوك فيه.

• لا توجد تفسيرات بسيطة لما هو غير منتظم ضمن المجموعة من الاختلافات في الخصائص مثل نقاط الانصهار و ΔaHo.

• كثافاتها قليلة مقارنة مع باقي العناصر إلا عناصر المجموعة الأولى التي تسمى بالفلزات القلوية.

• عنصري المغنيسيوم والكالسيوم هما أكثر العناصر وفرة بين عناصر المجموعة الثانية وهما موجودان في كل مكان ويعتبران ضروريان لجميع الكائنات الحية المعروفة.

• تحتوي جميع المعادن القلوية الترابية باستثناء المغنيسيوم والسترونتيوم على نظير مشع واحد على الأقل طبيعي.

• تعرف بامتلاكها درجات انصهار منخفضة.

• تعرف بامتلاكها درجات غليان منخفضة.

• جميع عناصر المجموعة الثانية المكتشفة وهي المعادن الأرضية القلوية تظهر في الطبيعة.

النظائر المشعة:

النظير 90-Sr هو باعث من نوع بيتا يمتلك زمن نصفي (½t) يساوي 29.1 سنة وانشطار هذا النظير ينتج اليورانيوم. في حالة وجود كارثة طاقة نووية من خلال إلقاء النفايات النووية من المصانع هناك خطر من أن العشب قد يتلوث بالنظير 90-Sr، بالتالي قد يصل هذا التلوث إلى الحليب ويمكن أن يتم دمجه مع معدن الكالسيوم ومعدن الفوسفات في العظم، وهذا سيء للجسم. يتم تشكيل وإنتاج النظير 90-Sr كمنتج انشطار لليورانيوم 235-U.

الخصائص الفيزيائية للفلزات القلوية الترابية:

خصائص البريليوم:

• رمزه الكيميائي (Be).

• العدد الذري يساوي 4.

• التوزيع الإلكتروني [He]2s2.

• درجة الانصهار تساوي 1560كلفن.

• درجة الغليان تساوي تقريبا 3040 كلفن.

• الإنثالبي (ΔHat)عند 298.15 كلفن تساوي 324 كيلو جول لكل مول.

• المحتوى الحراري للانصهار عند ظروف ثابتة أو ما يسمى Standard ΔHْ fus تساوي 7.9 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الأولى IE1 تساوي 899.5 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثانية IE2 تساوي 1757 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثالثة IE3 تساوي 14850 كيلو جول لكل مول.

• نصف القطر المعدني (r_metal) يساوي 112 بيكرومتر.

• نصف القطر الأيوني ( r_ion) يساوي 27 بيكرومتر.

• طاقة الانثالبي (+Standard enthalpy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 2500- كيلو جول لكل مول.

• طاقة الانتروبي(+Standard entropy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 300- كيلو جول لكل مول*كلفن.

• الجهد الاختزالي المعياري Eo تساوي 1.85- فولت.

خصائص المغنيسوم:

• رمزه الكيميائي (Mg).

• العدد الذري يساوي 12.

• التوزيع الإلكتروني [Ne]3s2.

• درجة الانصهار تساوي 923 كلفن.

• درجة الغليان تساوي 1380 كلفن.

• الإنثالبي (ΔHat)عند 298.15 كلفن تساوي 146 كيلو جول لكل مول.

• المحتوى الحراري للانصهار عند ظروف ثابتة أو ما يسمى Standard ΔHْ fus تساوي 8.5 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الأولى IE1 تساوي 737.7 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثانية IE2 تساوي 1451 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثالثة IE3 تساوي 7733 كيلو جول لكل مول.

• نصف القطر المعدني (r_metal) يساوي 160 بيكرومتر.

• نصف القطر الأيوني ( r_ion) يساوي 72 بيكرومتر.

• طاقة الانثالبي (+Standard enthalpy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 1931- كيلو جول لكل مول.

• طاقة الانتروبي(+Standard entropy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 320- كيلو جول لكل مول*كلفن.

• الجهد الاختزالي المعياري Eo تساوي 2.37- فولت.

خصائص الكالسيوم:

• رمزه الكيميائي (Ca).

• العدد الذري يساوي 20.

• التوزيع الإلكتروني [Ar]4s2.

• درجة الانصهار تساوي 1115 كلفن.

• درجة الغليان تساوي 1757 كلفن.

• الإنثالبي (ΔHat)عند 298.15 كلفن تساوي 178 كيلو جول لكل مول.

• المحتوى الحراري للانصهار عند ظروف ثابتة أو ما يسمى Standard ΔHْ fus تساوي 8.5 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الأولى IE1 تساوي 589.8 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثانية IE2 تساوي 1145 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثالثة IE3 تساوي 4912 كيلو جول لكل مول.

• نصف القطر المعدني (r_metal) يساوي 197 بيكرومتر.

• نصف القطر الأيوني ( r_ion) يساوي 100 بيكرومتر.

• طاقة الانثالبي (+Standard enthalpy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 1586- كيلو جول لكل مول.

• طاقة الانتروبي (+Standard entropy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 230- كيلو جول لكل مول*كلفن.

• الجهد الاختزالي المعياري Eo تساوي 2.87- فولت.

خصائص السترونتيوم:

• رمزه الكيميائي (Sr).

• العدد الذري يساوي 38.

• التوزيع الإلكتروني [Kr]5s2.

• درجة الانصهار تساوي 1040 كلفن.

• درجة الغليان تساوي 1657 كلفن.

• الإنثالبي (ΔHat)عند 298.15 كلفن تساوي 164 كيلو جول لكل مول.

• المحتوى الحراري للانصهار عند ظروف ثابتة أو ما يسمى Standard ΔHْ fus تساوي 7.4 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الأولى IE1 تساوي 549.5 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثانية IE2 تساوي 1064 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثالثة IE3 تساوي 4138 كيلو جول لكل مول.

• نصف القطر المعدني (r_metal) يساوي 215 بيكرومتر.

• نصف القطر الأيوني ( r_ion) يساوي 126 بيكرومتر.

• طاقة الانثالبي (+Standard enthalpy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 1456- كيلو جول لكل مول.

• طاقة الانتروبي (+Standard entropy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 220- كيلو جول لكل مول*كلفن.

• الجهد الاختزالي المعياري Eo تساوي 2.89- فولت.

خصائص الباريوم:

• رمزه الكيميائي (Ba).

• العدد الذري يساوي 56.

• التوزيع الإلكتروني [Xe]6s2.

• درجة الانصهار تساوي 1000 كلفن.

• درجة الغليان تساوي 1913 كلفن.

• الإنثالبي (ΔHat)عند 298.15 كلفن تساوي 178 كيلو جول لكل مول.

• المحتوى الحراري للانصهار عند ظروف ثابتة أو ما يسمى Standard ΔHْ fus تساوي 7.1 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الأولى IE1 تساوي 502.8 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثانية IE2 تساوي 965.2 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثالثة IE3 تساوي 3619 كيلو جول لكل مول.

• نصف القطر المعدني (r_metal) يساوي 224 بيكرومتر.

• نصف القطر الأيوني ( r_ion) يساوي 142 بيكرومتر.

• طاقة الانثالبي (+Standard enthalpy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 1316- كيلو جول لكل مول.

• طاقة الانتروبي (+Standard entropy of hydration of M2) عند درجة حرارة 298 كلفن تساوي 200- كيلو جول لكل مول*كلفن.

• الجهد الاختزالي المعياري Eo تساوي 2.90- فولت.

خصائص الراديوم:

• رمزه الكيميائي (Ra).

• العدد الذري يساوي 88.

• التوزيع الإلكتروني [Rn]7s2.

• درجة الانصهار تساوي 973 كلفن.

• درجة الغليان تساوي 1413 كلفن.

• الإنثالبي (ΔHat)عند 298.15 كلفن تساوي 130 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الأولى IE1 تساوي 509.3 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثانية IE2 تساوي 979.0 كيلو جول لكل مول.

• طاقة التأين الثالثة IE3 تساوي 3300 كيلو جول لكل مول.

• نصف القطر الأيوني ( r_ion) يساوي 148بيكرومتر.

• الجهد الاختزالي المعياري Eo تساوي 2.92- فولت.