Metais-Alcalino-Terrosos

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18/01/2014 
1 
Profa. Dra. Flaviana Tavares Vieira 
flaviana.tavares@ufvjm.edu.br 
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri 
Instituto de Ciência e Tecnologia 
Diamantina - MG 
Elementos do Bloco “s” Metais Alcalinos Terrosos 
Profa. Dra. Flaviana Tavares Vieira 
flaviana.tavares@ufvjm.edu.br 
Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri 
Bacharelado em Ciência e Tecnologia 
Diamantina - MG 
3 
I. Elementos do Grupo 2A 
 
II. Propriedades dos Metais Alcalinos Terrosos 
 
III. Compostos de Be, Mg e Ca 
 
 
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Por que eles têm esse nome? 
6 
-São encontrados na terra; 
 
-Possuem propriedades básicas (alcalinas). 
 
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Elementos do Grupo 2A – 
Metais Alcalinos Terrosos 
*Apresentam as mesmas propriedades que foram 
observadas no Grupo 1. 
 
-Exceção: Be 
 Motivo: tamanho pequeno e semelhanças em diagonal 
 
* Mais duros e mais densos do que os metais alcalinos. 
 
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Elementos do Grupo 2A – 
Metais Alcalinos Terrosos 
-São divalentes; 
-Formam compostos iônicos e incolores; 
-Os óxidos e hidróxidos são menos básicos que os do 
grupo 1; 
 
- A química é dominada pela perda de dois elétrons s: 
 M M2+ + 2e- 
 
 Mg(s) + Cl2(g) MgCl2(s) 
 
 2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s) 
-Todos os elementos do grupo 2 possuem 2 
elétrons s no nível eletrônico mais externo. 
 
-Ignorando os níveis internos preenchidos, as suas 
estruturas eletrônicas podem ser representadas 
como: 2s2, 3s2, 4s2, 5s2, 6s2,7s2 
 
9 10 
11 
-Usado na obtenção de ligas com outros 
 metais. 
 
-A adição de 2% de Be ao metal Cu aumenta sua 
resistência. 
 
-Uma liga de Be e Ni é utilizada na fabricação de molas 
e contatos elétricos. Tanto o Be como o BeO (este tem 
propriedades cerâmicas) foram usados em reatores 
nucleares. 
-Usado para fabricar as janelas dos tubos de raios-X: 
possui densidade eletrônica baixa, logo possui baixa 
capacidade de absorção. 
-Be: não é muito comum (2ppm) 
 -difícil extração 
 -encontrado em minerais do grupo dos silicatos 
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Berilo 
Be3Al2Si6O18 
Fenacita 
Be2SiO4 
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* A pedra preciosa esmeralda tema mesma fórmula 
mínima do berilo, mas contém pequenas 
quantidades de cromo (responsável pela cor 
verde). 
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Esmeralda bruta Esmeralda polida 
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•Fogos de artifício. 
•Lâmpadas “flash” – brancas. 
•A falta no organismo, pode provocar 
 “delirium tremens” 
-Mg: 6o elemento mais abundante da crosta 
 -sais de Mg são dissolvidos na água do mar 
na proporção de 0,13% 
 -montanhas inteiras são constituídas do 
 mineral dolomita 
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Dolomitas – Itália 
MgCO3.CaCO3 
Magnesita 
MgCO3 
Epsomita 
MgSO4. 7H2O 
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-Mg: 
 -metal estrutural leve, 
 -extremamente importante por causa de sua baixa 
densidade (1,74 g/ml, comparado com o aço 7,8 g/mL 
ou o Al 2,7 g/mL), 
 -forma muitas ligas binárias, 
 -O metal e suas ligas podem ser fundidos, trabalhados 
e soldados com facilidade, 
 -É utilizado na fabricação de aeronaves, peças de 
avião e motores de automóveis, 
 -A adição de 5% de Mg ao Al melhora as qualidades 
deste. 
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-Gesso, mármore e na cal; 
-Essencial ao organismo: ossos 
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Reações envolvendo o cálcio 
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-Ca: constituinte de diversos minerais 
 -montanhas de calcário e mármore 
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Penhasco branco 
Dover - Inglaterra 
-Embora o calcário seja tipicamente branco, em muitos 
locais ele apresenta coloração amarela, laranja ou 
marrom, devido a presença de quantidades-traço de ferro. 
-O calcário é importante comercialmente como fonte de 
cal. 
Montanha de mármore 
Toscânia - Itália 
-A aragonita tem, geralmente, a cor amarela ou 
vermelha acastanhada, explicando a cor da 
paisagem da região do mar vermelho, Bahamas e 
rochedos da Flórida. 
20 
Aragonita – CaCO3 
Estrutura ortorrômbica 
Calcita – CaCO3 
Estrutura romboédrica 
-Gesso: 
 -uso como revestimento; 
 -no Vale dos Reis – Egito – as paredes das tumbas 
de Tutancamon e de outros reis foram revestidas 
com CaSO4 e depois gravadas com hieróglifos. 
 
 
 
 
 
 
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-Compostos de Sr são utilizados em fogos de 
artifício (cor vermelha). 
-Sr: 
 -menos abundante 
 -ocorre na forma de minério concentrado 
 -minerado como celestita e estroncianita 
 
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Celestita 
SrSO4 
Estroncianita 
SrCO3 
-O BaSO4 é tão insolúvel que embora Ba2+ seja tóxico, 
o BaSO4 pode ser ingerido sem perigo. 
 
-Por esse fato e, considerando que íons Ba2+ refletem 
fortemente os raios-x, BaSO4 é aplicado na medicina em 
radiografias; 
-Estruturas interiores do corpo podem ser claramente 
caracterizadas porque o BaSO4 é opaco aos raios-x. 
 
-Seu nitrato dá cor verde aos fogos de artifício. 
 
-Nos exames de raio X de estômago e 
intestinos, é usado seu sulfato. 
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-Ba: 
 -menos abundante 
 -obtido como barita 
 
 
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Barita 
BaSO4 
Composto usado em pintura de telas 
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-Radioativo. 
-A mistura de brometo de rádio com 
sulfeto de zinco é usada em relógios e 
tintas fluorescentes. 
-Ra: 
 -raro 
 -radiativo 
 -isolado pela 1a vez por Pierre e Marie Curie 
 -já foi usado no tratamento radioterápico do câncer 
 
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Pechblenda – minério de urânio 
de onde o rádio é extraído 
Pierre e Marie Curie 
Características Gerais 
-O Be difere dos demais elementos do grupo, pois o 
átomo e o íon são bastante pequenos, sendo o 
aumento relativo do Be2+ para o Mg2+, 4 vezes 
maior que do Li+ para o Na+. 
 
-O Be não reage com água. 
 
-O Mg reagirá apenas com água quente. 
 
-Do Ca em diante (reação exotérmica): 
Ca(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(aq) + H2(g) 
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Generalizando: 
-São também muito reativos, reagindo com a água 
espontaneamente mas de forma menos violenta 
do que os metais alcalinos, razão pela qual não 
existem no estado livre na natureza. 
 
-Esta reatividade aumenta ao longo do grupo, 
porque os elétrons de valência estão cada mais 
afastados da atração do núcleo, saindo assim com 
maior facilidade. 
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Algumas Propriedades dos Metais 
Alcalinos Terrosos 
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-Os metais do grupo 2 não podem ser obtidos 
facilmente por redução química, porque eles 
próprios são fortes agentes redutores; 
 
-São fortemente eletropositivos; 
 
-Todos os metais podem ser obtidos por eletrólise 
de seus cloretos. 
33 
Obtenção do Mg 
-Antigamente o Mg era preparado aquecendo-se MgO 
com C a 2000oC. 
-Nessa temperatura o C é capaz de reduzir o MgO. 
-A mistura gasosa de Mg e CO era resfriada rapidamente 
para se obter o metal 
-Resfriamento por “choque” era necessário pois a reação 
é reversível. 
-Se a mistura fosse resfriada lentamente, a posição do 
equilíbrio se deslocaria mais para a esquerda: 
 
 
MgO + C ↔ Mg + CO 
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Obtenção do Mg 
-Atualmente o Mg é produzido por redução a altas 
temperaturas e por eletrólise. 
 
-Processo Pidgeon, o Mg é produzido pela redução da 
dolomita calcinada com liga ferrossilício a 1150oC, a pressão 
reduzida. 
 
[CaCO3.MgCO3] CaO.MgO Mg+Ca2SiO4 + Fe 
 
-A eletrólise pode ser efetuada com MgCl2 fundido ou com 
MgCl2 parcialmente hidratado. 
Processo Dow de extração da água do mar 
35 
-A água do mar contém cerca de 0,13% de íons Mg2+ e 
a extração do Mg depende do fato de se o Mg(OH)2 
muito menos solúvel que o Ca(OH)2.-Quando cal hidratada é adicionada a água do mar, os 
íons Ca2+ vão para a fase aquosa enquanto o Mg(OH)2 
é precipitado. 
 
-Este é filtrado, tratado com HCl para formar o cloreto 
de magnésio e eletrolisado 
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-Os átomos dos elementos do grupo 2 são grandes, mas 
menores que os correspondentes do grupo 1, pois a carga 
adicional no núcleo faz com que esta atraia mais 
fortemente os elétrons. 
 
-Os íons são grandes, mas são menores que os dos 
correspondentes do grupo 1, porque a retirada de 2 
elétrons aumenta ainda mais a carga nuclear efetiva. 
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-Metais do grupo 2 possuem 2 elétrons de valência que 
podem participar de ligações metálicas, os metais alcalinos 
possuem apenas 1. 
 
-Em conseqüência os metais do grupo 2 são: 
 -mais duros, 
 -energias de ligação são maiores, 
 -pontos de fusão e ebulição muito mais elevados 
que os dos metais do grupo 1. 
Grupo 2 P.f oC P.e. oC Grupo 1 P.f oC P.e. oC 
Be 1287 2500 Li 181 1347 
Mg 649 1105 Na 98 881 
Ca 839 1494 K 63 766 
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-A terceira energia de ionização é tão elevada que os íons 
M3+ nunca são formados. 
 
-A energia de ionização do Be2+ é alta, sendo seus 
compostos tipicamente covalentes. 
 
-Os compostos formados pelo Mg, Ca, Sr e Ba são 
predominantemente iônicos. 
 
-Como os átomos são menores que os do grupo 1, os 
elétrons estão mais fortemente ligados, de modo que a 
energia necessária para remover o primeiro elétron é maior 
que dos elementos do grupo 1. 40 
-Os valores de eletronegatividade dos elementos 
do grupo 2 são baixos, mas maiores que os do 
grupo 1. 
 
-A eletronegatividade do Be é maior que dos 
demais elementos. 
 
 
-A energias de hidratação dos íons do grupo 2 são de 4 a 
5 vezes maiores que as de seus correspondentes no 
grupo 1. 
 
 
-Isso se deve ao seu menor tamanho e sua maior carga. 
 
 
-Os valores de Δhhid aumentam de cima para baixo 
dentro do grupo, à medida que o tamanho do íon 
aumenta. 
 
-Os compostos do grupo 2 contem mais moléculas de 
água de hidratação que os correspondentes compostos 
do grupo 1. 
 
-Ex.: NaCl e KCl são anidro mas, MgCl2.6H2O, 
CaCl2.6H2O e BaCl2.2H2O possuem águas de 
cristalização. 
 
-O número de águas de cristalização diminui a medida 
que os íons se tornam maiores. 
 
-Todos os compostos são diamagnéticos e incolores, a 
não ser que o ânion seja colorido. 
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-O Be difere dos demais elementos do grupo por 3 
motivos: 
1. É pequeno: íons pequenos de carga elevada tendem a 
formar compostos covalentes. 
 
2. Possue eletronegatividade elevada: quando o Be reage 
com outros átomos, a diferença de eletronegatividade 
raramente é grande, o que favorece a formação de 
compostos covalentes. 
43 
3. O Be está no 2º período da T.P., de modo que o 
nível eletrônico mais externo comporta no 
máximo 8 elétrons. 
 
 -Os orbitais disponíveis para ligação são o 2s e 
os 3 orbitais 2p. Portanto o Be pode formar no 
máximo 4 ligações convencionais. O nox=4. 
 
 -Compostos anidro de Be apresentam 
predominantemente 2 ligações covalentes, tal 
que moléculas do tipo BeX2 deveriam ser 
lineares. 
44 
-Na realidade, moléculas lineares só existem na fase gasosa, 
pois o arranjo eletrônico não preenche o nível eletrônico 
mais externo. 
 
-No estado sólido o Be sempre se encontra com nox=4. 
NC = 4 
-Moléculas BeX2 podem polimerizar-se, formando cadeias 
contendo átomos de halogênios em ponte, por exemplo 
(BeF2)n, (BeCl2)n. 
 
-Cada átomo de halogênio forma uma ligação covalente 
normal e utiliza um par de elétrons livres para formar uma 
ligação coordenada. 
-A solubilidade da maioria dos sais diminui com o 
aumento do peso atômico. 
 
-Observa-se a tendência inversa no caso dos fluoretos e 
hidróxidos deste grupo. 
 
-A solubilidade depende da energia reticular do sólido e 
da energia de hidratação dos íons. 
 
-Considerando-se um íon negativo qualquer, a energia 
reticular decresce à medida que aumenta o tamanho 
do metal. 
 
47 
-A energia de hidratação também diminui à medida que 
os íons metálicos se tornam maiores. 
 
-A solubilidade depende da energia reticular do sólido e 
da energia de hidratação dos íons. 
 
-Considere um grupo de compostos correlatos, por ex. 
os cloretos de todos os metais do grupo 2. 
 
-Descendo pelo grupo os íons se tornam maiores, de 
modo que tanto a energia de hidratação como a 
energia reticular se tornam cada vez menores. 
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-Na maioria dos casos, a energia de hidratação decresce 
mais rapidamente que a energia de reticular: logo os 
compostos se tornam menos solúveis à medida que o 
metal aumenta de tamanho. 
 
-No caso dos fluoretos e dos hidróxidos, a energia 
reticular diminui mais rapidamente que a energia de 
hidratação, de modo que a solubilidade desses 
compostos aumenta de cima para baixo dentro do 
grupo. 
49 
-Todos esses metais se dissolvem na amônia líquida, tal 
como os do grupo 1. 
 
-Soluções diluídas são de coloração azul brilhante. 
 
-Soluções concentradas tem cor bronze, por causa da 
formação de agregados metálicos (clusters) 
50 
-O potencial de redução do Be é muito menor que 
aqueles dos demais elementos do grupo, isto, isto 
indica que o Be é muito menos eletropositivo 
(menos metálico) que os outros elementos do grupo 
e não reage com água. 
 
-Há dúvidas se ele reage com vapor d`água para 
formar o BeO, ou se não reage com água nem 
mesmo nessas condições. 
51 
-O Be(OH)2 é anfótero, mas os hidróxidos de Mg, 
Ca, Sr e Ba são básicos. 
 
-A força da base aumenta do Mg ao Ba, logo os 
elementos do grupo 2 apresentam o aumento de 
suas propriedades básicas, de cima para baixo no 
grupo. 
52 
-A água dura contém carbonatos, bicarbonatos ou 
sulfatos de Mg e de Ca dissolvidos. 
 
-A água dura dificulta a formação de espuma ao se 
utilizar sabões. 
 
-Os íons Ca2+ e Mg2+ reagem com o íon estearato do 
sabão, gerando uma escuma insolúvel antes da 
formação de qualquer espuma. 
 
-A água dura também forma depósitos insolúveis em 
tubulações de água e caldeiras. 
53 54 
-A “dureza temporária” é decorrente da presença de 
Mg(HCO3)2 e Ca(HCO3)2. 
 
-Ela é chamada de temporária porque pode ser 
eliminada pela fervura, o que expulsa o CO2 e desloca o 
equilíbrio. 
2HCO3- ↔ CO2-3 + CO2 + H2O 
 
-Assim os bicarbonatos se decompõem aos carbonatos, 
precipitando o carbonato de cálcio. 
 
-Se for filtrado ou removido por sedimentação, a água 
estará livre da dureza. 
 
 
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-A “dureza temporária” também pode ser eliminada 
adicionando-se cal hidratada para precipitar o carbonato 
de cálcio. 
 
-Esse processo é denominado “depuração com cal”. 
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ↔ 2CaCO3 + H2O 
 
 
56 
-A “dureza permanente” não pode ser eliminada por 
fervura. 
 
-Ela decorre da presença de MgSO4 ou CaSO4 na 
solução. 
 
-Pequenas quantidades de água pura podem ser obtidas 
no laboratório por destilação ou passagem através de 
uma coluna de resina de troca-iônica, onde os íons Ca2+ 
e Mg2+ são substituídos por Na+ . 
 
-Os íons Na+ não afetam a capacidade dos sabões 
produzirem espuma. 
 
 
-Todos os metais do grupo 2 reagem com ácido 
liberando H2, embora o Be reaja lentamente. 
 
-Be reage com NaOH. 
 
-Mg, Ca, Sr e Ba não reagem com NaOH. 
57 
-Todos os elementos desse grupo queimam em 
atmosfera de O2 formando óxidos. 
-O metal Be é relativamente inerte, não reagindo abaixo 
de 600oC-Os elementos também queimam ao ar formando uma 
mistura de óxido e nitreto. 
-Os peróxidos são formados com facilidade e a 
estabilidade cresce à medida que os íons metálicos se 
tornam maiores 
58 
-Os peróxidos são formados com facilidade e a 
estabilidade cresce à medida que os íons metálicos se 
tornam maiores. 
 
-O peróxido de bário, BaO2, é obtido passando-se ar 
sobre BaO, a 500oC. 
-O SrO2 também pode ser obtido por um método 
análogo, mas requer elevada temperatura e pressão. 
-O CaO2 não pode ser obtido dessa maneira, mas pode 
ser preparado na forma de hidrato, tratando-se 
Ca(OH)2 com H2O2, seguido da desidratação do 
produto. 
-Não se conhece o peróxido de berílio. 
59 
-A solubilidade dos sulfatos em água diminui ao se 
descer pelo grupo. 
 
-BeSO4 e MgSO4 são solúveis, mas CaSO4 é pouco 
solúvel e os sulfatos de Sr, Ba e Ra são 
praticamente insolúveis. 
60 
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-Todos os nitratos desses metais podem ser 
preparados em solução e cristalizados como sais 
hidratados, pela reação de HNO3 com os 
carbonatos, óxidos ou hidróxidos 
correspondentes. 
61 
-Mg, Ca, Sr e Ba reagem com hidrogênio formando os 
hidretos, MH2, correspondentes. 
 
-BeH2 é difícil de se preparar e é menos estável que os 
demais. 
 
-Todos os hidretos são agentes redutores e são 
hidrolisados por água e ácidos diluídos, com 
liberação de hidrogênio. 
CaH2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + 2H2 
62 
-Os haletos, MX2, podem ser obtidos aquecendo-se 
os metais com o halogênio, ou reagindo-se os 
metais ou seus carbonatos com um ácido 
halogenídrico. 
 
-Todos os haletos são higroscópicos (absorvem 
vapor de água do ar) 
63 
-Todos os elementos metais alcalinos terrosos 
queimam em atmosfera de nitrogênio formando 
nitretos iônicos, M3N2. 
 
-Esse comportamento contratasta com o do grupo 1 
onde somente o Li forma nitreto. 
64 
-Os metais do grupo 2 formam carbetos iônicos de 
fórmula MC2. 
 
-Mg, Ca, Sr e Ba formam carbetos quando os metais 
são aquecidos com C num forno elétrico. 
65 
-Os sulfatos de Ca, Sr e Ba são insolúveis e os 
carbonatos, oxalatos, cromatos e fluoretos de 
todos os elementos deste grupo são insolúveis. 
66 
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-O Be apresenta propriedades diferentes daquelas 
dos demais elementos do grupo 2 e se assemelha 
diagonalmente com o Al. 
-Be é muito pequeno 
-Tem densidade de carga elevada 
-apresenta grande tendência a covalência 
-p.f. de seus compostos é baixo 
-todos os haletos são solúveis em solventes 
orgânicos e se hidrolizam em água 
67 68 
-Haletos de Be são deficientes em elétrons e 
poliméricos, mas com átomos de halogênio em 
ponte. 
 
-Os sais de Be se incluem entre os mais solúveis 
que se conhecem. 
 
-Observa-se uma relação diagonal entre o Be e o 
Al, tal como o Li e o Mg, esse comportamento 
decorre principalmente da similaridade entre o 
tamanho de seus átomos e íons. 
Referências Bibliográficas 
-SHRIVER, D.F.; ATKINS, P.W. Química Inorgânica. 
4ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. 
 
-LEE, J. D. Química inorgânica não tão concisa. 5.ed. 
São Paulo: Edgard Blucher, 1999. 
 
-ATKINS, P.W.; JONES, L. Princípios de Química. 3ª 
ed. Porto Alegre: Bookman, 2007. 
 
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