2A Metais Alcalinos Terrosos

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Metais Alcalinos
Universidade Federal da Bahia
Instituto de Química
Departamento de Química Geral 
e inorgânica
Metais Alcalinos
Terrosos
Profa. Poliana M. M. de Almeida
Elementos Símbolo Configuração 
Eletrônica
Berílio Be [He] 2s2
Magnésio Mg [Ne] 3s2
Cálcio Ca [Ar] 4s2
Estrutura eletrônica
2A
Estrôncio Sr [Kr] 5s2
Bário Ba [Xe] 6s2
Rádio Ra [Rn] 7s2
• Configuração eletrônica da camada de valência é ns2
Logo, são + duros, + densos e menos reativos que os elementos do grupo 1.
• São grandes, mas menores que os correspondentes elementos do Grupo 1
• A carga adicional no núcleo (Z >) faz com que esta atraía mais fortemente os elétrons.
K
L
M
Au
m
en
ta
 o
 N
úm
er
o 
de
 C
am
ad
as
1s2 2s2 2p6 3s2
1s2 2s2
Tamanho dos átomos
2A
N
O
P
Au
m
en
ta
 o
 N
úm
er
o 
de
 C
am
ad
as
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
Força redutora 
• Os elementos do bloco s são fortes agentes redutores
Quanto maior o raio do elemento, mais fácil 
remover o(s) elétron (s) de valência 
MAT E0
Be - 1,85
M → M2+ + 2e-
Z = Z - S
Be4: 1s2, 2s2
2 Elétrons
que blindam
Zef = 4 – 2 ≈ 2
Mg12: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2
10 Elétrons
que blindam
Zef = 12 – 10 ≈ 2
2A
Be - 1,85
Mg - 2,37
Ca - 2,87
Sr - 2,89
Ba - 2,91
Ra - 2,92
Zef = Z - S
Baixo
E⁰
Alta tendência de sofrer oxidação
(perder elétrons)
Alta tendência para atuar
como agente redutor
Tamanho dos átomos e íons
M → M+ + e-
Quando dois elétrons externos são removidos
aumenta ainda mais a carga nuclear efetiva.
2A
aumenta ainda mais a carga nuclear efetiva.
 A camada eletrônica mais externa foi totalmente 
removida
 Com a remoção de um elétron, a carga positiva do 
núcleo passa a ser maior. Logo, serão atraídos mais 
fortemente pelo núcleo. Com isso, o tamanho diminui 
ainda mais. 
Átomos e seus respectivos CÁTIONS
Tamanho dos íons
Mg(s) Mg2+(g) + 2 e-
Z = 12
e- = 12
Z = 12
e- = 10
12Mg → 1s2 2s2 2p6 3s2
12Mg → 1s2 2s2 2p6
2A
Diminui o raio 
A carga nuclear mantém-se
 Reduz a repulsão
elétron-elétron (e-)
 Nuvem eletrônica diminui
OS CÁTIONS SÃO MENORES DO QUE SEUS ÁTOMOS GERADORES
Metais alcalinos terrosos.
Elemento Raio metálico (Å) Raio iônico (Å) d (g/cm3)
Be 1,12 0,31 1,85
Mg 1,60 0,72 1,74
Ca 1,97 1,00 1,55
Sr 2,15 1,18 2,63
Ba 2,22 1,35 3,62
Propriedades Gerais
2A
Ba 2,22 1,35 3,62
Densidades 
maiores que os 
metais do Grupo 1
(↑ Zef . Z > e S =).
Zef = Z - S
Z = 12
e- = 12 – 2 = 10
Z = 11
e- = 11 – 1 = 10
Tem um próton a 
mais, a nuvem 
eletrônica é mais 
retraída
Nᵒ elétronMg2+ = Nᵒ elétronNa+
ZMg2+ > ZNa+ → Zef do Mg2+ > Zef do Na+
Mg12: 1s2 2s2 2p6 3s2
Mg2+: 1s2 2s2 2p6
Na11: 1s2 2s2 2p6 3s1
Na+: 1s2 2s2 2p6
MAT2A P.F. (°C) P.E. (ºC) MA1A P.F. (°C) P.E. (ºC)
Be 1.287 2.500 Li 181,0 1347,0
Mg 649 1.105 Na 98,0 881,0
Ca 839 1.494 K 63,0 766,0
Sr 768 1.381 Rb 39,0 688,0
Propriedades Gerais
2A
Sr 768 1.381 Rb 39,0 688,0
Ba 727 1.850 Cs 28,5 705,0
 Energias de ligação são maiores (carga/raio).
 P.F e P.E. são muito mais elevados que os MA
P.F e P.E. não variam de modo regular → porque os metais 
assumem diferentes estruturas cristalinas.
M Energia de Ionização 
(kJ/mol)
1⁰ 2⁰ 3⁰
Be 899 1.757 14.847
*Mg 737 1.450 7.731
Ca 590 1.145 4.910
Propriedades Gerais
EI α 1
raio
 Lei de Coulomb
“A 3⁰ energia de 
*E.I. alta
↓
compostos 
covalentes
2A
Ca 590 1.145 4.910
Sr 549 1.064 ---
Carga nuclear se 
mantém 
constante, ∆ o n°
de elétrons
Processo 
endotérmicoZ = 12, e- = 12
Z = 12, e- = 11
Mg (g) + Energia → Mg+(g) + e- 1ᵒ EI = 738 kJmol-1
Mg+ (g) + Energia → Mg2+(g) + e- 2ᵒ EI = 1.451 kJmol-1
3ᵒ EI = 7.734 kJmol-1
1s2 2s2 2p6 3s2
1s2 2s2 2p6 3s1
“A 3⁰ energia de 
ionização é tão elevada 
que os íons M3+ nunca 
são formados”
Predominantemente
Iônico → ↓E.I.
M Energia de Ionização 
(KJ/mol)
1⁰ 2⁰ 3⁰
Be 899 1.757 14.847
*Mg 737 1.450 7.731
Propriedades Gerais
 Bilndagem dos elétrons 
internos.
 Remoção do 2⁰ e do 
3 ⁰ é mais difícil, pois 
2A
*Mg 737 1.450 7.731
Ca 590 1.145 4.910
Sr 549 1.064 ---
• O fato de formarem compostos iônicos, sugere que a energia liberada quando 
se forma o retículo cristalino (carga/raio) mais que compensa a energia 
necessária para produzir os íons.
3 ⁰ é mais difícil, pois 
envolve a remoção do 
elétrons mais interno.
↑ Tamanha ↓ E.I. → elementos mais básicos 
Energia de Ionização 
2A
Família 1A Família 2A
Os átomos são menores que os dos correspondentes elementos do Grupo 
1, os elétrons estão mais fortemente ligados, de modo que a energia 
necessária para remover o primeiro elétron é maior que dos MA
Propriedades Gerais
Eletronegatividade
EMAT > EMA
↑ΔE → Compostos iônicos
2A
↑ΔE → Compostos iônicos
Fortemente eletropositivos 
↓
Fracamente eletronegativos• Diferença entre as 
eletronegatividades entre 
1,7 a 1,8 
↓
Ligação 50% de 
caráter iônico
Energia de hidratação
2A
Família 1A
Família 2A
Relação 
carga/raio
ΔHhidratação dos MAT >> ΔHhidratação dos MA → ↓ raio ↑ carga
O n⁰ de moléculas de água diminui à medida que os íons se tornam maiores.
ΔHhidratação α 1/ raio
Solubilidade e hidratação
Condutividade iônica em solução aquosa:
Sr2+ > Ca2+ > Mg2+ > Be2+
2A
Raio do íon pequeno
Muito hidratado
Raio do hidratado grande
Difundirá lentamente
Raio do íon grande
Menos hidratado
Raio do hidratado menor
Difundirá rapidamente
Energia reticular
UR (kJmol-1)
M MO MCO3 MF2 MI2
Mg -3.923 -3.178 -2.906 - 2.292
Ca -3.517 -2.986 - 2.610 - 2.058
2A
Ca -3.517 -2.986 - 2.610 - 2.058
Sr - 3.312 - 2.718 - 2.459 ---
Ba -3.120 -2.614 - 2.367 ---
Solubilidade dos compostos
Energia reticular e Energia de hidratação
2A
ΔH = Hfinal - Hinicial
ΔH = HEnergia de rede – HHidratação
ΔHhidratação > ΔHrede
↓
Solúvel
ΔH rede > ΔHhidratação
↓
Insolúvel
2A
Propriedades Químicas
Reatividade com hidrogênio
M 
↓
2A
M = Ca, Sr e Ba → altas temperaturas (clivagem da ligação H-H)
M = Be e Mg → sintetizados por vias indiretas 
↓
bastante 
eletropositivos
Propriedades Químicas
Reatividade com água
Be não reage
2A
Be não reage
Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2 (água fria) 
Mg + H2O → Mg(OH)2 + H2 (água quente) 
Mg + H2O → MgO + H2
Propriedades Químicas
Reatividade com Oxigênio
2A
- 1+ 2
- 2+ 2
ÓXIDOS (NOX = - 2)
PERÓXIDOS (NOX = - 1)
• São bases fortes 
em solução 
aquosa.
• Monóxidos são sólidos iônicos
• São fortemente alcalinos, reagindo com água 
formando bases fortes.
Óxidos básicos + H2O → base 
Óxidos básicos + ácido → sal + H2O 
MgO + 2 HCl → MgCl2 + H2O
Antiácidos
Óxidos básicos + ácido → sal + H2O 
2A
1 CaO (g) + H2O (l) → Ca(OH)2 (aq)
Óxidos básicos + H2O → base 
Propriedades Químicas
Hidróxidos → antiácidos → base
Reação de neutralização: Hidróxido + ácido → sal + água
2A
2 HCl + Mg(OH)2 → MgCl2 + 2 H2O
Dibase: possui 
duas 
hidroxilas.
Reações com: Observações
Nitrogênio
3 M(s) + N2 (g) → M3N2 (s) Nitretos a altas temperaturas
Fósforo
Propriedades Químicas
Reatividade
2A
3 M + 2 P → M3P2 (s) Fosfetos a altas temperaturas
Enxofre
M + S → MS (s) Sulfetos
Flúor 
M + F2 → MF2 (s) Fluoretos
Cloro
M + Cl2 → MCl2 (s) Cloretos
Propriedades Gerais
 Metais
 Na natureza, são encontrados apenas associados a 
2A
outros átomos (nunca puro).
 São sólidos, coloridos (branco-prateado) e moles.
 Formam óxidos, sais e basesBerílio
• Não é muito comum, não é muito abundante
• Encontrado em pequenas quantidades em 
minerais do grupo dos silicatos, como berilo 
Bertrandita
Be Si O (OH)
2A
minerais do grupo dos silicatos, como berilo 
Be3Al2Si6O18 e fenacita Be2SiO4.
Cristal de esmeralda → Be3Al2(SiO3)6 Cristal de Água Marinha → Be3Al2Si6O18 Mineral Crisoberilio → BeAl2O4 Mineral Fenaquita 
BeAl2O4
Be4Si2O7(OH)2
Magnésio
2A
Mineral Fórmula
Dolomita MgCO3.CaCO3
Magnesita MgCO3
Epsomita MgSO4.7H2O
Kieserita MgSO4.H2O
Carnalita KCl.MgCl2.6H2O
Sulfatos
Explorada essencialmente 
como fonte de potássio
Dolomita 
Magnesita → MgCO3 Brucita → Mg(OH)2 Carnallita → KMgCl3.6(H2O)
Carnalita KCl.MgCl2.6H2O
Olivina (MgFe)2SiO4
Talco Mg3(OH)2Si4O10
Crisotilo Mg3(OH)4Si2O5
como fonte de potássio
Silicatos
Magnésio
2A
• O hidróxido (leite de magnésia), o cloreto, o sulfato (sal de Epsom) 
e o citrato são empregados em medicina, como laxantes e antiácido.
• Liga com o alumínio, empregando na produção de peças de avião 
e motores de automóveis e etc
• O pó de carbonato de magnésio (MgCO3) é utilizado por atletas como 
ginastas para eliminas o suor das mãos e segurar melhor os objetos.
Magnésio
2A
•Encontrado em alimentos como vegetais e cereais.
Cálcio
Presentes em rochas ou minerais, 
 Carbonatos (mármore, calcita, calcário e dolomita) e 
 Sulfatos (gipso, alabastro), 
2A
 Sulfatos (gipso, alabastro), 
 Fluorita (fluoreto), 
 Apatita (fluorfosfato do cálcio) e 
 Granito (rochas silicatadas).
Cálcio
2A
Suplementos de calcio:
 Carbonato de cálcio
 Citrato de cálcio
 Gluconato de cálcio
 Fosfato de cálcio
 Lactato de cálcio
Cálcio
• Carbonato de cálcio (cimento)
• Carboneto de cálcio (plásticos e gás do acetileno)
• Fosfato de cálcio (alimentação animal e nos adubos)
Cal hidratada → Ca(OH2)
2A
• Fosfato de cálcio (alimentação animal e nos adubos)
• Hidróxido de cálcio (giz de quadro-negro)
• Estearato de cálcio (pastéis de cera, cosméticos, 
plásticos e pinturas).
Estrôncio
• Abundante na natureza na forma de 
sulfatos (celestita) e carbonatos (estroncianita).
2A
Celestita → SrSO4 Estroncianita → SrCO3 
RANELATO DE ESTRÔNCIO
Age favorecendo a:
• Síntese dos componentes ósseos: matriz óssea, 
colágeno, glicoproteínas e proteoglicanos. Em 
outras palavras, tem a função de aumentar a massa 
óssea.
• Modelagem do tecido ósseo.
Osteoporose → Fragilidade nos ossos
Durante o tratamento deve-se ingerir 
suplemento de vitamina D e de cálcio
Indicado para mulheres após a menopausa e
homens com risco elevado de fratura
Estrôncio
• Usa-se o nitrato, carbonato ou sulfato de estrôncio para se 
produzir o espectro de cor vermelha em fogos de artifício.
2A
• Fabricação de cerâmicas, lâmpadas fluorescentes (fosfato), e 
medicamentos na forma de cloreto e peróxido.
Bário
• Encontrado no mineral barita
• Tratamento do câncer.
2A
Sulfato de bário (barita)
É uma combinação de sulfato de bário em pó e um líquido dado 
aos pacientes antes de raios-X ou de tomografia 
computadorizada da área gastrointestinal.
SULFATO DE BÁRIO
Tomografia com contraste
Substâncias radiodensas
capazes de melhorar a 
“Injeção do contraste” 
Substâncias que são capazes 
de absorver raios X e 
quando introduzidas no corpo 
permite a visualização de 
estruturas
definição das imagens 
obtidas em exames 
radiológicos.
“Meio de contraste” 
Bário
• São usados, em pequenas quantidades, para a produção 
de tintas e vidros. Na composição de lâmpadas 
fluorescentes.
• Coloração verde em fogos de artifícios.
2A
Rádio
• Metal radioativo
• Encontrado em minerais de urânio
• É luminescente, produzindo uma coloração azul fraca.
2A
• É luminescente, produzindo uma coloração azul fraca.
Radiobarita
Mineral que contém Ra 
em maior concentração
Pechblenda
Rádio
• Usado como tinta luminescente em mostradores de 
relógios → Uso foi interrompido (década de 20) → devido a morte
de dezenas de usuários. Posteriormente, os efeitos adversos da 
radioatividade passam a serem conhecidos e popularizados.
2A
• Usado em medicina para produzir o gás radônio, usado para o 
tratamento do câncer.
• Câncer → medicamento à base desse metal.