เหตุใดจึงเรียกว่าโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ? โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ (เกรด 9) − กรดซัลฟิวริกเข้มข้น
คุณสมบัติของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
คุณสมบัติทางกายภาพ
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ (เมื่อเทียบกับโลหะอัลคาไล) มีอุณหภูมิสูงกว่า และจุดเดือด ศักย์ไฟฟ้าไอออไนเซชัน ความหนาแน่นและความแข็ง
คุณสมบัติทางเคมี
1. มีปฏิกิริยามาก
2. มีเวเลนซ์เป็นบวกเป็น +2
3. ทำปฏิกิริยากับน้ำที่อุณหภูมิห้อง (ยกเว้น Be) เพื่อปล่อยไฮโดรเจน
4. มีความสัมพันธ์กับออกซิเจนสูง (ตัวรีดิวซ์)
5. ด้วยไฮโดรเจนพวกมันจะเกิดไฮไดรด์คล้ายเกลือ EH 2
6. ออกไซด์มีสูตรทั่วไปคือ EO แนวโน้มที่จะเกิดเปอร์ออกไซด์นั้นเด่นชัดน้อยกว่าโลหะอัลคาไล
อยู่ในธรรมชาติ
3BeO ∙ อัล 2 O 3 ∙ 6SiO 2 เบริล
มก
MgCO 3 แมกนีไซต์
CaCO 3 ∙ MgCO 3 โดโลไมต์
KCl ∙ MgSO 4 ∙ 3H 2 O ไคไนต์
KCl ∙ MgCl 2 ∙ 6H 2 O คาร์นัลไลท์
CaCO 3 แคลไซต์ (หินปูน หินอ่อน ฯลฯ)
Ca 3 (PO 4) 2 อะพาไทต์, ฟอสฟอไรต์
CaSO 4 ∙ 2H 2 O ยิปซั่ม
CaSO 4 แอนไฮไดรต์
CaF 2 ฟลูออร์สปาร์ (ฟลูออไรต์)
ซีเอสโอ 4 เซเลสทีน
SrCO 3 สตรอนเทียนไนต์
BaSO 4 แบไรท์
BaCO 3 เหี่ยวเฉา
ใบเสร็จ
เบริลเลียมได้มาจากการลดฟลูออไรด์:
BeF 2 + Mgฟอล t ∙ Be + MgF 2
แบเรียมได้มาจากการลดออกไซด์:
3BaO + 2Al4 เสื้อ 4Ba + อัล 2 O 3
โลหะที่เหลือจะได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์ที่ละลาย:
CaCl 2 = Ca + Cl 2 ╜
แคโทด: Ca 2+ + 2ē = Ca 0
ขั้วบวก: 2Cl - - 2ē = Cl 0 2
MgO + C = Mg + CO
โลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II เป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่ง สารประกอบแสดงสถานะออกซิเดชัน +2 เท่านั้น กิจกรรมของโลหะและความสามารถในการรีดิวซ์เพิ่มขึ้นในชุดนี้: Be Mg Ca Sr Ba╝
1. ปฏิกิริยากับน้ำ
ภายใต้สภาวะปกติ พื้นผิวของ Be และ Mg ถูกปกคลุมด้วยฟิล์มเฉื่อยออกไซด์ ดังนั้นจึงทนทานต่อน้ำ ในทางตรงกันข้าม Ca, Sr และ Ba ละลายในน้ำเพื่อสร้างไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นเบสแก่:
Mg + 2H 2 O4 t ∙ Mg(OH) 2 + H 2
Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 ╜
2. ปฏิกิริยากับออกซิเจน
โลหะทั้งหมดเกิดออกไซด์ RO, แบเรียมเปอร์ออกไซด์ BaO 2:
2มก. + O2 = 2MgO
บา + โอ 2 = เบ้า2
3. สารประกอบไบนารี่เกิดขึ้นจากอโลหะอื่น ๆ :
Be + Cl 2 = BeCl 2 (เฮไลด์)
Ba + S = BaS (ซัลไฟด์)
3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (ไนไตรด์)
Ca + H 2 = CaH 2 (ไฮไดรด์)
Ca + 2C = CaC 2 (คาร์ไบด์)
3Ba + 2P = Ba 3 P 2 (ฟอสไฟด์)
เบริลเลียมและแมกนีเซียมทำปฏิกิริยาค่อนข้างช้ากับอโลหะ
4. โลหะทุกชนิดละลายในกรด:
Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2 ╜
Mg + H 2 SO 4 (เจือจาง) = MgSO 4 + H 2 ╜
เบริลเลียมยังละลายในสารละลายด่างที่เป็นน้ำ:
เป็น + 2NaOH + 2H 2 O = นา 2 + H 2 ╜
5. ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อแคตไอออนของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท - สีของเปลวไฟในสีต่อไปนี้:
Ca 2+ - ส้มเข้ม
Sr 2+ - สีแดงเข้ม
Ba 2+ - สีเขียวอ่อน
โดยปกติแล้ว ไอออนบวก Ba 2+ จะถูกค้นพบโดยปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนกับกรดซัลฟิวริกหรือเกลือของมัน:
แบเรียมซัลเฟตเป็นตะกอนสีขาว ไม่ละลายในกรดแร่
ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
ใบเสร็จ
1) การเกิดออกซิเดชันของโลหะ (ยกเว้น Ba ซึ่งเกิดเป็นเปอร์ออกไซด์)
2) การสลายตัวด้วยความร้อนของไนเตรตหรือคาร์บอเนต
CaCO 3 follow t ∙ CaO + CO 2 ╜
2Mg(หมายเลข 3) 2 ۞ t ╜ 2MgO + 4NO 2 ╜ + O 2 ╜
คุณสมบัติทางเคมี
ออกไซด์พื้นฐานทั่วไป ทำปฏิกิริยากับน้ำ (ยกเว้น BeO) กรดออกไซด์ และกรด
MgO + H 2 O = Mg(OH) 2
3CaO + P 2 O 5 = Ca 3 (PO 4) 2
BeO + 2HNO 3 = เป็น(NO 3) 2 + H 2 O
BeO คือแอมโฟเทอริกออกไซด์ ละลายได้ในด่าง:
BeO + 2NaOH + H 2 O = นา 2
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธไฮดรอกไซด์ R(OH) 2
ใบเสร็จ
ปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทหรือออกไซด์กับน้ำ: Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
CaO(ปูนขาว) + H 2 O = Ca(OH) 2 (ปูนขาว)
คุณสมบัติทางเคมี
ไฮดรอกไซด์ R(OH) 2 เป็นสารผลึกสีขาว ละลายได้ในน้ำน้อยกว่าไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไล (ความสามารถในการละลายของไฮดรอกไซด์จะลดลงตามเลขอะตอมที่ลดลง Be(OH) 2 จะไม่ละลายในน้ำ ละลายได้ในด่าง) ความเป็นพื้นฐานของ R(OH) 2 เพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น:
เป็น(OH) 2 - แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์
Mg(OH) 2 - ฐานอ่อน
ไฮดรอกไซด์ที่เหลือเป็นเบสแก่ (ด่าง)
1) ปฏิกิริยากับกรดออกไซด์:
Ca(OH) 2 + SO 2 = CaSO 3 Â + H 2 O
Ba(OH) 2 + CO 2 = BaCO 3 Â + H 2 O
2) ปฏิกิริยากับกรด:
มก.(OH) 2 + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 มก. + 2H 2 O
บา(OH) 2 + 2HNO 3 = บา(NO 3) 2 + 2H 2 O
3) แลกเปลี่ยนปฏิกิริยากับเกลือ:
บา(OH) 2 + K 2 SO 4 = BaSO 4 !+ 2KOH
4) ปฏิกิริยาของเบริลเลียมไฮดรอกไซด์กับด่าง:
เป็น(OH) 2 + 2NaOH = นา 2
ความกระด้างของน้ำ
น้ำธรรมชาติที่มีไอออน Ca 2+ และ Mg 2+ เรียกว่าน้ำกระด้าง น้ำกระด้างก่อตัวเป็นตะกรันเมื่อต้มและผลิตภัณฑ์อาหารไม่สามารถปรุงได้ ผงซักฟอกไม่เกิดฟอง
ความกระด้างของคาร์บอเนต (ชั่วคราว) เกิดจากการมีแคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตอยู่ในน้ำ ความกระด้างที่ไม่คาร์บอเนต (ถาวร) เกิดจากคลอไรด์และซัลเฟต
ความกระด้างรวมของน้ำถือเป็นผลรวมของคาร์บอเนตและไม่ใช่คาร์บอเนต
ความกระด้างของน้ำจะถูกกำจัดออกโดยการตกตะกอน Ca 2+ และ Mg 2+ ไอออนจากสารละลาย:
1) การเดือด:
Сa(HCO 3) 2 ∙ เสื้อ ∙ CaCO 3 yl + CO 2 + H 2 O
Mg(HCO 3) 2 ∙ tสวดมนต์ MgCO 3 yl + CO 2 + H 2 O
2) เพิ่มนมมะนาว:
Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 Â + 2H 2 O
3) การเติมโซดา:
Ca(HCO 3) 2 + นา 2 CO 3 = CaCO 3 µ+ 2NaHCO 3
CaSO 4 + นา 2 CO 3 = CaCO 3 Â + นา 2 SO 4
MgCl 2 + Na 2 CO 3 = MgCO 3 µ + 2NaCl
หากต้องการขจัดความกระด้างชั่วคราว จะใช้ทั้ง 4 วิธี และสำหรับความแข็งถาวรจะใช้เพียง 2 วิธีสุดท้ายเท่านั้น
การสลายตัวด้วยความร้อนของไนเตรต
อี(NO3)2 =t= อีโอ + 2NO2 + 1/2O2
คุณสมบัติของเคมีของเบริลเลียม
เป็น(OH)2 + 2NaOH (g) = Na2
อัล(OH)3 + 3NaOH (g) = Na3
เป็น + 2NaOH + 2H2O = Na2 + H2
อัล + 3NaOH + 3H2O = Na3 + 3/2H2
Be, Al + HNO3 (Conc) = ทู่
กลุ่มที่สองของตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ประกอบด้วยกลุ่มขององค์ประกอบที่มีคุณสมบัติคล้ายกันมากกับโลหะอัลคาไล แต่ด้อยกว่าในกิจกรรม ประกอบด้วยเบริลเลียมและแมกนีเซียม เช่นเดียวกับแคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียม พวกมันเรียกรวมกันว่าธาตุอัลคาไลน์เอิร์ธ ในบทความของเรา เราจะทำความคุ้นเคยกับการกระจายตัวในธรรมชาติและการนำไปใช้ในอุตสาหกรรม รวมถึงศึกษาคุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญที่สุดของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
ลักษณะทั่วไป
อะตอมทั้งหมดขององค์ประกอบข้างต้นมีอิเล็กตรอนสองตัวอยู่ในชั้นพลังงานด้านนอก เมื่อทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ พวกมันมักจะทิ้งอนุภาคเชิงลบและกลายเป็นสถานะของแคตไอออนด้วยประจุ 2+ ในปฏิกิริยารีดอกซ์ องค์ประกอบจะทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์อย่างแรง เมื่อประจุนิวเคลียร์เพิ่มขึ้น คุณสมบัติทางเคมีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธและกิจกรรมของพวกมันก็จะเพิ่มขึ้น ในอากาศพวกมันจะออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วทำให้เกิดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิว สูตรทั่วไปของออกไซด์ทั้งหมดคือ RO พวกมันสอดคล้องกับไฮดรอกไซด์ด้วยสูตร R(OH) 2 คุณสมบัติพื้นฐานและความสามารถในการละลายในน้ำยังเพิ่มขึ้นตามจำนวนอะตอมของธาตุที่เพิ่มขึ้น
คุณสมบัติพิเศษของเบริลเลียมและแมกนีเซียม
ในคุณสมบัติบางประการ ตัวแทนสองคนแรกของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สองค่อนข้างแตกต่างจากธาตุอัลคาไลน์เอิร์ธอื่นๆ สิ่งนี้แสดงออกมาโดยเฉพาะในระหว่างการมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำ ตัวอย่างเช่นคุณสมบัติทางเคมีของเบริลเลียมนั้นไม่ทำปฏิกิริยากับ H 2 O เลย แมกนีเซียมจะทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อถูกความร้อนเท่านั้น แต่ธาตุอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหมดจะทำปฏิกิริยากับมันได้ง่ายที่อุณหภูมิปกติ ในกรณีนี้มีสารอะไรบ้าง?
ฐานโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
เนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่ออกฤทธิ์ แคลเซียม แบเรียม และตัวแทนอื่นๆ ของกลุ่มจะแทนที่ไฮโดรเจนจากน้ำอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดไฮดรอกไซด์ ปฏิกิริยาระหว่างโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธกับน้ำจะเกิดขึ้นอย่างรุนแรงโดยปล่อยความร้อนออกมา สารละลายของแคลเซียม แบเรียม และสตรอนเซียมเบสจะมีลักษณะเป็นสบู่เมื่อสัมผัส และทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรงหากสัมผัสกับผิวหนังและเยื่อเมือกของดวงตา การปฐมพยาบาลในกรณีเช่นนี้คือการรักษาพื้นผิวบาดแผลด้วยสารละลายกรดอะซิติกที่อ่อนแอ มันจะปรับความเป็นด่างให้เป็นกลางและลดความเสี่ยงต่อการตายของเนื้อเยื่อที่เสียหาย
คุณสมบัติทางเคมีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
ปฏิกิริยากับออกซิเจน น้ำ และอโลหะเป็นรายการหลักของคุณสมบัติโลหะที่รวมอยู่ในกลุ่มที่สองของระบบธาตุทางเคมี ตัวอย่างเช่น แคลเซียมแม้ภายใต้สภาวะปกติ จะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน ได้แก่ ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน และไอโอดีน เมื่อถูกความร้อนจะรวมตัวกับซัลเฟอร์ คาร์บอน และไนโตรเจน ออกซิเดชันอย่างหนัก - การเผาไหม้จบลงด้วยการก่อตัวของแคลเซียมออกไซด์: 2Ca + O 2 = 2 CaO ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับไฮโดรเจนทำให้เกิดไฮไดรด์ เป็นสารทนไฟสีขาวที่มีโครงผลึกไอออนิก คุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธรวมถึงปฏิกิริยากับน้ำ ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ผลคูณของปฏิกิริยาการแทนที่นี้จะเป็นไฮดรอกไซด์ของโลหะ นอกจากนี้เรายังทราบด้วยว่าในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่สองแคลเซียมครองตำแหน่งที่สำคัญที่สุด ดังนั้นให้เราดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณลักษณะของมัน
แคลเซียมและสารประกอบของมัน
ปริมาณธาตุในเปลือกโลกสูงถึง 3.5% ซึ่งบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของแร่ธาตุอย่างแพร่หลาย เช่น หินปูน ชอล์ก หินอ่อน และแคลไซต์ แคลเซียมธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทปหกประเภท นอกจากนี้ยังพบได้ในแหล่งน้ำธรรมชาติ มีการศึกษาสารประกอบโลหะอัลคาไลอย่างละเอียดในวิชาเคมีอนินทรีย์ ตัวอย่างเช่น ในบทเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 นักเรียนจะได้เรียนรู้ว่าแคลเซียมเป็นโลหะสีขาวเงินที่มีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง จุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่าธาตุอัลคาไลน์ วิธีการผลิตหลักคืออิเล็กโทรไลซิสของส่วนผสมของเกลือหลอมเหลวของแคลเซียมคลอไรด์และแคลเซียมฟลูออไรด์ คุณสมบัติทางเคมีหลัก ได้แก่ ปฏิกิริยากับออกซิเจน น้ำ และอโลหะ ในบรรดาสารประกอบโลหะอัลคาไล แคลเซียมออกไซด์และเบสมีความสำคัญที่สุดสำหรับอุตสาหกรรม สารประกอบแรกได้มาจากชอล์กหรือหินปูนโดยการเผา
ต่อไปแคลเซียมไฮดรอกไซด์จะเกิดขึ้นจากแคลเซียมออกไซด์และน้ำ ผสมกับทรายและน้ำเรียกว่าปูน ยังคงใช้เป็นปูนปลาสเตอร์และสำหรับต่ออิฐเมื่อวางผนัง สารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่เรียกว่าน้ำมะนาวใช้เป็นตัวทำปฏิกิริยาเพื่อตรวจจับคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ถูกส่งผ่านสารละลาย Ca(OH) 2 ที่เป็นน้ำใส คาร์บอนไดออกไซด์จะมีเมฆมากเนื่องจากการก่อตัวของแคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่ละลายน้ำ
แมกนีเซียมและคุณลักษณะของมัน
เคมีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธศึกษาคุณสมบัติของแมกนีเซียม โดยเน้นที่คุณสมบัติบางอย่าง มันเป็นโลหะที่เบามากและมีสีขาวเงิน แมกนีเซียมที่หลอมละลายในบรรยากาศที่มีความชื้นสูงจะดูดซับโมเลกุลไฮโดรเจนจากไอน้ำอย่างแข็งขัน เมื่อโลหะเย็นตัวลง มันก็จะปล่อยพวกมันกลับคืนสู่อากาศเกือบทั้งหมด มันทำปฏิกิริยากับน้ำช้ามากเนื่องจากการก่อตัวของสารประกอบที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย - แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ อัลคาลิสไม่มีผลกระทบต่อแมกนีเซียมเลย โลหะไม่ทำปฏิกิริยากับกรดบางชนิด: ซัลเฟตเข้มข้นและกรดไฮโดรฟลูออริก เนื่องจากการทู่และการก่อตัวของฟิล์มป้องกันบนพื้นผิว กรดแร่ส่วนใหญ่จะละลายโลหะ ซึ่งมาพร้อมกับการปล่อยไฮโดรเจนอย่างรวดเร็ว แมกนีเซียมเป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งโดยแทนที่โลหะหลายชนิดจากออกไซด์หรือเกลือ:
BeO + Mg = MgO + เป็น
โลหะ ร่วมกับเบริลเลียม แมงกานีส และอลูมิเนียม ถูกใช้เป็นสารเติมแต่งอัลลอยด์ให้กับเหล็ก โลหะผสมที่มีแมกนีเซียม - อิเล็กตรอน - มีคุณสมบัติที่มีคุณค่าอย่างยิ่ง ใช้ในการผลิตเครื่องบินและรถยนต์ รวมถึงในชิ้นส่วนของอุปกรณ์เกี่ยวกับการมองเห็น
บทบาทขององค์ประกอบในชีวิตของสิ่งมีชีวิต
เราจะยกตัวอย่างโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ ซึ่งเป็นสารประกอบที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติที่มีชีวิต แมกนีเซียมเป็นอะตอมกลางในโมเลกุลคลอโรฟิลล์ในพืช มันเกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์กลางของเม็ดสีเขียว อะตอมแมกนีเซียมจับพลังงานแสง แล้วแปลงเป็นพลังงานของพันธะเคมีของสารประกอบอินทรีย์ ได้แก่ กลูโคส กรดอะมิโน กลีเซอรอล และกรดไขมัน องค์ประกอบนี้มีบทบาทสำคัญในฐานะส่วนประกอบที่จำเป็นของเอนไซม์ที่ควบคุมการเผาผลาญในร่างกายมนุษย์ แคลเซียมเป็นองค์ประกอบหลักที่ช่วยให้เกิดแรงกระตุ้นไฟฟ้าผ่านเนื้อเยื่อเส้นประสาทได้อย่างมีประสิทธิภาพ การมีเกลือของกรดฟอสฟอริกในกระดูกและเคลือบฟันทำให้พวกมันมีความแข็งและแข็งแรง
เบริลเลียมและคุณสมบัติของมัน
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธยังรวมถึงเบริลเลียม แบเรียม และสตรอนเซียม พิจารณาเบริลเลียม. ธาตุชนิดนี้ไม่ได้พบเห็นได้ทั่วไปในธรรมชาติ โดยส่วนใหญ่พบในแร่ธาตุ เช่น เบริล พันธุ์ที่มีสิ่งเจือปนหลายสีก่อให้เกิดอัญมณีล้ำค่า: มรกตและพลอยสีฟ้า ลักษณะเฉพาะของคุณสมบัติทางกายภาพคือความเปราะบางและมีความแข็งสูง ลักษณะเด่นของอะตอมของธาตุคือการมีอยู่ในระดับพลังงานภายนอกที่สองซึ่งไม่ใช่ 8 เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธอื่นๆ แต่มีอิเล็กตรอนเพียงสองตัวเท่านั้น
ดังนั้นรัศมีของอะตอมและไอออนจึงมีขนาดเล็กอย่างไม่เป็นสัดส่วนและพลังงานไอออไนเซชันจึงสูง สิ่งนี้จะกำหนดความแข็งแกร่งสูงของโครงตาข่ายคริสตัลโลหะ คุณสมบัติทางเคมีของเบริลเลียมยังแยกความแตกต่างจากองค์ประกอบอื่นของกลุ่มที่สอง มันทำปฏิกิริยาไม่เพียงกับกรดเท่านั้น แต่ยังทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลด้วย โดยแทนที่ไฮโดรเจนและก่อตัวเป็นไฮดรอกซีเบอริลเลต:
เป็น + 2NaOH + 2H 2 O = นา 2 + H 2
โลหะมีลักษณะเฉพาะหลายประการ เนื่องจากความสามารถในการส่งรังสีเอกซ์ จึงใช้เพื่อสร้างหน้าต่างสำหรับหลอดเอ็กซเรย์ ในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ องค์ประกอบดังกล่าวถือเป็นตัวหน่วงและตัวสะท้อนนิวตรอนที่ดีที่สุด ในทางโลหะวิทยา มันถูกใช้เป็นสารเติมแต่งอัลลอยด์ที่มีคุณค่าซึ่งจะเพิ่มคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนของโลหะผสม
สตรอนเซียมและแบเรียม
ธาตุเหล่านี้ค่อนข้างพบได้ทั่วไปในธรรมชาติ และเช่นเดียวกับแมกนีเซียมของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ ก็พบได้ในแร่ธาตุ มาเรียกพวกมันว่าแบไรท์ เซเลสทีน สตรอนเทียนไนต์ แบเรียมมีลักษณะเป็นโลหะเหนียวมีสีเงินขาว เช่นเดียวกับแคลเซียม มันถูกแสดงด้วยไอโซโทปหลายชนิด ในอากาศจะมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับส่วนประกอบต่างๆ เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน ทำให้เกิดแบเรียมออกไซด์และไนไตรด์ ด้วยเหตุนี้ โลหะจึงถูกเก็บไว้ใต้ชั้นพาราฟินหรือน้ำมันแร่ เพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับอากาศ โลหะทั้งสองจะเกิดเปอร์ออกไซด์เมื่อถูกความร้อนถึง 500°C
ในจำนวนนี้ แบเรียมเปอร์ออกไซด์มีการใช้งานจริง โดยใช้เป็นสารฟอกขาวสำหรับผ้า คุณสมบัติทางเคมีของแบเรียมและสตรอนเทียมของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทมีความคล้ายคลึงกับแคลเซียม อย่างไรก็ตามการมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำนั้นมีความกระฉับกระเฉงมากกว่าและฐานที่ได้จะแข็งแกร่งกว่าแคลเซียมไฮดรอกไซด์ แบเรียมถูกใช้เป็นสารเติมแต่งให้กับสารหล่อเย็นโลหะเหลวซึ่งช่วยลดการกัดกร่อน ในด้านทัศนศาสตร์ และในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สุญญากาศ สตรอนเซียมเป็นที่ต้องการในการผลิตโฟโตเซลล์และฟอสเฟอร์
ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพโดยใช้ไอออนของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
สารประกอบแบเรียมและสตรอนเซียมเป็นตัวอย่างของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในดอกไม้ไฟเนื่องจากไอออนของพวกมันทำให้เปลวไฟมีสีสดใส ดังนั้นสตรอนเซียมซัลเฟตหรือคาร์บอเนตจึงให้เปลวไฟสีแดงเลือดนกและสารประกอบแบเรียมที่เกี่ยวข้องจะให้แสงสีเหลืองเขียว ในการตรวจจับไอออนแคลเซียมในห้องปฏิบัติการ แคลเซียมคลอไรด์หลายเม็ดจะถูกเทลงบนเปลวไฟของหัวเผา เปลวไฟจะเปลี่ยนเป็นสีแดงอิฐ
สารละลายแบเรียมคลอไรด์ใช้ในเคมีวิเคราะห์เพื่อระบุไอออนของสารตกค้างที่เป็นกรดของกรดซัลเฟตในสารละลาย หากสารละลายถูกระบายออกไป หากเกิดตะกอนสีขาวของแบเรียมซัลเฟต นั่นหมายความว่ามีอนุภาค SO 4 2 อยู่ในนั้น
ในบทความของเรา เราได้ศึกษาคุณสมบัติของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ และยกตัวอย่างการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ทประกอบด้วยโลหะกลุ่ม IIa: เบริลเลียม แมกนีเซียม แคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียม มีความโดดเด่นด้วยความเบา ความนุ่มนวล และปฏิกิริยาที่รุนแรง
ลักษณะทั่วไป
จาก Be ถึง Ra (จากบนลงล่างในตารางธาตุ) มีการเพิ่มขึ้นใน: รัศมีอะตอม, โลหะ, พื้นฐาน, คุณสมบัติการลด, การเกิดปฏิกิริยา อิเล็กโทรเนกาติวีตี้ พลังงานไอออไนเซชัน และความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนลดลง
การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบเหล่านี้คล้ายกันเนื่องจากอยู่ในกลุ่มเดียวกัน (กลุ่มย่อยหลัก!) สูตรทั่วไปคือ ns 2:
- เป็น - 2 วินาที 2
- มก. - 3 วินาที 2
- แคลิฟอร์เนีย - 4s 2
- ซีเนียร์ - 5ส 2
- บา - 6s 2
- รา - 7ส 2
สารประกอบธรรมชาติ
ในธรรมชาติ โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธเกิดขึ้นในรูปของสารประกอบต่อไปนี้:
- เป็น - BeO*Al 2 O 3 *6SiO 2 - เบริล
- Mg - MgCO 3 - แมกนีไซต์, MgO*Al 2 O 3 - สปิเนล, 2MgO*SiO 2 - โอลิวีน
- Ca - CaCO 3 - ชอล์ก หินอ่อน หินปูน แคลไซต์ CaSO 4 *2H 2 O - ยิปซั่ม CaF 2 - ฟลูออไรต์
ใบเสร็จ
เหล่านี้เป็นโลหะที่มีฤทธิ์ซึ่งไม่สามารถได้รับโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลาย เพื่อให้ได้มาซึ่งจะใช้อิเล็กโทรไลซิสของการหลอม อะลูมิเนียมอุณหภูมิ และการแทนที่จากเกลือด้วยโลหะที่มีฤทธิ์มากกว่าอื่น ๆ
MgCl 2 → (t) Mg + Cl 2 (อิเล็กโทรไลซิสละลาย)
CaO + Al → Al 2 O 3 + Ca (อุณหภูมิอะลูมิเนียมเป็นวิธีการผลิตโลหะโดยการลดออกไซด์ด้วยอลูมิเนียม)
MgBr 2 + Ca → CaBr 2 + Mg
คุณสมบัติทางเคมี
ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
พวกเขามีสูตรทั่วไป RO เช่น MgO, CaO, BaO
ใบเสร็จ
ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทสามารถหาได้จากการสลายตัวของคาร์บอเนตและไนเตรต:
MgCO 3 → (t) MgO + CO 2
Ca(NO 3) 2 → (t) CaO + O 2 + NO 2
คุณสมบัติทางเคมี
พวกมันแสดงคุณสมบัติพื้นฐานส่วนใหญ่ ทั้งหมดยกเว้น BeO ซึ่งเป็นแอมโฟเทอริกออกไซด์
ไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท
พวกมันแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน ยกเว้นเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ - แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์
ใบเสร็จ
ไฮดรอกไซด์ได้มาจากปฏิกิริยาของโลหะออกไซด์และน้ำที่สอดคล้องกัน (ทั้งหมดยกเว้น Be(OH) 2)
CaO + H 2 O → Ca(OH) 2
คุณสมบัติทางเคมี
คุณสมบัติพื้นฐานของไฮดรอกไซด์ส่วนใหญ่จะทำปฏิกิริยากับกรดและกรดออกไซด์
บา(OH) 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + H 2 O
Ca(OH) 2 + H2O + CO 2 → Ca(HCO3) 2 + H2O
Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O + CO 2
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
ปฏิกิริยากับเกลือ (และไม่เพียงแต่) จะเกิดขึ้นหากเกลือละลายได้ และจากปฏิกิริยาดังกล่าว ทำให้เกิดก๊าซ ตะกอน หรืออิเล็กโทรไลต์อ่อน (น้ำ) เกิดขึ้น
บา(OH) 2 + นา 2 SO 4 → บาSO 4 ↓ + NaOH
เบริลเลียมไฮดรอกไซด์เป็นแอมโฟเทอริก: มีคุณสมบัติสองประการ โดยทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและเบส
เป็น(OH) 2 + HCl → BeCl 2 + H 2 O
เป็น(OH) 2 + NaOH → นา 2
ความกระด้างของน้ำคือชุดของคุณสมบัติของน้ำซึ่งขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมเป็นส่วนใหญ่ ได้แก่ ไบคาร์บอเนต ซัลเฟต และคลอไรด์
มีความแข็งชั่วคราว (คาร์บอเนต) และความแข็งถาวร (ไม่คาร์บอเนต)
คุณคงทำให้น้ำในบ้านของคุณกระด้างลงบ่อยๆ ฉันกล้าพูดทุกวัน ความกระด้างของน้ำชั่วคราวสามารถกำจัดได้โดยการต้มน้ำในกาต้มน้ำและมะนาวบนผนัง - CaCO 3 - เป็นข้อพิสูจน์ที่เถียงไม่ได้ในการกำจัดความกระด้าง:
Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O
ความกระด้างชั่วคราวสามารถกำจัดได้ด้วยการเติม Na 2 CO 3 ลงในน้ำ:
Ca(HCO 3) 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + NaHCO 3
มันไม่มีประโยชน์ที่จะต่อสู้กับความแข็งคงที่โดยการต้ม: ซัลเฟตและคลอไรด์จะไม่ตกตะกอนในระหว่างการเดือด ความกระด้างของน้ำคงที่ถูกกำจัดโดยการเติม Na 2 CO 3 ลงในน้ำ:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + NaCl
MgSO 4 + นา 2 CO 3 + H 2 O → 2 CO 3 ↓ + CO 2 + นา 2 SO 4
ความกระด้างของน้ำสามารถกำหนดได้โดยใช้การทดสอบต่างๆ ความกระด้างของน้ำที่สูงเกินไปทำให้เกิดตะกรันอย่างรวดเร็วบนผนังหม้อไอน้ำ ท่อ และกาต้มน้ำ
©เบเลวิช ยูริ เซอร์เกวิช
บทความนี้เขียนโดย Yuri Sergeevich Bellevich และเป็นทรัพย์สินทางปัญญาของเขา การคัดลอก การเผยแพร่ (รวมถึงการคัดลอกไปยังเว็บไซต์และแหล่งข้อมูลอื่นบนอินเทอร์เน็ต) หรือการใช้ข้อมูลและวัตถุอื่นใดโดยไม่ได้รับความยินยอมล่วงหน้าจากผู้ถือลิขสิทธิ์มีโทษตามกฎหมาย หากต้องการขอรับเนื้อหาบทความและการอนุญาตให้ใช้ โปรดติดต่อ
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธเป็นองค์ประกอบที่อยู่ในกลุ่มที่สองของตารางธาตุ ซึ่งรวมถึงสารต่างๆ เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม แบเรียม เบริลเลียม สตรอนเซียม และเรเดียม ชื่อของกลุ่มนี้บ่งบอกว่าพวกมันให้ปฏิกิริยาอัลคาไลน์ในน้ำ
โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธหรือเกลือของพวกมันนั้นแพร่หลายในธรรมชาติ พวกมันแสดงด้วยแร่ธาตุ ข้อยกเว้นคือเรเดียมซึ่งถือเป็นธาตุที่ค่อนข้างหายาก
โลหะที่กล่าวมาทั้งหมดมีคุณสมบัติเหมือนกันซึ่งทำให้สามารถรวมเข้าเป็นกลุ่มเดียวได้
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธและคุณสมบัติทางกายภาพ
องค์ประกอบเหล่านี้เกือบทั้งหมดเป็นของแข็งสีเทา (อย่างน้อยภายใต้สภาวะปกติ และคุณสมบัติทางกายภาพจะแตกต่างกันเล็กน้อย - แม้ว่าสารเหล่านี้จะค่อนข้างคงอยู่ แต่ก็ได้รับผลกระทบได้ง่าย
เป็นที่น่าสนใจว่าด้วยหมายเลขซีเรียลในตารางตัวบ่งชี้ของโลหะเมื่อความหนาแน่นก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ในกลุ่มนี้ แคลเซียมมีตัวบ่งชี้ต่ำสุด ในขณะที่เรเดียมมีความหนาแน่นใกล้เคียงกับเหล็ก
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ: คุณสมบัติทางเคมี
ประการแรกเป็นที่น่าสังเกตว่ากิจกรรมทางเคมีเพิ่มขึ้นตามหมายเลขลำดับของตารางธาตุ ตัวอย่างเช่น เบริลเลียมเป็นองค์ประกอบที่ค่อนข้างเสถียร มันทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและฮาโลเจนเฉพาะเมื่อมีความร้อนสูงเท่านั้น เช่นเดียวกับแมกนีเซียม แต่แคลเซียมสามารถออกซิไดซ์ได้ช้าๆ แม้ที่อุณหภูมิห้อง ตัวแทนอีกสามคนที่เหลือของกลุ่ม (เรเดียม แบเรียม และสตรอนเซียม) ทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับออกซิเจนในบรรยากาศที่อุณหภูมิห้อง นั่นคือสาเหตุที่องค์ประกอบเหล่านี้ถูกจัดเก็บโดยเคลือบด้วยชั้นน้ำมันก๊าด
กิจกรรมของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของโลหะเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นตามรูปแบบเดียวกัน ตัวอย่างเช่น เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ไม่ละลายในน้ำและถือเป็นสารแอมโฟเทอริก แต่ถือว่าเป็นด่างที่ค่อนข้างแรง
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธและคุณลักษณะโดยย่อ
เบริลเลียมเป็นโลหะสีเทาอ่อนที่ทนทานและมีพิษสูง ธาตุนี้ถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2341 โดยนักเคมี วอเกอลิน ในธรรมชาติมีแร่ธาตุเบริลเลียมหลายชนิด ซึ่งแร่ที่มีชื่อเสียงที่สุด ได้แก่ เบริล ฟีนาไซต์ ดานาไลท์ และไครโซเบริล อย่างไรก็ตาม ไอโซโทปเบริลเลียมบางชนิดมีกัมมันตภาพรังสีสูง
ที่น่าสนใจคือเบริลบางรูปแบบเป็นอัญมณีที่มีคุณค่า ซึ่งรวมถึงมรกต อะความารีน และเฮลิโอดอร์
เบริลเลียมใช้ทำโลหะผสมบางชนิดองค์ประกอบนี้ใช้ในการกลั่นกรองนิวตรอน
แคลเซียมเป็นหนึ่งในโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธที่มีชื่อเสียงที่สุด ในรูปแบบบริสุทธิ์จะเป็นสารสีขาวนวลและมีสีเงิน แคลเซียมบริสุทธิ์ถูกแยกออกครั้งแรกในปี พ.ศ. 2351 ในธรรมชาติธาตุนี้มีอยู่ในรูปของแร่ธาตุ เช่น หินอ่อน หินปูน และยิปซั่ม แคลเซียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีสมัยใหม่ ใช้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงเคมีและเป็นวัสดุทนไฟ ไม่มีความลับใดที่สารประกอบแคลเซียมจะใช้ในการผลิตวัสดุก่อสร้างและยารักษาโรค
องค์ประกอบนี้ยังพบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด โดยพื้นฐานแล้วมีหน้าที่รับผิดชอบการทำงานของระบบมอเตอร์
แมกนีเซียมเป็นโลหะที่มีน้ำหนักเบาและค่อนข้างอ่อนตัวได้โดยมีสีเทาเป็นลักษณะเฉพาะ มันถูกแยกออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์ในปี 1808 แต่เกลือของมันกลายเป็นที่รู้จักก่อนหน้านี้มาก แมกนีเซียมพบได้ในแร่ธาตุต่างๆ เช่น แมกนีไซต์ โดโลไมต์ คาร์นัลไลท์ และคีเซไรต์ อย่างไรก็ตามเกลือแมกนีเซียมให้สารประกอบของสารนี้จำนวนมากซึ่งสามารถพบได้ในน้ำทะเล
แนวคิดของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทรวมถึงองค์ประกอบของกลุ่ม II ของระบบธาตุ: เบริลเลียม, แมกนีเซียม, แคลเซียม, สตรอนเซียม, แบเรียม, เรเดียม โลหะสี่ชนิดสุดท้ายมีสัญญาณที่ชัดเจนที่สุดในการจำแนกประเภทอัลคาไลน์เอิร์ธ ดังนั้นในบางแหล่ง เบริลเลียมและแมกนีเซียมจึงไม่รวมอยู่ในรายการ โดยจำกัดอยู่เพียงสี่องค์ประกอบ
โลหะได้ชื่อมาจากความจริงที่ว่าเมื่อออกไซด์ของพวกมันทำปฏิกิริยากับน้ำจะเกิดสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ: องค์ประกอบทั้งหมดมีสีโลหะสีเทา ภายใต้สภาวะปกติจะมีโครงสร้างที่มั่นคง เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นก็จะเพิ่มขึ้น และมีจุดหลอมเหลวที่สูงมาก ต่างจากโลหะอัลคาไล ธาตุในกลุ่มนี้ไม่สามารถตัดด้วยมีดได้ (ยกเว้นธาตุโลหะชนิดหนึ่ง) คุณสมบัติทางเคมีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท: มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนสองตัว กิจกรรมจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น และทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ในปฏิกิริยา
ลักษณะของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธบ่งบอกถึงกิจกรรมที่สูง สิ่งนี้ใช้กับองค์ประกอบที่มีหมายเลขซีเรียลขนาดใหญ่โดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่น เบริลเลียมภายใต้สภาวะปกติจะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและฮาโลเจน เพื่อกระตุ้นกลไกการเกิดปฏิกิริยา จะต้องได้รับความร้อนที่อุณหภูมิมากกว่า 600 องศาเซลเซียส แมกนีเซียมภายใต้สภาวะปกติจะมีฟิล์มออกไซด์อยู่บนพื้นผิวและไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนด้วย แคลเซียมออกซิไดซ์แต่ค่อนข้างช้า แต่สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียมจะออกซิไดซ์เกือบจะในทันที ดังนั้นพวกมันจึงถูกเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจนภายใต้ชั้นน้ำมันก๊าด
ออกไซด์ทั้งหมดจะเพิ่มคุณสมบัติพื้นฐานโดยเพิ่มเลขอะตอมของโลหะ เบริลเลียมไฮดรอกไซด์เป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกที่ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ แต่ละลายได้ดีในกรด แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็นด่างอ่อน ไม่ละลายในน้ำ แต่ทำปฏิกิริยากับกรดแก่ แคลเซียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสที่แข็งแกร่งและละลายน้ำได้เล็กน้อยซึ่งทำปฏิกิริยากับกรด แบเรียมและสตรอนเซียมไฮดรอกไซด์เป็นเบสแก่ที่ละลายน้ำได้สูง และเรเดียมไฮดรอกไซด์เป็นหนึ่งในด่างที่แข็งแกร่งที่สุดที่ทำปฏิกิริยาได้ดีกับน้ำและกรดเกือบทุกชนิด
วิธีการได้รับ
ไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทถูกเตรียมโดยการเปิดเผยธาตุบริสุทธิ์ลงไปในน้ำ ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นที่สภาพห้อง (ยกเว้นเบริลเลียมซึ่งต้องการอุณหภูมิเพิ่มขึ้น) พร้อมกับวิวัฒนาการของไฮโดรเจน เมื่อถูกความร้อน โลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั้งหมดจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน สารประกอบที่ได้จะถูกนำมาใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์หลากหลายประเภท ตั้งแต่ปุ๋ยเคมีไปจนถึงชิ้นส่วนไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีความแม่นยำสูงพิเศษ สารประกอบโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธมีฤทธิ์สูงเช่นเดียวกับธาตุบริสุทธิ์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงถูกนำมาใช้ในปฏิกิริยาเคมีหลายชนิด
ส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน เมื่อจำเป็นต้องกำจัดโลหะที่มีฤทธิ์น้อยกว่าออกจากสาร พวกมันมีส่วนร่วมในปฏิกิริยารีดอกซ์ในฐานะตัวรีดิวซ์ที่แรง แคตไอออนบวกของแคลเซียมและแมกนีเซียมทำให้น้ำเรียกว่ามีความแข็ง การเอาชนะปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นโดยการตกตะกอนไอออนโดยใช้การกระทำทางกายภาพหรือเติมสารทำให้อ่อนตัวพิเศษลงไปในน้ำ เกลือของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธเกิดขึ้นจากการละลายธาตุในกรดหรือจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน สารประกอบที่ได้จะมีพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งและมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ
ในธรรมชาติ โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธไม่สามารถพบได้ในรูปแบบบริสุทธิ์ เนื่องจากมีปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อมอย่างรวดเร็วทำให้เกิดสารประกอบทางเคมี เป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุและหินที่มีอยู่ในความหนาของเปลือกโลก ที่พบมากที่สุดคือแคลเซียม รองลงมาคือแมกนีเซียม ส่วนแบเรียมและสตรอนเซียมก็พบได้ทั่วไป เบริลเลียมเป็นโลหะหายาก และเรเดียมเป็นโลหะที่หายากมาก ตลอดเวลาที่ผ่านมานับตั้งแต่การค้นพบเรเดียม มีการขุดโลหะบริสุทธิ์เพียง 1.5 กิโลกรัมทั่วโลก เช่นเดียวกับธาตุกัมมันตรังสีส่วนใหญ่ เรเดียมมีไอโซโทป ซึ่งมีอยู่สี่ไอโซโทป
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธได้มาจากการสลายตัวของสารที่ซับซ้อนและแยกสารบริสุทธิ์ออกจากพวกมัน เบริลเลียมถูกขุดโดยการลดฟลูออไรด์ภายใต้อุณหภูมิสูง แบเรียมลดลงจากออกไซด์ แคลเซียม แมกนีเซียม และสตรอนเซียมได้มาจากกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์ที่ละลาย สิ่งที่ยากที่สุดในการสังเคราะห์คือเรเดียมบริสุทธิ์ มันถูกขุดโดยการสัมผัสแร่ยูเรเนียม ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ โดยเฉลี่ยแล้วจะมีเรเดียมบริสุทธิ์ 3 กรัมต่อแร่หนึ่งตัน แม้ว่าจะมีแหล่งสะสมที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งมีมากถึง 25 กรัมต่อตันก็ตาม ในการแยกโลหะ จะใช้วิธีการตกตะกอน การตกผลึกแบบเศษส่วน และการแลกเปลี่ยนไอออน
การใช้โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ
การใช้งานของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธมีความหลากหลายมากและครอบคลุมหลายอุตสาหกรรม เบริลเลียมในกรณีส่วนใหญ่ใช้เป็นสารเติมแต่งอัลลอยด์ในโลหะผสมต่างๆ เพิ่มความแข็งและความแข็งแรงของวัสดุและปกป้องพื้นผิวจากการกัดกร่อนได้ดี นอกจากนี้เนื่องจากการดูดซับรังสีกัมมันตภาพรังสีที่อ่อนแอจึงใช้เบริลเลียมในการผลิตเครื่องเอ็กซ์เรย์และพลังงานนิวเคลียร์
แมกนีเซียมใช้เป็นหนึ่งในสารรีดิวซ์ในการผลิตไทเทเนียม โลหะผสมของมันมีคุณลักษณะเด่นคือมีความแข็งแรงและความเบาสูง ดังนั้นจึงใช้ในการผลิตเครื่องบิน รถยนต์ และจรวด แมกนีเซียมออกไซด์จะลุกไหม้ด้วยเปลวไฟที่สว่างไสว ซึ่งสะท้อนให้เห็นในการใช้งานทางการทหาร โดยแมกนีเซียมออกไซด์จะถูกนำไปใช้ทำเพลิงไหม้และกระสุนตามรอย พลุ และระเบิดแบบฉับพลัน เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในการควบคุมการทำงานปกติของร่างกายดังนั้นจึงรวมอยู่ในยาบางชนิดด้วย
แคลเซียมในรูปแบบบริสุทธิ์นั้นไม่ได้ใช้จริง จำเป็นสำหรับการนำโลหะอื่นๆ กลับมาจากสารประกอบ ตลอดจนในการผลิตยาเพื่อเสริมสร้างเนื้อเยื่อกระดูก สตรอนเทียมใช้เพื่อลดปริมาณโลหะอื่นๆ และเป็นส่วนประกอบหลักในการผลิตวัสดุตัวนำยิ่งยวด แบเรียมถูกเติมลงในโลหะผสมหลายชนิดที่ออกแบบมาเพื่อทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เนื่องจากมีคุณสมบัติในการป้องกันที่ดีเยี่ยม เรเดียมใช้ในการแพทย์เพื่อการฉายรังสีผิวหนังในระยะสั้นในการรักษาเนื้องอกที่เป็นมะเร็ง
