فلزات قلیایی خاکی

فلزات قلیایی خاکی فلزاتی هستند که در گروه II جدول تناوبی قرار دارند. شش عنصر مانند بریلیوم، منیزیم، کلسیم، استرانسیوم، باریم و رادیوم در این گروه قرار دارند. این فلزات به فلزات قلیایی (گروه I جدول تناوبی) شباهت دارند، به همین دلیل این دو گروه در جدول تناوبی در کنار یگدیگر قرار دارند.
عدد اکسایش این عناصر 2+ می باشد، آن ها واکنش پذیری بالایی داشته و بنابراین در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی شوند اما به عنوان کربنات ها و سولفات ها وجود دارد. آن ها چندین خواص مشابه با فلزات قلیایی گروه I جدول تناوبی دارند، بنابراین درست بعد از فلزات قلیایی در جدول تناوبی قرار دارند. قابل توجه ترین شباهت این دو گروه واکنش پذیری بالای آن ها است.
فلزات قلیایی خاکی دارای دو الکترون در لایه ی ظرفیت اتم های خود می باشند و پیکربندی عمومی آن ها به صورت ns2 (گاز نجیب) نوشته می شود.

عنصر	نماد	عدد اتمی	پیکربندی الکترونی
بریلیوم	Be	4	[He]2s2
منیزیم	Mg	12	[Ne]3s2
کلسیم	Ca	20	[Ar]4s2
استرانسیوم	Sr	38	[Kr]5s2
باریم	Ba	56	[Xe]6s2
رادیوم	Ra	88	[Rn]7s2

شعاع اتمی و یونی

در مقایسه با شعاع یونی و اتمی فلزات قلیایی، شعاع فلزات قلیایی خاکی به واسطه ی بار هسته ی بالاتر که باعث می شود الکترون ها به سمت هسته جذب شوند، و از این رو منجر به کاهش اندازه ی اتمی و یونی می شود، کوچکتر می باشد. همچنان که از بریلیوم به سمت رادیوم در گروه حرکت می کنیم، مشاهده می شود که شعاع اتمی به واسطه ی افزایش عدد اتمی، تعداد پوسته ها و اثر غربالگری افزایش می یابد.

واکنش پذیری

فلزات قلیایی خاکی به اندازه ی فلزات قلیایی واکنش پذیر نیستند، با این حال، آن ها واکنش پذیرتر از عناصر دیگر جدول تناوبی می باشند. آن ها به منظور تشکیل هیدروکسید فلزی و گاز هیدروزن با آب واکنش می دهند. به واسطه ی حضور دو الکترون در لایه ی ظرفیت خود، آن ها کاتیون هایی با 2 بار مثبت می باشند. از آن جایی که این عناصر واکنش پذیری بالایی دارند، آن ها به شکل ترکیباتی مانند سولفات ها و کربنات ها، به جای فرم آزاد دیده می شوند. منیزیم در فرم خالص خود در طبیعت قابل اشتعال بوده و زمانی که در تماس با هوا قرار می گیرد (همچنان که با هوا به منظور تشکیل منیزیم اکسید ترکیب می شود) به فرم یک گاز روشن سفید رنگ می سوزد. عناصر دیگر این گروه نیز هنگامی که با اکسیژن واکنش می دهند، تشکیل اکسید می دهند.

نقاط ذوب و جوش

دمایی که در آن عنصر جامد به حالت مایع و عنصر مایع به حالت بخار تبدیل می شود، به ترتیب نقاط ذوب و جوش می نامند. در مورد فلزات قلیایی، همچنان که عدد اتمی افزایش می یابد، نقطه ی جوش و نقطه ی ذوب آن ها در این گروه کاهش می یابد. با این وجود، در مورد عناصر قلیایی خاکی هیچ گونه الگو یا روند منظمی دیده نشده است. بریلیوم بالاترین نقطه ی ذوب و جوش را در گروه داشته و منیزیم پایین ترین نقطه ی ذوب و جوش را دارا می باشد. با این حال، از آن جا که شعاع اتمی فلزات قلیایی خاکی کوچک تر از شعاع فلزات قلیایی می باشد، نقاط ذوب و جوش گروه عناصر II بالاتر از عناصر گروه I می باشند. بنابراین، ما می توانیم از تست نقاط ذوب و جوش به منظور تمایز بین عناصر گروه II و I استفاده کنیم.

انرژی یونیزاسیون

از آن جا که عناصر گروه II دارای شعاع بزرگتری هستند، پس آن ها انرژی های یونیزاسیون بالاتری در مقایسه با عناصر گروه I دارند. همچنان که به انتهای گروه II حرکت می کنیم، عدد اتمی و اندازه کاهش یافته و تعداد لایه ها افزایش می یابد و مقدار اثر غربالگری بالاتری نیز دیده می شود. با این حال، این ها باعث می شود که انرژی یونیزاسیون در پایین گروه کاهش یابد.

صفت فلزی و تراکم

عناصر قلیایی خاکی در طبیعت الکترو مثبت می باشد. با این حال عناصر گروه II به دلیل انرژی های یونیزاسیون بالاتر آن ها، به اندازه ی عناصر گروه I الکترو مثبت نیستند. این عناصر در مقایسه با فلزات قلیایی سخت تر و متراکم تر می باشند. این امر به دلیل اندازه ی اتمی کوچک تر بوده که باعث می شود الکترون ها به صورت متراکم تر قرار داشته باشند و از این رو تشکیل پیوندهای فلزی قوی تری می دهند. به همین دلیل این فلزات سخت تر و متراکم تر از فلزات قلیایی هستند.

رفتار فیزیکی و شیمیایی

عناصر گروه II هدایت الکتریسیته ی بهتری دارند چون آن ها ماهیت بسیار فلزی دارند. آن ها براق بوده و به طور کلی سفید یا نقره ای رنگ هستند. این عناصر فلزاتی نرم بوده اما سخت تر و متراکم تر از فلزات قلیایی می باشند. هنگامی که برش داده می شوند، این فلزات دارای ظاهری سفید – مایل به خاکستری می باشند که زمانی که در معرض هوا قرار می گیرند، لکه دار می شوند. از نظر شیمیایی، این عناصر عوامل کاهنده ی قوی تری هستند چون دارای دو الکترون در لایه ی ظرفیت خود می باشند، که به آسانی در طول تشکیل پیوند شیمیایی دور می شوند. عناصر آزاد در آمونیاک مایع قابل حل بوده که به موجب آن ظاهری مس مانند و فلزی دارند. این محلول ها در فرایندهای مختلف شیمیایی بسیار مفید هستند.
از شش عنصر گروه II، کلسیم گسترده ترین عنصر موجود بوده و تنها در پنجمین عنصر یافت شده در پوسته ی زمین نیستند، اما در میان عناصر بدن در رتبه ی پنجم قرار دارد. منیزیم در رتبه ی هشتمین عنصر فراوان پوسته ی زمین و هفتمین عنصر فراوان در بدن انسان قرار می باشد. باریوم و بریلیوم سمی بوده و رادیوم به دلیل رادیواکتیو بودن برای انسان مضر می باشد.
هر شش فلز قلیایی خاکی گروه II مصارف منحصر به فرد و متفاوتی دارند. برخی از آن ها در بدن انسان یافت شده در حالی که برخی دیگر از آن ها برای بدن انسان مضر می باشد، اما برای اهداف دیگر مانند فرایندهای رادیواکتیو و غیره مفید هستند. این شش عنصر با شعله های متمایزی سوخته و دارای رنگ شعله ی منحصر به فردی می باشند به همین دلیل از آن ها در آتش بازی ها استفاده می شود.