У IIа групу периодног система елемената спадају: берилијум, магнезијум, калцијум, стронцијум, баријум и радијум, и једним именом се називају земноалкални метали.[1][2] Порекло заједничког имена ових елемената лежи у чињеници да су најраспрострањенији међу њима (калцијум и магнезијум) значајни састојци Земљине коре и да њихови карбонати: кречњак (CaCO3), доломит (CaCO3•MgCO3), а у значајној мери и магнезит (MgCO3), представљају основне стене од којих је изграђен рељеф читавих области на Земљи.
Сви су лаки метали, изузев радијума. Сивкасто су беле боје, металног сјаја, али на ваздуху брзо потамне, услед оксидације и пресвлачења танким слојем оксида који их штити од даље оксидације.[3] Тврдоћа се разликује од елемента до елемента због тога што поседују различите типове кристалне решетке, па је тако берилијум прилично тврд а баријум мек као олово. Густина се такође разликује, али су сви тежи од воде.[4]
Атоми ових елемената садрже по два s-електрона у највишем енергетском нивоу те су, према томе, у својим једињењима позитивно двовалентни.[3][5][6] Због присуства два електрона у периферној сфери електронског омотача имају јако изражен позитивни метални карактер, иако имају релативно слабије изражене металне особине у односу на алкалне метале (због мањег полупречника атома и самим тим јаче изражене силе привлачења између језгра и електрона услед чега се они теже отпуштају), а поред тога земноалкални метали треба да отпусте и већи број валентних електрона да би стекли конфигурацију племенитог гаса.[7]
Хемијски су врло реактивни, па се стога не јављају у природи у елементарном стању већ искључиво у облику својих једињења, а међу њима најраспрострањенији су калцијум и баријум.[8] Као и у другим групама периодног система, идући одозго надоле, од берилијума ка радијуму, са растућим редним бројем повећава се метални карактер и активност елемената што је условљено повећањем пречника атома и смањењем потенцијала јонизације елемената. За сада није објашњено зашто, али се зна да је енергија јонизације код радијума већа него што се очекивало. Због негативног редокс потенцијала добра су редукциона средства. Земноалкални метали се, иначе, одликују веома малим енергијама јонизације, па стога имају и мали коефицијент електронегативности који опада са порастом атомских бројева.
Ови елементи се лако растварају у киселинама, а берилијум се раствара и у алкалним хидроксидима јер је амфотеран. Загрејани на ваздуху бурно сагоревају дајући оксиде, који су базични, изузев берилијума чији је оксид амфотеран. Земноалкални метали дејствују и на воду (изузев берилијума) и прелазе у одговарајуће хидроксиде, који представљају јаке базе и веома су слабо растворљиви у води. Иначе ови елементи реагују и са азотом, са угљеником, са халогеним елементима итд.
Различита својства берилијума последица су тога што има мањи атомски и јонски полупречник, а и чињеница је да се код s и p- елемената јавља дијагонални ефекат .
Карактеристике
Хемијска својства
Као и код других група, чланови ове породице показују обрасце у својој електроничкој конфигурацији, нарочито најудаљеније љуске, што резултира трендовима у хемијском понашању:
Највећи део хемије је изучен код првих пет чланова групе. Хемија радијума није довољно успостављена услед његове радиоактивности;[3] и тог разлога су његова својства позната у ограниченој мери.
Берилијум је изузетак. Он не реагује с водом или паром, а његови халиди су ковалентни. Ако би берилијум формирао једињења са стањем јонизације +2, он би у знатној мери поларизовао оближње електронске облаке и проузроковао би велика орбитална преклапања, јер берилијум има велику густину наелектрисања. Сва једињења која садрже берилијум имају ковалентну везу.[9] Чак и једињење берилијум флуорид, које је у највећој мери јонско једињење берилијума, има ниску тачку топљења и ниску електричну проводљивост када се отопи.[10][11][12]
Сви земноалкални метали имају два електрона у својој валентној љусци, тако да се енергетски преферирано стање постизања попуњене електронске љуске остварује губитком два електрона и формирањем двоструко наелектрисанихпозитивнихјона.
^Нотација племенитог гаса се користи ради концизности; најближи племенити гас који претходи датом елементу је прво написан, и затим се електронска конфигурација наставља од те тачке.
^Енергије су дате у −kJ/mol, растворљивости у mol/L; HE значи „енергија хидрације”.
^Број у заградама се односи на неодређеност мерења. Та неодређеност се односи на најмање значајну цифру броја испред вредсности у заградама (тј., бројећи од најдесније цифре лево од заграда). На пример, 7000100794000000000♠1,00794(7) означава да је неодређеност 7000100794000000000♠1,00794±0,00007, док 7000100794000000000♠1,00794(72) означава 7000100794000000000♠1,00794±0,00072.[17]
Maguire, Michael E. "Alkaline Earth Metals." Chemistry: Foundations and Applications. Ed. J. J. Lagowski. Vol. 1. New York: Macmillan Reference USA, 2004. 33–34. 4 vols. Gale Virtual Reference Library. Thomson Gale.
Silberberg, M.S., Chemistry: The molecular nature of Matter and Change (3e édition, McGraw-Hill 2009)
Petrucci R.H., Harwood W.S. et Herring F.G., General Chemistry (8e édition, Prentice-Hall 2002)