Os Metais Alcalino-Terrosos formam o grupo 2 (2A) da Tabela Periódica e incluem berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra). São metais prateados, de valência típica +2, amplamente estudados por sua reatividade, importância biológica e aplicações industriais.
Origem do nome e posição na Tabela Periódica
O termo “alcalino-terroso” vem do fato de seus óxidos (as “terras” dos antigos alquimistas) apresentarem caráter básico (alcalino). Na tabela, situam-se imediatamente à direita dos Metais Alcalinos (grupo 1) e antes do bloco d, compartilhando a configuração de valência ns².
Elementos da família
- Berílio (Be) — Z=4
- Magnésio (Mg) — Z=12
- Cálcio (Ca) — Z=20
- Estrôncio (Sr) — Z=38
- Bário (Ba) — Z=56
- Rádio (Ra) — Z=88 (elemento radioativo)
Configuração eletrônica e tendências periódicas
Todos possuem dois elétrons na camada de valência (ns²) e tendem a perdê-los formando cátions M²⁺. Ao descer no grupo:
- aumentam o raio atômico e a reatividade;
- diminuem a energia de ionização e, em geral, a eletropositividade cresce;
- a eletronegatividade aumenta de baixo para cima (Be é o mais eletronegativo do grupo).
Propriedades físicas e químicas
- Estado físico: todos são sólidos em condições ambientes, de brilho metálico.
- Densidade e dureza: Be e Mg têm baixa densidade; os demais são mais densos. Em geral são mais duros que os alcalinos (Be é relativamente duro), mas mais macios que muitos metais de transição.
- Pontos de fusão: variam dentro do grupo; Be e Mg têm pontos mais altos que Ca, Sr e Ba.
- Reatividade: reagem com água e oxigênio formando hidróxidos e óxidos, respectivamente, com vigor crescente de Be → Ra.
Reatividade: água, oxigênio e halogênios
- Com água: Be não reage em água líquida (forma película passivadora); Mg reage lentamente a frio e mais rápido em água quente/ vapor; Ca, Sr e Ba reagem com maior vigor, liberando H₂ e formando hidróxidos M(OH)₂ (básicos).
- Com oxigênio: formam óxidos MO (p.ex., MgO, CaO). Alguns também formam peróxidos/superóxidos sob condições específicas.
- Com halogênios: reagem formando haletos iônicos MX₂ (como CaCl₂, MgBr₂), geralmente solúveis em água (exceto algumas exceções para fluoretos/carbonatos/sulfatos, que podem ser pouco solúveis).
Compostos importantes e solubilidade
- Óxidos: MgO (refratário), CaO (cal virgem, básico e cáustico).
- Hidróxidos: Mg(OH)₂ (antiácido), Ca(OH)₂ (cal apagada, tratamento de águas e argamassas).
- Carbonatos: CaCO₃ (calcita, mármore; cimento; corretivo de solo). A solubilidade dos carbonatos declina ao descer no grupo.
- Sulfatos: BaSO₄ é insolúvel (usado como contraste radiológico); MgSO₄ e CaSO₄ têm solubilidade moderada/baixa.
Ocorrência e extração
- Magnésio: obtido de salmouras e minerais (dolomita, magnesita) por processos eletrolíticos/térmicos.
- Cálcio: não ocorre como metal livre; seus compostos (calcário, gesso) são abundantes na crosta.
- Estrôncio: celestita (SrSO₄) e estroncianita (SrCO₃) são fontes típicas.
- Bário: barita (BaSO₄) e witherita (BaCO₃) são minérios importantes.
- Berílio: berilo (Be₃Al₂Si₆O₁₈) e crisoberilo; extração complexa e controlada por questões de saúde.
- Rádio: traços em minerais de urânio; radioativo, produzido e manipulado sob protocolos rígidos.
Aplicações
- Mg e ligas de magnésio: aeroespacial, automotivo (baixo peso), pirotecnia, baterias (sal de Mg em eletrólitos).
- Ca e compostos: cimento, cal, siderurgia (dessulfurização), agricultura (corretivo de acidez).
- Sr: sais conferem cor vermelha a fogos de artifício; aplicações em ferrites e cerâmicas especiais.
- Ba: BaSO₄ (contraste radiológico), fluidos de perfuração, cerâmicas; (atenção: sais solúveis de Ba são tóxicos).
- Be: ligas beryllium-copper (molas, contatos), janelas de raios X (transparente a RX); excelente rigidez específica.
- Ra: interesse histórico e científico; hoje uso é restrito por radiotoxicidade.
Aspectos biológicos
- Magnésio: componente do clorofila e cofator enzimático; essencial à vida.
- Cálcio: ossos e dentes, sinalização celular, coagulação sanguínea.
Segurança e meio ambiente
- Berílio: partículas e compostos são tóxicos (risco de beriliose); manipulação com exaustão e EPIs.
- Bário: sais solúveis (ex.: BaCl₂) são tóxicos; o BaSO₄ é praticamente insolúvel e seguro nas aplicações médicas.
- Rádio: radioativo; exige blindagem, contenção e descarte especializado.
- Metais reativos com água/umidade (especialmente Ca, Sr, Ba) devem ser armazenados sob óleo inerte e manuseados longe de fontes de ignição.
Curiosidades (cores de chama)
- Cálcio: laranja-avermelhado
- Estrôncio: vermelho intenso
- Bário: verde
- Cobre (referência): verde-azulado (não pertence ao grupo 2, mas é usado como comparação em testes de chama)
FAQ – Perguntas Frequentes sobre Metais Alcalino-Terrosos
Quais são os Metais Alcalino-Terrosos?
Berílio (Be), magnésio (Mg), cálcio (Ca), estrôncio (Sr), bário (Ba) e rádio (Ra).
Qual é o número de oxidação típico?
O estado de oxidação +2 é o mais comum para todos os elementos do grupo (formam M²⁺). Estados como +1 ou +3 são raros/excepcionais.
Como reagem com água?
Be não reage em água líquida; Mg reage lentamente a frio (mais rápido com aquecimento); Ca, Sr e Ba reagem de forma progressivamente mais vigorosa, liberando H₂ e formando M(OH)₂.
Todos têm baixa densidade e são moles?
Não. Be é relativamente duro e leve; Mg é leve e relativamente macio; Ca, Sr e Ba são mais macios que muitos metais de transição, porém mais densos. A generalização “todos são moles e de baixa densidade” é imprecisa.
O rádio tem “vida muito curta”?
O rádio é radioativo. O isótopo mais conhecido, Ra-226, possui meia-vida ~1600 anos — curto se comparado a elementos estáveis, mas longo frente a muitos radioisótopos.
Quais aplicações se destacam?
Mg em ligas leves e refratários; Ca e seus compostos no cimento, cal e agricultura; Sr em fogos de artifício (vermelho) e cerâmicas; BaSO₄ como contraste; Be em ligas especiais e janelas de RX.