Grupo 2A Metales Alcalinotérreos

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Algunas características 
físicas de los 
elementos del Grupo A 
Grupo 2A Metales 
Alcalinotérreos 
Nfunero Confi¡maclón En�a de Ioniza- Potencial Electzo- Radio Radio P.1, P.e. 
Atómico Electrónica ci6n (kJ/mol) qufmico Normal Atómico I6nico ºC •e
la. 
,...
Be 4 2.2 899 
1s22s2 
Mg 12 2.8.2 738 
. .. . 2s22p&392 
Ca 20 2.8.8.2 589 
. ... 3s23p64s2 � 
••" 
Sr 38 2.8.18.8.2 549 
.... 4s24p65s2 
Ba 56 2.8.18. 18.8.2 502 
. . . . 5s25p66s2 
Ra 88 2.8.18.32.18.8.2 
. . . . 6s26p67s2 
Algunos aspectos generales 
del grupo A 
2a. ('t'Olta) • o 
(A) (A) 
1757 -l.70 0.89 0.31 1280 2970 
1451 -2.37 1.36 0.65 650 1100 
{ 
1145 -2.87 1.74 0.97 850 1490 
. 
1064 -2.89 1.91 1.13 760 1380 
965 -290 1.98 1.35 710 1640 
La química del berilio difiere considerablemente de la de 
los otros miembros de este grupo y sus compuestos anhidros 
muestran un grado considerable de carácter covalénte -una 
consecuencia del pequeño tamaño del átomo de berili0-. Los 
compuestos del magnesio también exhiben un apreciable ca­
rácter covalente. Los otros cuatro miembros de este grupo, 
conocidos como "alcalinotérreos", tienen una química muy pa­
recida y sus compuestos son esencialmente iónicos. EJ. radio 
es radiactivo y se forma durante la desintegración radiactiva 
de los compuestos del t��U. 
Todos los miembros de este grupo son muy reactivos y, en 
consecuencia, no se encuentran en estado libre en la naturaleza. 
El berilio y el magnesio poseen una estructura hexa�onal .com­
pacta, y el estroncio una estructura cúbica de empaquetamiento 
compacto; estas dos estructuras básicas corresponden a las dos 
formas en que las esferas de r,idios iguales pueden exhibir 
empaquetamiento compacto y el número de coordinación de 
FIG. 1. Empaquetamiento 
compacto de átomos metálicos 
cada esfera es doce. El calcio puede adoptar cualquiera de estas 
dos estructuras, pero el bario tiene la cúbica centrada en el 
cuerpo de los metales alcalinos en la cual el número de 
coordinación es ocho. 
Las esferas de • radio igual pueden empaquetarse de modo 
-- que cualquiera de ellas esté en contacto con seis más. Se 
puede constituir una segunda capa de tal manera que cada 
esfera de esta 91µma se encuentre en contacto con tres esferas 
de la primera(Esta segunda capa se representa en la Fig. 16.1 
con esferas ,erdes. Una tercera capa puede situarse en dos 
formas. Si las esferas de esta capa se disponen de modo que 
coincidan con las de la primera, se dice que la estructura 
resultante es de empaquetamiento hexagonal compacto y la 
estructura básica se repite cada dos capas ( ABABABAB ... ) . 
Sin embargo, si las esferas de esta tercera capa se distribuyen 
alternadamente, se dice que la estructura es de empaqueta­
miento cúbico compacto y la estructura básica se repite cada 
tres capas ( ABCABCABC ... ) . Con la construcción de modelos 
de estas dos estructuras puede advertirse con facilidad que re­ 
presentan dos formas de empaquetamiento compacto de esferas. 
Los metales del Grupo 2A tienen dos electrones en su capa 
más externa, precedidos por una capa completa con ocho 
electrones --excepto en el berilio al cual corresponde una 
capa completa con dos de ellos-. En una combinación química, 
la transferencia de estos dos electrones externos origina un ion 
metálico dipositivo con la configuración electrónica estable de 
un gas noble, por ejemplo, el Mg2+ es isoelectrónico con el Na+ 
(2.8) y con el Ne(2.8 ). Por tanto, los compuestos que forman 
los cuatro miembros restantes de este grupo -calcio, estron­
cio, bario y radia-- son predominantemente iónicos y son só­
lidos de alto punto de fusión en los cuales el número de iones 
que rodea a uno de carga opuesta es el máximo posible. Los 
compuestos del magnesio son, en general, 
predominantemente iónicos, pero, como ya se mencionó, mues­
tran algo de carácter covalente, esto es, una transferencia parcial 
de los dos electrones más externos durante una combinación 
química. Esta tende_ncia es aún más pronunciada en el berilio 
y, por ejemplo, su cloruro BeCl2, se considera esencialmente 
covalente, ya que fundido conduce muy poco lá. corriente eléc­
trica. 
Las primeras energías de ionización de este grupo de me­
tales son considerablemente mayores que las de los metales 
alcalinos y la energía necesaria para formar los iones M2+ -la 
suma de la primera y segunda energías de ionización- es, en 
consecuencia, mucho mayor que la requerida para constituir 
!os iones metálicos unipositivos. La razón por la cual estos ele­
mentos forman compuestos iónicos se debe a que la agregación 
de iones positivos y negativos en una estructura cristalina 
simétrica libera una cantidad inmensa de energía y la forma.? 
ción total de un compúesto iónico es, por tanto, exotérmica. 
Estado natural, 
extracción y usos de los 
metales del Gmpo 2A 
Los puntos de fusión y de ebullición, así como la densidad 
de los metales del Grupo 2A son mayores que los de los ele­
mentos del Grupo lA; esto se debe a que los primeros tienen 
dos electrones de valencia por átomo y los últimos sólo uno 
para mantener unidos a los átomos de la estructura metálica. 
A medida que crece el número atómico, disminuye la ener­
gía de ionización y los potenciales son más negativos; se acre­
cienta, pues, la reactividad al recorrer hacia abajo el grupo. 
Los compuestos del calcio, estroncio y bario imparten colo­ 
raciones características a la flama las cuales sirven para identi­
ficarlos -calcio (roja-amarillenta), estroncio (escarlata) y ba­
rio (verde manzana). 
Este grupo de metales forma más compuestos covalentes 
que los del Grupo lA, en particular el berilio y el magnesio. La 
gran reactividad de los compuestos de Grignard, que son cova­
lentes, por ejemplo el C2H5MgBr, los hace muy importantes en 
química orgánica. 
El berilio se encuentra como berilo, 3BeO.Al20a,6Si02, el 
magnesio como magnesita, Mg2+COa2-, kiserita, Mg2+SOi-.H20, 
y carnalita K+Cl-.Mg2+(Cl-)2,6H20, También se halla en el agua 
de mar, de la cual se extrae en gran escala; el átomo central de 
la molécula de clorofila es el magnesio. El calcio, el estroncio 
y el bario sé encuentran como carbonatos y sulfatos. La pre­ 
sencia de magnesio y de calcio en las aguas naturales es la 
causa principal de su dureza. 
Los metales se extraen por electrólisis de sus haluros fun­
didos, se agregan otros haluros para abatir el punto de fusión 
y en el caso del berilio para que la masa fundida conduzca 
mejor la electricidad. El magnesio se utiliza más que los 
otros metales del Grupo 2A; su extracción del agua de mar 
involucra la precipitación del hidró­xido de magnesio por la 
adición de una lechada de cal ( que se obtiene de las conchas 
de las ostras-principalmente carbonato de calcio), su 
conversión a cloruro de magnesio por calenta­miento en una 
corriente de cloruro de hidrógeno y finalmente la electrólisis 
del cloruro fundido en presencia de otros haluros. Se emplean 
un tanque forrado de acero como cátodo y una barra de 
grafito como ánodo, el magnesio se descarga en el 
cátodo y flota sobre el electrólito fundido. Se protege de la ac­
ción atmosférica con una capa de gas doméstico. 
Mg2+ + Ca2+(QH-)2 --Mg2+(QH-)2 + Ca2+
del agua de mar 
Mg2+(0H-)2 + 2HCl ----+ Mg2+(CI-)2 + 2H20
Cátodo Anodo 
Descarga del Mg2+ +--Mg2+(CI-)2 --+Descarga del CI-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
Mg2+ + 2e-Mg 2CI----+ 2Cl· + 2e
2Cl· ---+Cl2
Propiedades de los metales 
del Gn1po 2A 
Oxidos de los metales 
del Grupo 2A 
El berilio se utiliza en la fabricación de recipientes para 
combustible atómico ya que absorbe muy pocos neutrones y 
no se toma radiactivo. También se utiliza como material por­
tador en los aparatos de rayos X ya que es transparente a dichos 
rayos. Aleado con cobre posee una mayor resistencia a la ten­
sión que cualquier otro material no ferroso. 
El magnesio se usa con amplitud en la fabricación de alea­
ciones ligeras, principalmente ligado conaluminio. También se 
utiliza para dar protección catódica a estructuras como cascos 
de embarcaciones y tuberías subterráneas; la gran reactividad 
del magnesio permite la corrosión de este metal antes que la de 
la estructura principal de acero. El magnesio también se em­
plea como agente reductor en la extracción de metales. 
El calcio, el estroncio y el bario metálicos no tienen muchos 
usos importantes. 
Propiedades ff.sicas 
Los metales son mucho más duros qu:e los del Grupo lA; 
éstos son buenos conductores de la electricidad. En estado puro 
tienen un color argentino, pero rápidamente pierden el lustre 
cuando se exponen al aire debido a que en su superficie se 
forma una capa de óxido. 
Propiedades químicas 
Los metales son muy reactivos, pero menos que los meta­
les alcalinos; la reactividad se hace mayor con el incremento 
del número atómico; Así, el berilio no descompone al vapor de 
agua, el magnesio arde en él y el calcio, el estroncio y el bario 
descomponen el agua con creciente vigor para formar el hidró­
xido e hidrógeno, por ejemplo 
Ca + 2H20 - Ca2+(QH-)2 + H2 
A temperatura adecuada éstos se combinan con una varie­
dad de no metales y forman óxidos, sulfuros, haluros y nitruros; 
el calcio, el estroncio y el bario también se combinan con el 
hidrógeno para formar hidruros. 
-
2Mg + 02 - 2Mg2+Q2-
Ca + S -ca2+s2-
Sr + Cl2 - Sr2+(CI-)2 
3Ba + N2 - (Ba2+)a(N3-)2 
Ca + H2 - Ca2+(H-)2 
Con los ácidos clorhídrico y sulfúnco diluidos producen la sal 
correspondiente e hidrógeno, por ejemplo 
Ca + 2H+CI-- Ca2+(CI-)2 + H2 
El óxido normal M2+Q2- se obtiene por calentamiento de los 
metales en presencia de oxígeno; el estroncio y el bario también 
forman el peróxido M11+Ol-, si el calentamiento se prolonga, en 
Hidróxidos de magnesio 
y de calcio M2·(0H-)2 
particular si se usa presión. Los óxidos normales se preparan 
convenientemente por descomposición de los carbonatos. 
El agua no ataca al óxido de berilio, BeO, y esto se debe, 
quizás, a que es covalente. �o_s_ cl�Jl!ált.ó:xidos. son iónicos y los 
iones óxido_ y_pey9J9.do act_lí,.an _ CO!!lO . ºª�s sustrayendo protones 
cielagüái - -
- ·-- .. -
02� + H20 -20H-
022- + 2H2.0 - 20H- + H202
El óxido de magnesio funde a 2800ºC y se usa en la fabri­
cación de recubrimientos de hornos de acero de hogar abierto. 
El óxido de calcio funde a una temperatura ligeramente menor; 
éste se emplea en muchas operaciones metalúrgicas para 
for­mar una escoria con las impurezas de los minerales 
metálicos. En el laboratorio se usa para secar amoníaco y 
eliminar las trazas de agua del etanol. Ambos óxidos se 
prepa­ran por descomposición de sus carbonatos, los cuales 
abundan en la naturaleza. 
La química descriptiva de estos elementos está orientada 
principahnente a los compuestos de magnesio y de calcio, ya 
que los compuestos del estroncio y del bario son muy parecidos 
a los del calcio. La química del berilio concuerda mejor con la 
del aluminio, su vecino diagonal en la Clasificación 
Periódica. 
Fabricación del hidróxido de calcio ( cal apagada) 
El hidróxido de magnesio no tiene usos importantes. El hi­
�29-�o de magnesio se fabrica por calentamiento de la pie<lra 
caliza a· Wl�C'férnperatufa de-apfüxiifüídamente lO00ºC y por 
adición de agua al óxido; la última reacción --conocida como 
apagado-- es oastarite exotérmica: ·-· ·- • . --·----· •--.,,"•�. -.� . - · ,,,.. �- "�-� . 
Ca2+C0s2-- Ca2+02.- + C02 
cal viva 
Ca2+Q2- + H20 - Ca2+(QH-)a 
cal apqada 
Reacciones de los hidróxidos de magnesio y de calcio 
Los hidróxidos de magnesio y de calcio son sólidos blancos 
y ambos son lo suficientemente solubles en agua para mostrar 
reacción alcalina frente a los indicadores. La solución de hi­
dróxido de calcio se conoce como agua de cal. 
. 
Mg2+(QH-)2 + 2H+CI- - Mg2+(CI-)a + 2H20 
o OH-+ H+ -H20
Ca2+(0H-)a + 2NH4+CI-- Ca2+(CI-)a + 2H20 + 2NH3 
o OH-+ NH4+ - H20 + NHa
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plazar 
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_ . . . .. . . .
sales 
.. . , ._ 
de 
- . 
amonio 
, . . 
por 
,. 
calentami
· - , , . 
eritp:
�- h!�ó,g,dQs_de..lllagnesia y_dg __ .c.a]cia, aJ igual que .los 
La solubilidad de los hidróxidos del Grupo 2A aumenta con 
el número atómico y el hidróxido de bario es lo suficientemente 
soluble en agua para preparar una solución M/ 10 y emplearse 
en análisis volumétrico. 
Usos del hidróxido de calcio 
El hidróxido de calcio tiene muchos usos; las siguientes, 
son algunas de sus aplicaciones más importantes: 
(a) El hidróxido de calcio desplaza al amoníaco de las sa­
les de amonio cuando se calienta la mezcla. Se utiliza 
para recobrar el amoníaco del licor amoniacal de las 
plantas de gas de alumbrado y en el proceso Solvay. 
Puede emplearse en el laboratorio para preparar este 
gas.
(b) Puede usarse como álcali barato en el tratamiento de 
suelos ácidos. De esta manera, los ácidos residuales 
provenientes de la descomposición de la materia 
orgá­nica, pueden ser neutralizados y las bacterias 
nitrificantes, las cuales no funcionan eficazmente en 
suelos ácidos, operan con efectividad.
(c) El mortero se prepara en forma de pasta mezclando 1 
parte de cal apagada y 3 partes de arena, en agua. El 
mortero primero fragua y reacciona con lentitud con 
el dióxido de carbono para formar pequeños cristales 
de carbonato de calcio, los cuales aglutinan fuerte­
mente a los granos de arena:
Ca2+(0H-)2 + C02 - Ca2+C0a2- + H20 
El deterioro del mortero se debe al hidrógeno carbo­
nato de calcio, soluble en agua, formado por la acción 
del agua de lluvia, que es una solución de ácido carbó­
nico: 
Ca2+C032- + H20 + C02 - Ca2+(HCOa-)2
agua de lluvia 
(d) El agua temporalmente dura puede ablandarse mediante 
la adición de cantidades calculadas de hidróxido de 
calcio, según el proceso Clark.
(e) El hidrógeno sulfito de calcio puede prepararse por 
barboteo de dióxido de azufre en una suspensión de hi­
dróxido de calcio en agua :
Ca2+(QH-)2 + 2S02 - Ca2+(HSOa-h 
La solución de hidrógeno sulfito de calcio elimina la 
lignina de la madera y deja libre celulosa (un polisa­
cárido) la cual se utiliza en la fabricación de papel. 
(f) El polvo blanqueador se fabrica haciendo pasar clo­
ro sobre hidróxido de calcio húmedo. Su estructura es
compleja pero se sabe que contiene iones Ca2+, OCI-,
Carbonatos de magnesio y . 
de calcio, M2-Co.2-
Cl- y OH- y agua. Se acostumbra representarlo con la 
fórmula simplificada Ca2+02-.Cl2, 
Ca2+(0H-)2 + Cl2 --+ Ca2+02-.CI2 + H20 
(g) Una suspensión de hidróxido de calcio (lechada de cal)
se usa para encalar. La solución que se obtiene al fil­
trar esta suspensión ( agua de cal) se emplea para la
detección del dióxido de carbono.
Estado natural de los carbonatos de magnesio y de calcio 
El carbonato de magnesio se encuentra como magnesita y 
asociado con carbonato de calcio como dolomita Mg2+CQ32-.Ca2+ 
COa2-. El carbonato de calcio existe en la naturaleza en dos for­
mas cristalinas, la calcita--el espato de Islandia (la cual es 
incolora), el mármol, la caliza y la creta (la cual es microcrista­
lina y se compone de los sedimentos de conchas de animales 
marinos muertos) tienen esta estructura básica: la aragonita es 
la segunda forma cristalina y es metaestable con respecto a la 
calcita; se encuentra en los mantos coralíferos. 
Propiedades de los carbonatos de magnesio y de calcio 
Estos carbonatos son sólo ligeramente solubles en agua y 
un calentamiento fuerte los transforma en los óxidos y dióxido 
el carbono. Como todos los carbonatos, éstos reaccionan con 
facilidad con los ácidos diluidos para formar sales, dióxido de 
carbono y agua. 
Usos de los carbonatos de magnesio y de calcio 
Por calentamiento fuerte el carbonato de magnesio se des­
compone en el óxido y dióxido de carbono. El óxido de magne­
sio se usa en la fabricación de recubrimientos para hornos de 
acero de hogar abierto._ 
El carbonato de calcio es.una materia prima básica para 
el proceso Solvay. También se emplea en la fabrica­ción de 
cemento, el cual esencialmente es silicato alumínico cálcico. 
Una mezcla de caliza y arcilla se calienta en un largo horno 
cilíndrico rotatorio y el producto, el cemento, se muele hasta 
obtener un polvo fino. Este se mezcla con agua hasta 
obtener una pasta, ya sea solo o con arena, la cual solidifica 
en pocas horas y se sigue endureciendo en el curso de los años. 
El concreto se produce por adición de arena y grava al ce­
mento. Se usa en la misma forma que el cemento y cuando 
se aplica sobre una estructura de acero se conoce como con­
creto reforzado. Los cambios químicos responsables del fra­
guado del cemento y del concreto son bastante complejos. 
El carbonato de calcio se usa en la industria vidriera, y en 
la fabricación de cal viva y cal apagada, cuyos usos se 
mencionaron con anterioridad. 
Hidrógeno carbonatos de 
magnesio y de calcio, 
MH(Hcon2 
Haluros de magnesio y de 
calcio M:z.+(X-)2 
No se conocen los hidrógeno carbonatos sólidos a tempera­
tura ambiente, pero son los causantes de la dureza temporal 
del agua. El agua de lluvia ataca cualquier roca que contenga 
carbonatos de calcio y de magnesio y se forma una' solución 
diluida de los hidrógeno carbonatos; por ejemplo, 
Ca2+C032- + H20 + C02 - Ca2+(HC03-)2 
Cuando se hierve el agua que contiene los hidrógeno carbona­
tos disueltos, se hace reversible la reacción precedente y se 
forma un depósito de los carbonatos. La formación de estalac­
titas y estalagmitas en cavernas de caliza se debe a la des­
composición del hidrógeno carbonato a medida que se evapora 
la solución . 
. Fluoruros, M2+(F-)2 
El fluoruro de magnesio es virtualmente insoluble en agua; 
el fluoruro de calcio y los fluoruros de los otros metales del 
Grupo 2A son sólo un poco más solubles. Esta solubilidad con­
trasta de manera notable con la de los cloruros, bromuros y yo­
duros correspondientes y se debe a la gran energía reticular 
de los fluoruros. 
El fluoruro de calcio se encuentra en la naturaleza como 
fluoropatita; ésta se usa en la fabricación del fluoruro de hidró­
geno mediante la reacción con ácido sulfúrico concentrado: 
Ca2+(F-)2 + H2S04 - Ca2+S042- + 2HF 
Cloruros, M2+(Cl-)2 
- Ambos cloruros cristalizan de agua como hexahidratos,
M2+(Cl-)2.6H20 
y son muy delicuescentes. Debido a que es barato -es un sub­
producto del proceso Solvay- y delicuescente, el cloruro de 
calcio anhidro es de uso frecuente en el secado de gases y líqui­
dos orgánicos. Sin embargo,. no puede emplearse para secar 
amoniaco y etanol ya que forma complejos cuyas respectivas 
fórmulas son: 
Ca2+(NHa)s(Cl-)2 y Ca2+(C2H110H)4(Cl-)2 
Por calentamiento, el cloruro de magnesio hidratado se hi­
droliza en su agua de cristalización con desprendimiento de clo-
ruro de hidrógeno y la formación del óxido: 
• Mg2+(Cl-)2 +· H20 - Mg2+Q2- + 2HCl
En consecuencia es imposible obtener el cloruro anhidro por 
evaporación de una solución acuosa del cloruro; no obstante, 
puede obtenerse si la evaporación se lleva a cabo en una co­
rriente de cloruro de hidrógeno, el cual hace reversible la reac­
ción precedente. El cloruro de calcio también se hidroliza por 
calentamiento, pero en una proporción mucho menor. 
Nitratos de magnesio y de 
calcio M2+(N0.-)2 
Sulfatos de magnesio y de 
calcio 
M2+so,
2
-
El magnesio y el calcio se extraen de sus cloruros fundidos, 
pero como el calcio metálico no se usa en gran escala, virtual­
mente todo el cloruro de calcio que se produce en el proceso 
Solvay es un producto de desecho. Por sus propiedades deli­
cuescentes a veces se utiliza para eliminar el polvo de las minas 
de carbón y sobre caminos secundarios. 
Bromuros, M2+(Br-)2 y yoduros, M2+(I-)1 
Estos son parecidos a los cloruros; el bromuro y el yoduro 
de magnesio son apreciablemente solubles en disolventes orgá­
nicos tales como alcoholes, cetonas y éteres, con los cuales 
forman complejos. 
Estos pueden obtenerse mediante la reacción de los metales, 
óxidos, hidróxidos o carbonatos con ácido nítrico diluido y 
cristalizando las soluciones resultantes. Al igual que tcxlos los 
nitratos, excepto los de los metales alcalinos, se descomponen 
por calentamiento y dan lugar al óxido, dióxido de nitrógeno 
y oxígeno; por ejemplo, 
2Ca2+(NOa-h- 2Ca2+02- + 4N02 + 02
El nitrato de calcio se usa como fertilizante nitrificante; 
una mezcla del nitrato y del dihidrógeno fosfato Ca2+(H2PO4-)2, 
denominada "nitrophos", se prepara por reacción de la roca f os­
fórica, (Ca2+ )a(P048-)2, con ácido nítrico. 
El sulfato de magnesio se encuentra como la sat de Epsom, 
Mg2+SQ42-.7H2O, y asociado con el cloruro y el sulfato de potasio 
en los depósitos de Stassfurt. Se usa como purgante y para 
otros propósitos medicinales. 
El sulfato de calcio se encuentra como anhidrita, Ca2+SOi-, 
y como yeso, Ca2+SOl-.2H20. Aunque éste es mucho menos so­
luble en agua que el sulfato de magnesio, el cual se disuelve 
espontáneamente, ambos sulfatos son la causa principal de la 
dureza de las aguas naturales. 
Los sulfatos de magnesio y de calcio se reducen a sulfuros 
cuando se calientan con carbón; por ejemplo, 
Mg2+S042- + 2C - Mg2+S2- + 2C02 
Cuando el yeso se calienta a una temperatura ligeramente 
mayor que lO0ºC, pierde las tres cuartas partes de su agua de 
cristalización y se convierte en el blanco de París: 
2Ca2+S042-.2H20- (Ca2+S042-)2.H20 + 3H20 
Por adición de agua, el blanco de París desprende calor y fragua 
rápidamente, expandiéndose en el proceso. Se usa para hacer 
moldes de yeso, en recubrimientos para paredes y en cirugía 
para mantener rígidas las extremidades lesionadas. 
La anhidrita algunas veces se utiliza como fuente de dióxido de 
azufre en la fabricación de ácido sulfúrico. 
Sales cálcicas de otros 
oxiácidos 
Carburos y nitruros de 
magnesio y de calcio 
Cuando el sulfato de calcio se ·calienta con coque a 1 000ºC 
se reduce a sulfuro: 
Ca2+S042- + 2C ---+ Ca2+s2- + 2C02 
La temperatura asciende a 1 200ºC cuando el exceso de sulfato 
de calcio reacciona con el sulfuro de calcio: 
Ca2+S2- + 3Ca2+SOi-- 4Ca2+02- + 4S02 
Cuando la arena o la arcilla reaccionan con el óxido de calcio 
para formar silicato de calcio ( Cemento Portland) la tempe­
ratura sube a 1 500°C: 
\ 
Ca2+02- + Si02 _....,. Ca2+SiOa2-
En consecuencia, el coque, la arena y la anhidrita producen 
dióxido de azufre y cemento Portland, y la reacción global es: 
2Ca2+S042•• + C + 2Si02 ---- � 2Ca2+Si0a2- + 2S02 + C02 
El sulfato de amonio, un fertilizante nitrificante, se fabrica 
haciendo reaccionar sulfato de calcio pulverizado con una solu­
ción de amoníaco que contenga dióxido de carbono ( esencial­
mente carbonato de amonio). Esta reacción tiene lugar porque 
el carbonato de calcio es aún más insoluble en agua que el 
sulfato: 
' 
Ca2+S042- + (NH4+)2COa2----+ Ca2+COa2- + (NH4+)2S042-
El carbonato de calcio se filtra y el sulfato de amonio cristaliza 
del filtrado. 
El hidÍógeno sulfito de calcio, Ca2+(HSOs-)2, se emplea en 
la fabricación del papel (Pág. 389), y el fosfato de calcio, 
(Ca-a+)a(POl-)2, es la fuente de los fertilizantes fosfáticos y 
de fósforo. 
Carburo.s (acetiluros), M2+(C=C)2-
Los carburos pueden prepararse por reacción del óxido con 
carbón a temperatura elevada; el carburo de calcio es de con­
siderable importancia industrial y se obtiene por reacción de la 
cal con coque en un horno eléctrico a una temperatura aproxi­
mada de 2 000 ºC. Por adición de agua el carburo de calcio 
forma acetileno, que es una materia prima de vital importancia 
en la industria química orgánica. 
Ca2+02- + 3C ------.-). Ca2+(C:::C)2- + CO 
'.- Ca2+(C=C)2- + 2H20 --➔ Ca2+(0H-)2 + HC:::CH 
Nitruros, (M2+)8 (N8-)2 
Los nit ruros se forman cuando se calientan los metales en 
atmósfera de nitrógeno. La adición de agua los hidroliza y libe­
ran amoníaco. 
Hidrólisis de las sales 
metálicas del Grupo 2A 
Resumen de las 
tendencias del Grupo 2A 
3Mg + N2 --- (Mg2+h(N3-h 
(Mg2+h(N3-)2+ 6H20--+ 3Mg2+(0H-)z + 2NH3 
Ramsay empleó la formación del nitruro de magnesio para ob­
tener los gases nobles a partir del aíre. La hidrólisis del nitruro 
para obtener amoníaco, se utiliza como prueba de laborato­ 
rio para identificar nitrógeno. 
Las sales-solubles de los ácidos fuertes (por ejemplo, cloru­
ros y nitratos) de estroncio y de bario son neutras en solución 
acuosa y las del magnesio y del calcio sólo muy ligeramente 
ácidas. Las sales correspondientes del berilio se hidrolizan en 
solución e invariablemente dan reacción ácida. , 
Este com_portamiento coñciietda bien---c�� el incremento 
progresivo del tamaño iónico al avanzar verticalmente hacia 
abajo en este grupo particular. Aunque fa mayoría de los com­
puestos de berilio son covalentes, el ion hidratado [Be(H20)i]2+
existe en solución y es mucho más pequeño que el de magnesio. 
Por su pequeño tamaño, el ion berilio puede atraer muy 
fuertemente moléculas de agua y, con esto, debilitar los 
enlaces hidrógeno-oxígeno de dichas moléculas; en consecuen­
. cía, otras moléculas del disolvente agua pueden actuar como 
bases de BnJmsted-Lowry y sustraer protones: -
[Be(H2Ü)4]2+ + H20 � [Be(H20)a(OH)]+ + H30+
Los hidrógenos carbonatos y los sulfuros de estos metales, 
al igual que los de los metales alcalinos, dan, por la misma 
causa, reacción alcalina en solución acuosa. 
Aunque los hidruros, carburos y nifruros de estos metales 
no se clasifican como sales, se hidrolizan ya qué los iones hi­
druro, carburo y nitruro son bases fuertes. 
H- + H20 --+ OH- + H2 
(CÉC)2- + 2H20---+ 20H- + HC:::CH 
N3- + 3H20--+ 30H- + NH3 
Los elementos de este grupo son muy electropositivos, aun­
que menos que los miembros correspondientes al grupo de los 
metales alcalinos. La electropositividad crece con el número 
atómico. En consecuencia, forman compuestos predominante­
mente iónicos, exceptuando a los del berilio, en los cuales los 
enlaces son, por lo común, covalentes. La razón de esto puede 
atribuirse . al pequeño tamaño del átomo de berilio comparado 
con los tamaños de los otros átomos del Grupo 2A: el núcleo 
del beriijo, por tanto, ejerce _una considerable fuerza de atrac­
ción sobré sµs dos electrones· externos de valencia y con esto 
evita su transferencia durante una reacción química. La quí­
mica del berilio es comparable con la del aluminio, su vecino 
diagonal . 
Los metales del Grupo 2A forman hidróxidos los cuales son 
bas�s fuertes, excepto el de berilio que es anfótero; la solubi-
FIG. .2. Estructura del km 
calcio tetraetanolato 
lidad de estos hidróxidos crece con el número atómico. Sus sales 
son medianamente estables al calor, pero menos que las de los 
correspondientes metales alcalinos. Por tanto, los carbonatos 
pueden descomponerse en los óxidos y dióxido de carbono a 
temperatura elevada y la descomposición de los nitratos pro-
• duce los óxidos, dióxido de nitrógeno y oxígeno; la estabilidad 
térmica aumenta con el número atómico. Los hidrógeno 
carbo­natos existen en .solución, pero cualquier intento para 
separar­los como sólidos és inútil ya que éstos se transforman 
en car­bonatos.
La solubilidad de las sales del Grupo 2A muestra una ten­
dencia definida pero en ciertos casos ésta aumenta con el 
núme­ro atómico y en otros disminuye. La solubilidad de los 
fluoruros aumenta con el número atómico, pero la de los 
cloruros, carbo­natos y sulfatos decrece en este orden. Para 
explicar estas ob­ servaciones es necesario considerar los 
cambios de las energías reticulares y de hidratación de las sales 
comparables. La solubilidad de los fluoruros crece en el orden 
Mg < Ca < Sr < Ba debido a que la energía reticular decrece 
más rápidamente en esta serie que la energía de hidratación. 
Lo contrario es válido para los cloruros, carbonatos y sulfatos 
por la razón de que en estos compuestos la energía reticular de 
las sales corres­pondientes disminuye con menos rapidez que la 
energía de hi.­dratación.
Con· el aumento de tamaño atómico y del número atómico de los 
metales del Grupo 2A se presenta un incremento de la 
reac­tividad química y el calcio, el estroncio y el bario_son lo 
sufi­cientemente reactivos -para-forzar al átomo de 
hidrógeno a aceptar un electrón y formar hidruros iónicos. 
Los nitruros y carburos iónicos pueden obtenerse por 
combinación directa y en este aspecto no existe paralelismo 
con el Grupo lA, excepto con el litio, el cual tiene un ion 
lo suficientemente pequeño para formar un carburo y un 
nitruro con retículos estables. Los metales del Grupo 2A no 
forman óxidos que contengan al ion superóxido, posiblemente 
porque sus iones son tan pequeños que no constituyen un 
retículo cristalino estable sus iones son mucho más pequeños 
que los de los metales alcalinos. Los iones de estroncio y de 
bario, por ser los más grandes, pueden formar, al igual que los 
metales alcalinos y por la misma razón, los peróxidos, pero 
se requiere presión.
La tendencia de los iones metálicos del Grupo 2A a formar 
complejos disminuye con el aumento del número atómico; por 
esta razón, de los iones más pesados, sólo el calcio forma un 
complejo con el etanol. El ion calcio tetraetanolato posiblemente 
involucra enlaces dativos de los átomos de oxigeno de las mo­ 
léculas de etanol, con las cuatro moléculas de etanol distribui­
das tetraédricamente ( teoría de la repulsión del par electrónico 
(Fig. 2) ),
El magnesio, el cual tiene un ion más pequeño que el cal­cio, 
forma complejos con mayor facilidad y la solubilidad de su 
bromuro y yoduro en alcoholes, cetonas y éteres probable-
Anomalías del berilio - 
relació;. diagonal con el 
aluminio 
mente se debe a la formación de complejos enlazados dati­
vamente con enlaces entre el ion magnesio y el oxígeno de los 
-líquidos orgánicos. El ion complejo MgCJ..2 se encuentra en el 
compuesto (NH,+)2MgCll- y probablemente los iones cloruro 
estén distribuidos tetraédricamente alrededor del átomo central 
de magnesio. Como al berilio le corresponde el ion más pe­
queño de este grupo de elementos, éste es el que tiende natural­
mente a formar complejos con mayor facilidad, ya que el· ion 
pequeño con carga positiva puede ejercer una considerable atrac­
ción sobre otros iones o moléculas que tengan pares d� electro­ 
nes no compartidos. El fluoroberilato de amonio (NH,+ )2BeF.2-, 
contiene el ion BeF .2- tetraédrico; el ion hidratado de berilio 
[Be(H20 ),]2+ también es tetraédrico. 
Las fórmulas de estos complejos obedecen la teoría del octe­ 
to, puesto que cuatro enlaces dativos proveen ocho electrones; 
su forma tetraédrica también es consistente con la idea de que 
los pares de electrones tienden a distribuirse por si mismos en tal 
forma que se encuentren lo más separados posible. 
La química del berilio muestra muchas semejanzas con la 
del aluminio y exactamente por las mismas razones por las que el 
litio se asemeja al magnesio. Las diferencias entre el berilio y 
el magnesio son aún más contrastantes que las del litio con el 
sodio, y son tantas sus semejanzas con el aluminio 
, que en un tiempo se pensó que su valencia era de tres. Entre 
sus semejanzas diagonales pueden mencionarse las siguientes: 
(a) El ácido nítrico hace pasivos a ambos metales.
(b) Ambos metales reaccionan con una solución de hidró­
xido de sodio con desprendimiento de hidrógeno:
Be + 20H- + 2H20--+ Be(OH)42- + H2
ion berilato 
2Al + 20H- + 6H20--+ 2Al(OH)4- + 3H2 
Ion aluminato 
(e) Los óxidos e hidróxidos de aluminio y de berilio son
anfóteros (Pág. 185).
( d) Los cloruros son polímeros sólidos covalentes en estado
anhidro, (BeC12),, y (AlCls),,, que se disuelven fácil­
mente en disolventes orgánicos. Estos se hidrolizan
con facilidad desprendiéndose cloruro de hidrógeno.
(e) El carburo de berilio, Be2C, y el carburo de aluminio,
Al,Ca, cuando se tratan con agua producen metano, a
-,, diferencia de los CQl'puros iónicos del Grupo 2A. Estos 
también se conocen como meturos: 
Be2C + 4H20 -2Be(OH)2 + CH4 
A!.;.r + 12H20-4Al(OH)a + 3CH4 
(f) Los complejos análogosde beril:i-0 y de aluminio tienen
estabilidades semejantes, por ejemplo, BeF ..,2- y AlFea-.
Cuestionario 
de] capítulo
El primero es tetraédrico y el segundo octaédrico, se­ 
gún la teoría simple de la repulsión del par de electro­ 
nes. 
1 En los textos de química inorgánica algunas veces se encuentran 
tablas del siguiente tipo. 
Be Mg Ca Sr Ba 
Número atómico 4 12 20 38 56 
Configuración 2s2 Js2 4s2 5s2 6s2 
Radio atómico, .Á. 0.89 1.36 l. 74 l. 91 1.98 
Radio iónico, Á 0.31 0.65 0.97 1.13 l.35
Potencial electro-
químico normal, 
volts ( escala 
del hidrógeno) - l. 70 -2.37 -2.87 -2.89 -2.90
(a) Discuta la importancia de los datos de la tabla.
(b) Demuestre cómo pueden emplearse los datos numéricos citados
para la interpretación de las propiedades químicas de este grupo
de elementos. Incluya en su discusión, entre otras cosas, alguna
referencia a la solubilidad de sus sales y a las reacciones de
los metales con el agua. ( JMB) 
Z Tomando como ejemplos a los elementos del berilio al bario, demues­
tre cómo varían las propiedades químicas de un grupo de la Tabla 
Periódica con el número atómico. Limite sus respuestas a la dis­
cusión de las propiedades de: 
( a) los elementos,
(b) los cloruros,
(e) los óxidos,
( d) los sulfatos. (O & C) 
3 Las segundas energías de ionización de los metales del Grupo 2A son 
mucho mayores que las primeras. Entonces, ¿por qué los metales 
de e91:e grupo no forman compuestos univalentes? 
4 Compare y confronte la química de los metales del Grupo lA con 
la de los metales del Grupo 2A. Limite sus respuestas a la discusión 
de los siguientes : 
( a) radios atómicos y iónicos,
(b) energías de ionización,
( c) puntos de fusión de los metales,
( d) naturaleza básica de los óxidos e hidróxidos,
(e) estabilidad en general de sus compuestos,
(f) solubilidad de sus compuestos.
Explique las diferencias donde sea posible.
5 ¿Cómo se obtiene el magnesio en gran escala? 
¿Cómo puede preparar a partir de magnesio 
(a) cloruro de magnesio anhidro,
( b) óxido de magnesio,
( c) hidróxido de magnesio? (C) 
6 Describa someramente la química del calcio metálico y de cuatro 
de sus compuestos de importancia industrial. (O & C) 
7 Con sus conocimientos de la química del calcio y de las tendencias 
generales del Grupo 2A, prediga la química del radio. Limite sus 
respuestas a la discusión de: 
(a) la reactividad del radio metálico ( excluyendo la radiactividad),
(b) la naturaleza y reactividad de sus compuestos; por ejemplo, el
óxido, el hidruro, el cloruro, el carbonato y el sulfato,
( c) las solubilidades del carbonato y del sulfato en comparación con
la del bario.
8 Discuta la relación diagonal del berilio con el aluminio. 
9 ¿Qué se entiende por (a) periodo, (b) grupo, de la Tabla Periódica? 
El número de elementos de un periodo puede ser 2, B, 1B y 32; ex­
plique la razón de esto. 
Justifique la posición del bario en la Tabla Periódica mediante la 
consideración de sus propiedades y las de sus compuestos. 
(C)