METALES ALCALINO-TÉRREOS:

Metales alcalino-térreos del grupo 2:

Este grupo está constituido por el berilio, el magnesio, el calcio, el estroncio, el bario
y el radio. Destacamos que el radio es un elemento con propiedades radioactivas.

Estado natural
Al igual que en los metales alcalinos del grupo 1, estos elementos no se encuentran
libres en la naturaleza, sino que se encuentran formando compuestos en algunos
minerales.
* Berilio
Berilio se encuentra en la naturaleza como:
Berilo fórmula Be3Al2(SiO3)6 forma piedras preciosas como el agua marina que es de color
azul, y la esmeralda de color verde.
Crisoberilo: fórmula BeAl2O4
* Magnesio:
El magnesio es el séptimo elemento más abundante en la corteza terrestre, sin embargo no se
encuentra libre, sino que se encuentra en más de 60 minerales, siendo los más importantes
industrialmente los depósitos de dolomita, magnesita, brucita, carnalita y olivinas. También
se encuentra en la clorofila y en el agua de mar como MgCl2.
* Calcio:
Es el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre representando el 3,6 % en peso,
pero no se encuentra en estado nativo sino en minerales como la calcita, el mármol, la caliza,
el yeso, el alabastro, la fluorita, la apatita.
* Estroncio:
El estroncio es un elemento abundante en la naturaleza y se encuentra mayoritariamente en
forma de sulfato (celestina) y carbonato (estroncianita).
* Bario
El barrio ocupa el lugar número 18 de los elementos más abundantes en la naturaleza,
ocupando una parte por 2.000 de la corteza terrestre. Esta se encuentra principalmente en los
minerales barita y witherita.
* Radio
El radio proviene de la desintegración del 238U y tiene un tiempo de vida media de 1800 años.
Obtención
A semejanza de los metales alcalinos, los metales alcalino-térreos se obtienen generalmente
por electrólisis de sus halogenuros fundidos a los que se le agregan otros cloruros para la
formación de eutécticos que disminuyen el punto de fusión. En los casos en los que se utilice
la electrólisis para la obtención de estos elementos se debe usar la sal anhidra, y se emplea un
ánodo de carbono y un cátodo de hierro. Por ejemplo, el magnesio y el calcio se obtienen
generalmente por electrólisis de sus respectivos cloruros, es decir MgCl2 y CaCl2.
Algunos metales alcalino-térreos también se pueden obtener de otras maneras. Por ejemplo:
En el caso del magnesio:
MgO + C 🡪 Mg + CO
O sino también se los puede obtener desalojándolos de sus óxidos con metales más
reductores, como en el caso del bario:
3BaO + 2Al 🡪 3 Ba + Al2O3
Berilio
● Se calienta el mineral de berilio con hexafluorosilicato de sodio Na2SiF6 para
producir BeF2. Luego éste se reduce con Mg: BeF2 + Mg Be + MgF2
● Por electrólisis de BeCl2 fundido. Debido a su naturaleza covalente, fundido no es
conductor. Se debe añadir NaCl como electrolito
Cátodo: Be+2 + 2 e- 🡪 Be
Ánodo: 2Cl- 🡪 Cl2 + 2e-

Magnesio
Proceso Dow Chemical
Se utiliza agua de mar o dolomita como fuente de hidróxido de Ca y Mg. Por descomposición
térmica de los carbonatos se obtienen los óxidos:
CaCO3.MgCO3🡪 CaO.MgO + 2 CO2 (g)
Por hidrólisis origina los hidróxidos: CaO + H2O 🡪 Ca(OH)2
MgO + H2O 🡪 Mg(OH)2
La precipitación del Mg(OH)2 se realiza en grandes cubas. Mg(OH)2 se disuelve con HCl.
La disolución se concentra por evaporación precipitando el MgCl2 que se electroliza en unas
celdas semejante a las Downs.

Propiedades
Los metales alcalino-térreos son metales más duros que los alcalinos y a pesar de su
fragilidad, estos pueden trabajarse. Por su mayor dureza, se deduce que el enlace metálico
que mantiene unido los átomos de estos elementos es más fuerte que el enlace de los metales
alcalinos. El siguiente cuadro resume las propiedades de estos elementos:
Presentan puntos de fusión más elevados. Son buenos reductores aumentando su capacidad
de oxidarse con Z.
Los puntos de ebullición, fusión y los calores de sublimación son más altos que los de los del
grupo 1 y disminuyen con Z. Los radios atómicos y los iónicos aumentan con Z. La entalpía
de hidratación disminuye a medida que aumenta el tamaño del ión.
Se observa también que los radios atómicos y iónicos van aumentando con Z, pero son más
pequeños que los de los metales alcalinos y esto se debe a que tienen una carga más alta en el
núcleo que la del ion alcalino correspondiente.
La energía de hidratación disminuye a medida que aumenta el tamaño del ion y son mucho
mayores que las de los elementos del grupo 1, esto también es consecuencia de su mayor
carga nuclear.
Las segundas energías de ionización son más grandes que las primeras. Por este motivo
parecería que la ionización +1 sería más fácil que la +2, sin embargo, el ion Me2+ resulta más
estable. Así, el estado de oxidación de los metales alcalino-térreos en la mayoría de sus
compuestos es +2.
Los valores de los potenciales estándar de reducción muestran que el berilio y el magnesio
son los reductores más débiles.
Físicamente, estos metales son de color gris plateado.
El berilio y el magnesio no atacan al agua, mientras que el calcio, el estroncio y el bario si lo
hacen, dando los hidróxidos correspondientes y desprendiendo H2.
Por último, se observa que al igual que ocurría en los metales alcalinos con el litio, las
propiedades del berilio son un tanto distintas a las de los demás elementos del grupo, lo que
se debe a su tamaño reducido. En consecuencia, el comportamiento del berilio resulta más
similar al del aluminio que a los otros elementos del grupo.
Se queman con llamas de varios colores: berilio (blanco), magnesio (blanco brillante), calcio
(rojo), estroncio (carmesí), bario (verde) y radio (rojo). Ca Sr Ba Be El Mg produce una luz
blanca y brillante cuando se quema, por lo cual se emplea en la fotografía con flash y fuegos
artificiales.
Compuestos
A continuación se enuncian algunos de los compuestos de mayor importancia formados por
los metales alcalino-térreos.
* Óxidos e hidróxidos
Los óxidos de los metales alcalino-térreos se pueden obtener por síntesis o por
descomposición térmica de los carbonatos. Estos son muy estables y presentan una gran
energía de formación como consecuencia de su red cristalina iónica.
Los óxidos más pesados al reaccionar con el agua dan hidróxidos fuertes del tipo Me(OH)2.
La solubilidad de estos hidróxidos es pequeña y aumenta con el número atómico (Z). Por
ejemplo, el Ksp del hidróxido de berilio vale 10-26 mientras que el Ksp del hidróxido de bario
es de 6x10-3.
El óxido de berilio (BeO) es duro y funde a temperatura más elevada que los otros óxidos. Es
anfótero, dando ácidos fuertes como el [Be(H2O)4]2+ y bases fuertes como el [Be(OH)4]2-.
El Be(OH)2 es un precipitado gelatinoso que con el HCl origina el BeCl2 y con el NaOH
forma NaBeO2, lo que también demuestra un carácter anfótero.
El MgO es poco soluble en agua y forma lo que se llama leche de magnesia, que es el
Mg(OH)2, el cual también es poco soluble y se usa como antídoto para envenenamiento con
ácidos.
El CaO es lo que se llama usualmente cal viva. Esta se obtiene en hornos de 3 a 10 metros de
altura calentando piedra caliza (CaCO3) entre los 800ºC y los 1000º, produciéndose la
siguiente reacción:
CaCO3 🡪 CaO + CO2
El CO2 se va y solo queda la cal viva (CaO) que es muy utilizada en la albañilería. Existen
distintos tipos de cales en la industria. Por ejemplo:
● la cal grasa: muy rica en CaO y se obtiene a partir de piedra caliza pura.
● la cal magra: tiene impurezas de arcilla y de MgCO3, lo que hace que su fraguado sea
más lento y que presente una menor resistencia mecánica.
● la cal hidráulica: compuesta principalmente de Ca(OH)2 , sílica (SiO2 ) y alúmina
(Al2O3 ) o mezclas sintéticas de composición similar.
Al echar agua sobre la cal viva se obtiene la cal apagada (Ca(OH)2), la cual se forma
desprendiendo calor. Si se agrega mucha agua se forma la lechada de cal que es usada
generalmente como pintura. Dado que el hidróxido de calcio es muy poco soluble, al filtrar la
leche de cal se obtiene lo que se llama comúnmente agua de cal.
Una mezcla de cal con arena constituye un mortero de cal, que con el agregado de agua
endurece, es decir, fragua. Este endurecimiento se debe a la formación del CaCO3 a partir del
CaO con el CO2 del aire. El mortero de cal es lo que se usa en la albañilería para revocar las
paredes.
Además del BaO, el bario forma el BaO2. Este se obtiene calentando el BaO en corrientes de
aire exentas de CO2. El BaO2 tiene las características propias de un peróxido y en presencia
de H2SO4 se produce la siguiente reacción:
BaO2 + H2SO4 🡪 BaSO4 + H2O2
Por último se observa que el Ba(OH)2 es más soluble en agua que los hidróxidos anteriores y
constituye el agua de barita.
* Halogenuros
Se conocen todos los haluros de estos elementos, se obtienen por síntesis directa de los
elementos. Con excepción de los de Be, que son covalentes, los demás son iónicos y dicho
carácter aumenta al descender en el grupo.
El enlace Metal–Halógeno en los halogenuros se transforma en un enlace iónico a medida
que aumenta Z. Por ejemplo el BeCl2 tiene un punto de fusión y de ebullición bajo, fundido
tiene poca conductividad eléctrica y es soluble en solventes orgánicos, las cuales son
características típicas de los enlaces covalentes. En cambio, los cloruros de Ca, Sr y Ba
presentan características típicas de enlaces iónicos.
El BeCl2 se prepara por reducción del óxido correspondiente con carbón y en la oxidación
del metal con cloro. De igual forma se pueden obtener otros muchos haluros metálicos.
BeCl2 tiene enlace covalente, puntos de fusión y ebullición bajos, fundido tiene poca
conductividad eléctrica y es soluble en solventes orgánicos.
Los fluoruros son en general insolubles.
El BeCl2·4H2O es delicuescente (tiene la propiedad de absorber la humedad del aire y
disolverse en ella).
El MgCl2·6H2O es higroscópico (absorbe la humedad del medio circundante).
El CaCl2·6H2O a 260ºC se vuelve anhidro y se usa como agente deshidratante para gases y
líquidos. El CaCl2 por su parte es un subproducto del proceso Solvay y se usa en la industria
frigorífica y en el proceso de fabricación de hielo.
Por último, se observa que tratando el Ca(OH)2 con cloro se obtiene lo que usualmente se
llama cloruro de cal, que es un polvo blanco con propiedades blanqueantes y desinfectantes:
Ca(OH)2 + Cl2 🡪 CaOCl2 + H2O
* Carbonatos
En general los carbonatos son insolubles y térmicamente más estables a medida que aumenta
Z. El más importante es el CaCO3 con sus distintas variedades:
● Espato de Islandia
● Tiza
● Organismos calcáreos como: perlas, corales, huesos, cáscaras de huevos, caparazones,
etc.
El Ca(HCO3 )2 es soluble y se descompone por el calor enturbiándose por formación de
CaCO3 y desprendimiento de CO2 que explica la formación de estalactitas y estalagmitas
Dos procesos, que generalmente actúan conjuntamente, contribuyen a la formación de las
calizas:
1) Origen hídrico: El carbonato de calcio (CaCO3) se disuelve con mucha facilidad en aguas
que contienen dióxido de carbono (CO2) gaseoso disuelto, debido a que reacciona con este y
agua para formar bicarbonato de calcio [Ca(HCO3)2], el cual presenta una alta solubilidad.
Sin embargo en entornos en el que el CO2 disuelto se libera bruscamente a la atmósfera, se
produce la reacción inversa aumentando la concentración de carbonato de calcio, cuyo exceso
sobre el nivel de saturación precipita. De acuerdo a lo descrito, el equilibrio químico en
solución sigue la siguiente ecuación:
CaCO3 + H2O + CO2 ⇄ Ca(HCO3)2
Esa liberación de CO2 se produce, fundamentalmente, en dos tipos de entornos: en el litoral
cuando llegan a la superficie aguas cargadas de CO2 y, sobre los continentes, cuando las
aguas subterráneas alcanzan la superficie. Este es el proceso fundamental de formación de
grutas y cuevas con presencia de estalactitas y estalagmitas. Dicho proceso se esquematiza en
la siguiente figura:

2) Origen biológico: Numerosos organismos utilizan el carbonato de calcio para construir

su esqueleto mineral, debido a que se trata de un compuesto abundante y muchas veces se
encuentra casi a saturación en las aguas superficiales de los océanos y lagos (siendo, por ello,
relativamente fácil inducir su precipitación). Tras la muerte de esos organismos, se produce
en muchos entornos la acumulación de esos restos minerales en cantidades tales que llegan a
constituir sedimentos que son el origen de la gran mayoría de las calizas existentes.
El carbonato de calcio se utiliza fundamentalmente para la obtención de cales, de cementos,
de la soda Solvay y en algunos productos como la pasta de dientes.
* Sulfatos
La solubilidad de los sulfatos disminuye a medida que aumenta el número atómico de los
metales alcalino-térreos que los conforman. Así, el BeSO4 es el sulfato más soluble de los
formados por los metales alcalino-térreos.
El sulfato de magnesio (MgSO4) es muy abundante en las minas de Stassfurt en Europa y al
cristalizar con 7H2O constituye lo que se llama sal inglesa. Pasando los 200ºC esta sal se
vuelve anhidra.
Por otra parte, el CaSO4 se encuentra en la naturaleza como anhidrita. Este sulfato hidratado
con dos moléculas de agua se conoce como yeso (CaSO4·2H2O). Si este se calienta a 130ºC
1
pierde una molécula y media de agua y se obtiene el CaSO4· 2 H2O que tiene la capacidad de
fraguar. Este es el yeso industrial, también llamado yeso cocido que se comercializa molido o
en forma de vendas y es usado en la medicina para la obtención de moldes.
Si el yeso se calienta a más de 200ºC pierde toda el agua, con lo que pierde su capacidad de
fraguado y se dice que se ha calcinado a muerte.
Ahora bien, si se calienta el yeso a más de 900ºC, este se descompone dando CaO, SO2 y O2.
La mezcla de CaSO4 con CaO constituye lo que se conoce como yeso de los pintores, el cual
vuelve a tener la capacidad de fraguar.
Las distintas capacidades de fraguado que tiene cada uno de estos compuestos se debe a la
1
solubilidad que presentan cada una de estas tres sales distintas (la anhidra, la que tiene 2 de
agua y la dihidratada).
Los tipos de yesos que se emplean en la construcción son:
Yeso grueso: Se usa como pasta de agarre para tabicación y revestimientos interiores, como
conglomerante.
Yeso fino: Su uso es para dar un acabado liso.
Escayola: Es el más conocido. Se usa en techos y tabiques.
Escayola especial: Se usa para decoración; como molduras, paneles de tabiques, placas, etc.
Yeso prefabricado: Posee mayor resistencia que los finos y gruesos. Es utilizado para hacer
paneles de yeso y elementos de tabiquería prefabricados.
Se observa que el BaSO4 es el más insoluble de los sulfatos formados con metales
alcalino-térreos y se trata de un precipitado blanco que permite el reconocimiento de los
sulfatos. Este sulfato al mezclarse con ZnS constituye una pintura blanca llamada litopón.
Por último, tratando el BaSO4 con carbono se obtiene el BaS que al igual que el CaS y el SrS
tiene propiedades fluorescentes, sobre todo cuando contiene pequeñas impurezas.
* Otras sales
Entre otras sales formadas por los metales alcalino-térreos podemos mencionar el carburo de
calcio que se fabrica en hornos eléctricos de acuerdo a la siguiente reacción:
3C + CaO 🡪 C2Ca + CO
Este carburo con agua produce acetileno, el cual se utiliza en los sopletes oxiacetilénicos en
los talleres de soldadura.
Además, al reaccionar con N2 forma cianamida cálcica como indica la siguiente reacción:
C2Ca + N2 🡪 Ca(CN)2
La cianamida cálcica se usa generalmente como abono.
Otra sal importante es el fosfato de calcio que existe en la naturaleza. Esta es poco soluble, se
obtiene generalmente a partir de los huesos y es materia prima para la obtención de
superfosfatos usados como abono.

Cementos
Se llama cemento a toda mezcla que combinada con agua o alguna otra sustancia tiene la
capacidad de fraguar.
El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas
y luego molidas, que tiene la propiedad de endurecerse después de ponerse en contacto con el
agua
Existen diversos cementos naturales, como las cenizas de origen volcánico, las cuales se usan
desde la época de los romanos debido a que se descubrió que estas se endurecen al mezclarse
con el agua.
Actualmente los cementos se producen industrialmente. Un ejemplo de este tipo de cementos
es el cemento Portland que se obtiene mezclando piedra caliza y arcilla en proporciones
conocidas, las cuales se pulverizan por separado, y calentando esto a 1400ºC en hornos
giratorios de una longitud aproximada de 150 m que tienen una cierta inclinación para que el
material se pueda deslizar.
En este proceso se desprende H2O y CO2 y queda un material que se recoge en la boca del
horno llamado Clinker. El Clinker se muele a polvo fino y se le agrega un poco de yeso a fin
de que no fragüe rápidamente, ya que si no se le agrega el yeso lo hace en tan solo 5 minutos.
La composición final del cemento se indica en forma de óxidos y un cemento común tiene
60% de CaO, 25% de SiO2 y entre 5% y 10% de Al2O3, sumado a impurezas de FeO y MgO.
Las impurezas de MgO no deben sobrepasar el 5% de la composición por que sino el
cemento no sirve.
El fraguado del cemento se debe a la hidrólisis del silicato y aluminato de calcio (SiO2·3CaO
y Al2O3·3CaO) produciéndose H2SiO3 y Ca(OH)2 del tipo coloidal que se mezclan y se
cristalizan formando otros tipos de silicatos. Existe una tercera sustancia SiO2·2CaO que
fragua con mucha más lentitud.
El cemento se usa principalmente para hacer el hormigón armado en las construcciones. Para
ello se hacen unos encofrados en donde se vierte una mezcla de arena con cemento en
proporciones adecuadas y se colocan dentro del cofre varillas de hierro que le confieren a la
estructura una gran resistencia.
Se define el índice de hidraulicidad:
𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠
𝐼= 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑏á𝑠𝑖𝑐𝑜𝑠

Aplicaciones de los metales alcalino-térreos y sus compuestos

* Berilio
Aeroespacial: aleaciones Be-Al, en escudos térmicos de astronaves, en aviones supersónicos,
en misiles y en satélites de comunicaciones.
Eléctrica: El 75% de la producción mundial, se usa en aleaciones con Cu, para componentes
eléctricos y electrónicos, dándoles alta resistencia, alta conductividad.
Electrónica: En litografía para circuitos integrados.
Otros usos: En mecánica, perforación/exploración de petróleo y gas. En diagnóstico con
rayos X se usan láminas de Be para filtrar la radiación visible. En energía nuclear se usa
como moderador de neutrones. Por su rigidez, ligereza y estabilidad se emplea en la
construcción de dispositivos como giroscopios, equipo informático y muelles de relojería.
* Magnesio
El uso principal del magnesio es como elemento de aleación del aluminio, empleándose las
aleaciones aluminio-magnesio en envases de bebidas y en componentes de automóviles,
como las llantas.
El polvo de carbonato de magnesio (MgCO3) es utilizado por los atletas como gimnastas,
escaladores y levantadores de peso para mejorar el agarre de los objetos.
El hidróxido, el cloruro, el sulfato y el citrato de magnesio encuentran aplicaciones en la
medicina.
Se usa en electrónica, donde los productos tienen que ser resistentes y duraderos, pero de baja
densidad.
Debido a su baja masa y a las buenas propiedades mecánicas y eléctricas que presenta, es
utilizado para la elaboración de teléfonos, portátiles y cámaras.
Otros usos incluyen flashes fotográficos, pirotecnia y bombas incendiarias, debido a la luz
que despide su combustión.
* Calcio
El calcio es un agente de aleación utilizado en la producción de aluminio, berilio, cobre,
plomo y magnesio y tiene aplicaciones en muchos productos lácteos o medicamentos para el
refuerzo de los huesos humanos ya que la falta de calcio en los huesos humanos facilita la
aparición de enfermedades como la osteoporosis.
El mármol, formado por CaCO3 , se usa en la construcción y en la escultura.
También se mencionaron anteriormente las aplicaciones que tienen la cal viva (CaO), la cal
apagada (Ca(OH)2), la piedra caliza (CaCO3) y el yeso (CaSO4·2H2O), los cuales son también
compuestos de calcio.
* Estroncio
El 90Sr tiene pocos usos, el isótopo radioactivo 89Sr se usa en quimioterapia en pacientes
con cáncer de los huesos. El titanato de estroncio (SrTiO3 ) tiene índice de refracción 2,4 y se
utiliza para elaborar gemas artificiales. SrCO3 se usa en bengalas de emergencia y en
fabricación de fuegos artificiales rojos. Las pinturas con base carbonato de Sr se aplican en
los barcos y los fuselajes de los aviones para evitar la corrosión. El reloj atómico más preciso
del mundo está basado en átomos de Sr, se encuentra en NIST y adelanta o atrasa 1 s cada
200 millones de años.
Algunos compuestos de estroncio se utilizan en la fabricación de cerámicas, productos de
vidrio, pigmentos para pinturas, lámparas fluorescentes, pirotecnia y medicamentos.
* Bario
El bario metálico tiene pocas aplicaciones prácticas, aunque a veces se usa para recubrir
conductores eléctricos en aparatos electrónicos y en sistemas de encendido de automóviles.
El nitrato de bario (Ba(NO3)2) se utiliza en fuegos artificiales, y el carbonato de bario
(BaCO3) en venenos para ratas.
Una forma de sulfato de bario, al ser opaca a los Rayos X, se usa como recubrimiento en las
salas de rayos X o también diluida en agua como contraste radiológico para examinar
estructuras por rayos X.
El óxido de bario (BaO) forma parte de las lentes de vidrio mineral de alta calidad, usadas en
instrumentos ópticos.
* Radio
Ra es un elemento radiactivo raro que se encuentra en minerales de uranio en
aproximadamente unas 3 ppm, descubierto por Marie Curie.
Antiguamente se usaba en pinturas luminiscentes para relojes y otros instrumentos. Más de
cien pintores de esferas de reloj, que usaban sus labios para moldear el pincel, murieron por
radiación.
También se empleaba el radio a principios del siglo pasado hasta los años 30 en medicinas,
entre ellos el Radithor (agua destilada con radio), que lo describen como solución ante todos
los males. También se mezclaba con pastas dentales, chicles, cremas y una infinidad de cosas
más. Se brindaba con Radithor, y a menudo, este elemento se empleaba en los cristales, para
darles una tonalidad verdosa brillante en la oscuridad. La razón de todo esto es que todo lo
que contenía radio significaba avance.
Poco después se popularizaron los efectos adversos de la radiactividad. El cloruro de radio se
usa actualmente en medicina para producir radón, que se usa en tratamientos contra el cáncer.