Erdalkalimetalle: Elemente & Eigenschaften

Elemente der Erdalkalimetalle

Eventuell hast Du schon gehört, dass man Elemente mit ähnlichem Verhalten zusammen in Gruppen einteilt. Eine dieser Gruppen bilden die Erdalkalimetalle. Dazu gehören alle Elemente, die Du in der zweiten Spalte von links im Periodensystem finden kannst, also die Elemente Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium. Radium ist jedoch radioaktiv und selten, weshalb es vernachlässigt werden kann.

Elementsymbol	Element	Eigenschaften bei Raumtemperatur
	Beryllium	Grau glänzendes, hartes Metall. Stark giftig. Wird in Legierungen verwendet.
	Magnesium	Weiches, silbern glänzendes Metall. Magnesiumspäne entzünden sich an der Luft von selbst. Wird oft in chemischen Reaktionen als Grignard Reagenz verwendet.
	Calcium	Weiches, silbern glänzendes Metall. Späne entzünden sich an der Luft von selbst. Knochen und Zähne bestehen hauptsächlich aus Calciumverbindungen.
	Strontium	Weiches, hellgold glänzendes Metall. Späne entzünden sich an der Luft. Wird in rotem Feuerwerk und Dauermagneten verwendet.
	Barium	Weiches, silbern glänzendes Metall. Entzündet sich in feuchter Luft von alleine. Wird mit Blei als Legierung verwendet.

Eigenschaften der Erdalkalimetalle

In der unteren linken Grafik kannst Du das Elektronenschalenmodell eines Calciumatoms sehen. Wie alle anderen Erdalkalimetalle auch besitzt es zwei Valenzelektronen. Da Elemente des Periodensystems aber dazu bestrebt sind, die Edelgaskonfiguration zu erreichen, möchte Calcium seine zwei Valenzelektronen loswerden. Es tut dies, damit die äusserste Schale leer ist und es die Elektronenkonfiguration von Argon erreicht, welches Du rechts davon sehen kannst. Aufgrund dieser Umstände sind alle Erdalkalimetalle ähnlich reaktiv wie die Alkalimetalle. Gibt Calcium nun beide Elektronen ab und liegt dann in der Form von Ca²⁺ vor, ist es nicht mehr so reaktiv. Dasselbe Prinzip gilt für alle anderen Erdalkalimetalle.

Diese Elektronenkonfiguration, und der Fakt, dass Erdalkalimetalle beide Valenzelektronen abgeben wollen, bestimmen ihre ähnlichen Eigenschaften und Reaktivitäten. Wie bereits erwähnt, sind alle sehr reaktiv. In gepulverter Form beginnen sie an der Luft spontan zu brennen, mit der Ausnahme von Beryllium. Alle reagieren stark mit Wasser unter Metallhydroxid-Bildung. Dabei nimmt die Reaktivität der Erdalkalimetalle im Periodensystem von oben nach unten zu. Durch diese starke Reaktivität kommen sie in der Natur fast immer gebunden vor, wie z.B. Calcium in Kalk als CaCO₃. Typische Reaktionen elementarer Erdalkalimetalle sind unten aufgelistet. Dabei steht „M“ für ein beliebiges Erdalkalimetall.

• Mit Wasser: $$M + 2 H_2O \rightarrow M(OH)_2 + H_2$$, Metallhydroxid-Bildung mit Wasserstoff als Produkt (Beryllium tut dies nicht.)
• Mit Wasserstoff: $$M + H_2 \rightarrow M H_2$$ , Metallhydrid-Bildung
• Mit Sauerstoff: $$2M + O_2 \rightarrow 2MO$$ , Oxid-Bildung. Barium kann jedoch auch Peroxide bilden (BaO₂).
• Mit Halogenen (X kann ein beliebiges Halogen sein.): $$M+X_2\rightarrow MX_2$$, Halogenide als Produkt und Salzbildung
  

Falls Du die Zusammenfassung der Alkalimetalle gelesen hast, so fällt Dir vielleicht auf, dass die Erdalkalimetalle sehr ähnlich reagieren. Auch in anderen Eigenschaften ähneln sich die beiden Gruppen. So sind auch Erdalkalimetalle relativ weich und rufen eine Flammenfärbung hervor, wenn Du sie verbrennst. Sie besitzen jedoch höhere Schmelz- und Siedepunkte als Alkalimetalle. Auch sind sie härter und dichter als diese. Diese Unterschiede existieren, da Erdalkalimetalle stärkere Bindungen eingehen können. Im Alltag begegnest auch Du vielen Erdalkalimetallen, z.B. den Calcium-Ionen in der Milch, die Du trinkst oder den Magnesium Ionen in Früchten, die Du isst. Calcium und Magnesium zählen nämlich zu essenziellen Nährstoffen für den Menschen.