Metel daear alcalïaidd

Metel daear alcalïaidd
Enghraifft o'r canlynol	Grŵp yn y tabl cyfnodol, main group
Math	metel, sylweddyn syml
Rhan o	tabl cyfnodol, s-block, group 2
Rhagflaenwyd gan	group 1
Olynwyd gan	Elfen grŵp 3
Yn cynnwys	elfen gemegol, beriliwm, magnesiwm, calsiwm, strontiwm, bariwm, radiwm
	Ffeiliau perthnasol ar Gomin Wicimedia

Y metelau daear alcalïaidd yw grŵp 2 o’r tabl cyfnodol, sef beryliwm (Be), magnesiwm (Mg), calsiwm (Ca), strontiwm (Sr), bariwm (Ba) a radiwm (Ra). Maent yn grŵp o fetelau rhwng y metelau alcalïaidd a’r metelau trosiannol. Maent yn rhan o floc-s y tabl cyfnodol, gan bod eu electronau allanol yn llenwi orbital-s, gyda'i ffurfwedd electronig allanol yn ns².

Grŵp →	2
↓ Cyfnod
2	4 Be
3	12 Mg
4	20 Ca
5	38 Sr
6	56 Ba
7	88 Ra

Enwi

Rhoddwyd yr enw metelau daear alcalïaidd i’r grŵp hwn ar sail priodweddau eu hocsidau. Galwyd yr ocsidau hyn yn ddaearau alcalïaidd gan fod eu priodweddau rhwng priodweddau ocsidau alcalïaidd grŵp I a’r daearau prin, sef ocsidau cymharol anadweithiol y lanthanidau.

Tarddiad y gair ddaear yn yr achos hwn yw cysyniadau’r Groegiaid am bedwar elfen, sef tan, dŵr, aer a daear. Defnyddiwyd y sail hon gan nifer o alcemegwyr ac athronwyr, yn cynnwys Aristotle (4g CC), Paracelsus (hanner cyntaf 16g), John Becher (17g) a Georg Stahl (17g hwyr), gyda’r rhain yn rhannu’r daearau i dri grŵp llai. Y gwyddonydd cyntaf i ystyried y daearau fel cyfansoddion oedd Antoine Lavoisier. Yn ei gyfrol Traité Élémentaire de Chimie (Elfennau Cemeg) yn 1789 galwodd y metelau daear alcalïaidd yn Substances simples salifiables terreuses, neu’r elfennau daear sy’n ffurfio halwynau. Yn hwyrach, awgrymodd mai ocsidau oedd y cyfansoddion hyn, ond nid oedd yn sicr. Ar ôl darllen syniadau Lavoisier, defnyddiodd Humphry Davy electrolysis i echdynnu’r elfennau a’u hynysu am y tro cyntaf yn 1808.

Priodweddau

Priodweddau ffisegol

Metelau arianaidd cymharol feddal yw'r metelau daear alcalïaidd. Mae eu dwysedd, eu berwbwyntiau a'u hymdoddbwyntiau yn cymharol isel hefyd, gyda'r gwerthoedd yn fwy nag elfennau grŵp, ond llawer yn llai na'r metelau trosiannol. Mae eu dwysedd yn cynyddu wrth fynd i lawr y grŵp, ond mae'r ymdoddbwyntiau a berwbwyntiau'n cynyddu.

Priodweddau cemegol

Mae'r metelau hyn yn ffurfio cyfansoddion sy'n cynnwys yr ïon 'M²⁺' trwy golli dau electron. Mae hwn yn eithaf hawdd, gan fod egnïon ïoneiddiad y metelau yn gymharol isel, rhwng egnïon ïoneiddiad isel iawn grŵp I ac egnïon ïoneiddiad uwch yr elfennau eraill. Mae hwn yn rheoli adweithedd yr elfennau, ac yn eu gwneud yn llai adweithiol nag elfennau grŵp I ond yn fwy adweithiol na'r metelau eraill.Mae adweithedd y metelau yn cynyddu i lawr y grŵp, wrth i'r plisgyn falens fod yn bellach o'r niwclews felly mae'r electronau allanol yn haws i'w colli.

Adweithiau gydag ocsigen

Mae'r metelau yn ddigon adweithiol i losgi mewn aer i ffurfio metel ocsid. Ar dymheredd ystafell nid ydynt yn adweithio'n sylweddol, felly nid oes angen storio'r metelau o dan olew i gadw ocsigen o’r aer i ffwrdd. Mae ocsidau'r metelau yn solidau ïonig gwyn, gyda fformiwla cyffredinol MO yn cynnwys yr ïonau M²⁺ ac O^2-. Yr hafaliad cyffredinol ar gyfer y broses yw:

${Metel}+{Ocsigen}\to {MetelOcsid}$

2{M}{(s)}+{O_{2}}{(n)}\to 2{MO}{(s)}

Gall M cynrchioli unrhyw metel daear alcalïaidd.

Adweithiau gyda dŵr

Mae aelodau’r grŵp yn fwy dwys na dŵr, felly maen nhw’n suddo. Mae'r metelau yn adweithio gyda’r dŵr yn eithaf araf, gydag adwaith magnesiwm yn araf iawn. Mae’r adwaith yn creu hydoddiant alcalïaidd o’r metel hydrocsid a swigod o’r nwy hydrogen.

${Metel}+{Dwr}\to {MetelHydrocsid}+{Hydrogen}$

{M}{(s)}+2{H_{2}O}{(h)}\to {M(OH)_{2}}{(dyfr)}+{H_{2}}{(n)}

Gan fod adwaith magnesiwm gyda dŵr oer mor araf, yn aml gwresogir y dŵr i'w berwi i ager a gwresogir y metel. Nid yw magnesiwm hydrocsid yn sefydlog ar y dymheredd uchel, felly mae'n ffurfio magnesiwm ocsid.

{Magnesiwm}+{Ager}\to {MagnesiwmOcsid}+{Hydrogen}

{Mg}{(s)}+{H_{2}O}{(n)}\to {MgO}{(s)}+{H_{2}}{(n)}

Adweithiau gyda halogenau

Mae'r metelau yn adweithio'n gyflym gyda halogenau i ffurfio halwynau ïonig o'r fformiwla MHal₂ sy'n cynnwys yr ïonau M²⁺ a Hal^-. Mae'r cyfansoddion hyn yn solidau gwyn, ac fel arfer maent yn hydawdd ac mae rhai yn cael eu defnyddio i sychu sylweddau eraill gan eu bod yn amsugno dŵr o'u hamgylchedd.

Adweithiau beryliwm

Mae cemeg beryliwm yn tra wahanol i gemeg gweddill aelodau'r grŵp. Mae atom yr elfen hon yn fach, gyda'r electronau falens yn gymharol agos i'r niwclews. Effaith hwn yw i gynyddu egnïon ïoneiddiad yr atom, sy'n gwneud ffurfiant yr ïon Be²⁺ yn llai debygol. Mae cyfansoddion beryliwm yn rhai cofalent, ac nid yw'n adweithio o gwbl gyda dŵr, hyd yn oed gyda chymorth gwres.