Metales Alcalinotérreos y Aluminio: Propiedades, Usos y Toxicidad

Metales Alcalinotérreos

Los metales alcalinotérreos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) son casi tan reactivos como los alcalinos y, por lo tanto, solo existen en la naturaleza combinados con otros elementos.

Propiedades Físicas

• Todos los elementos son metálicos (el radio es radiactivo).
• Densidades bajas (radio atómico menor que los alcalinos).
• Mayor dureza y puntos de fusión en relación con las entalpías de ionización.

Propiedades Químicas

• Son fuertemente reductores, menos reactivos que los alcalinos, pero más que la mayoría de los metales (la reactividad aumenta conforme se baja en el grupo).
• Todos reaccionan con el agua, excepto el Be.
• Reaccionan con muchos no metales (halógenos y N₂).
• La mayoría son sólidos iónicos e incoloros (algunos compuestos de Be y Mg son covalentes).
• Las sales de cationes M²⁺ suelen estar hidratadas.
• Muchos de los compuestos son insolubles en agua.

Berilio (Be)

El berilio es resistente a la corrosión, tiene baja densidad, alta resistencia y comportamiento magnético. Se obtiene por electrólisis de BeCl₂ añadiendo NaCl como electrolito. Debido a su pequeño tamaño y alta densidad de carga, sus compuestos tienen tendencia a la covalencia y un carácter menos metálico que el resto del grupo. No absorbe neutrones, por lo que se utiliza para la fabricación de ventanas de rayos X. Tanto los compuestos como el elemento son extremadamente venenosos. El BeO es un óxido anfótero.

Haluros de Berilio

• BeCl₂ y BeF₂ fundidos son malos conductores de la electricidad (sólidos con carácter covalente).
• Son solubles en disolventes orgánicos y se hidrolizan.
• Se presentan en estructuras en cadenas.

Aluminio (Al)

El aluminio es el elemento metálico más abundante, encontrándose disperso en silicatos. Se extrae de las menas de bauxita. Es un metal blando, por lo que es fácilmente moldeable, aunque sus aleaciones son más resistentes que el acero. Funde a temperaturas muy elevadas (600 ºC) y no posee una función biológica esencial. Posee estructuras con baja densidad, por lo que es muy ligero (d = 2,7 g/cm³) y es muy buen conductor de la electricidad. También es un buen conductor del calor, por lo que se suele emplear como disipador de calor en los circuitos integrados.

• Es un metal con un potencial de reducción muy negativo, por lo que es fácilmente oxidable. Si está finamente dividido, puede reaccionar con el O₂, produciéndose una reacción muy exotérmica (se produce el polvo blanco de alúmina). Por esto se considera apto para combustibles de cohetes.
• Es resistente a la corrosión por la rápida formación de una capa de óxido (Al₂O₃) coherente e inerte que lo pasiva.
• El Al es tan reactivo que es capaz de reducir a los metales de sus óxidos.
• Es un metal anfótero (con ácidos oxidantes como el HNO₃ se pasiva).

Reciclaje del Aluminio

El aluminio es un metal que puede ser reciclado muchas veces a un coste menor que el de su obtención.

Toxicidad del Aluminio

Se ha demostrado que el tratamiento de aguas con aluminio es una causa de la elevada mortandad de los peces. El efecto del aluminio no es nada beneficioso: puede afectar a personas con problemas de riñón. El té contiene una elevada concentración de Al³⁺ que se inactiva con la adición de leche o limón.

Haluros de Aluminio

Son ácidos de Lewis muy reactivos y aceptan fácilmente un par de electrones para formar un aducto. El AlCl₃ anhidro reacciona exotérmicamente con el agua.

AlCl₃(s) + 3H₂O → Al(OH)₃(s) + 3HCl(g)

Óxidos de Aluminio

El Al₂O₃ se denomina alúmina cuando está microcristalina y corindón cuando está en forma cristalina. La estructura cristalina formada por Al³⁺ y O^2- está unida por enlaces iónicos fuertes, por lo que es muy duro y se utiliza como abrasivo. Tiene un alto punto de fusión y se utiliza como recubrimiento de hornos y calderas. Es un óxido anfótero y una sustancia químicamente inerte.

Aluminio Anodizado

La oxidación anódica es un proceso por el cual se utiliza una corriente eléctrica para producir una capa de óxido Al₂O₃ de forma controlada, de modo que ésta proteja la superficie de posteriores oxidaciones. Es más duro que el acero y más resistente a los golpes.