Comportamiento anómalo de litio y berilio

Los elementos se organizan en una tabla periódica en filas y columnas de acuerdo con las similitudes en sus propiedades químicas y físicas. Los elementos de la primera columna se conocen como elementos del Grupo 1 que tienen los siguientes elementos: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. Todos estos elementos tienen propiedades similares, excepto el litio, por lo que todos los elementos de este grupo, incluido el litio (aunque tiene propiedades diferentes), se conocen como metales alcalinos. . Los elementos en la segunda columna se conocen como elementos del Grupo 2 que tienen los siguientes elementos: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio. Todos estos elementos tienen propiedades similares, excepto el berilio, por lo que todos los elementos de este grupo, excepto el berilio, se conocen como metales alcalinotérreos.

Propiedades anómalas del litio

Propiedades físicas de los metales alcalinos	Propiedades físicas del litio
1. Estos son metales blandos.	1. El litio es relativamente más duro que otros elementos de este grupo.
2. Tienen un punto de ebullición más bajo que los metales alcalinotérreos.	2. El punto de ebullición del litio es bastante alto.
3. Los metales alcalinos son ligeros.	3. El litio es el metal más ligero.
4. Todos los metales alcalinos son más grandes que el litio.	4. El radio iónico del litio es el más pequeño del grupo.
5. La entalpía de ionización de los metales alcalinos es menor que la del litio.	5. La entalpía de ionización del litio es más alta que la de los metales alcalinos.

Propiedades químicas del litio

1. Los metales alcalinos reaccionan violentamente con el oxígeno y forman rusts, perrusts y superrusts según el metal y su tamaño. El litio es el único elemento entre los metales alcalinos que forma rust mientras que el resto de los elementos forman perrusts y superrusts.                                                                                                                                                                       

                   4Li + O ₂ → 2Li ₂ O El litio forma rust

2. Los metales alcalinos reaccionan con el agua para formar hidrrusts y liberan gas H2, pero la reacción del litio con el agua es menos vigorosa que la de otros metales alcalinos, pero el valor del potencial estándar es más negativo para el litio.

                   2X + 2H ₂ O → 2M ⁺ + 2OH ^– + H ₂ donde X es un metal alcalino

3. A altas temperaturas alrededor de 673 K, los metales alcalinos pueden reaccionar con el hidrógeno para formar los hidruros correspondientes, pero el litio reacciona con el hidrógeno a una temperatura muy alta de alrededor de 1073 K.

                   2X + H ₂ → 2X ⁺ H ^– donde X es un metal alcalino

4. Los metales alcalinos reaccionan con el grupo halógeno que consta de flúor, cloro, bromo y yodo para formar los haluros correspondientes que son de naturaleza iónica, pero los haluros de litio son de naturaleza covalente.

                   2M + X ₂ → 2MX donde X es un halógeno y M es un metal alcalino

5. La naturaleza de los metales alcalinos es de naturaleza reductora, mientras que el litio se conoce como el agente reductor más fuerte.

Usos del litio:

   1. El litio se usa para hacer diferentes tipos de aleaciones, una se conoce como metal blanco.

   2. El litio también se usa para almacenar energía en celdas electroquímicas.

   3. El litio con aluminio es muy fuerte y se usa en la fabricación de partes de diferentes aviones y aviones de combate.

   4. Algunos isótopos de litio se utilizan en reacciones nucleares.

   5. Las placas de blindaje resistentes y ligeras se fabrican mezclando litio y magnesio.

Razones de las propiedades anómalas del litio

Existen principalmente dos razones para las propiedades anómalas del litio:

1. Tamaño: El tamaño atómico del litio es realmente muy pequeño.

2. Poder de polarización: el poder de polarización se puede definir como la relación entre la carga de un elemento y el radio de ese elemento. El litio tiene un alto poder de polarización ya que su tamaño es muy pequeño, por lo que la carga dividida por el radio da un gran número.

Algunas diferencias importantes entre el litio y otros metales alcalinos

1. El Cloruro de Litio tiene la capacidad de formar hidratos mientras que el resto de los metales alcalinos no pueden formar hidratos.

2. Los metales alcalinos forman hidrogenocarbonatos que se forman en fase sólida, mientras que el hidrogenocarbonato de litio no se puede formar en estado sólido.

3. Todos los metales alcalinos tienen tendencia a formar etinuro cuando reaccionan con etino, pero el litio es la excepción.

4. Al calentarse, los nitratos de metales alcalinos forman nitritos, mientras que en el caso del nitrato de litio se obtiene rust de litio.

5. Los fluoruros de metales alcalinos son fácilmente solubles en agua, pero en el caso del fluoruro de litio, es menos soluble en agua.

Propiedades anómalas del berilio

Propiedades físicas de los metales alcalinotérreos	Propiedades físicas del berilio
1. La apariencia de los metales alcalinotérreos es de color blanco plateado.	1. La apariencia del berilio es de acero grisáceo.
2. Tienen un punto de ebullición más alto que los metales alcalinos.	2. El punto de ebullición del berilio es mucho más alto que todos los demás.
3. Estos son metales blandos.	3. El berilio es relativamente más duro que otros elementos de este grupo.
4. Todos los metales alcalinotérreos son más grandes que el berilio.	4. El radio iónico del berilio es el más pequeño del grupo.
5. La entalpía de ionización de los metales alcalinotérreos es menor que la del berilio.	5. La entalpía de ionización del berilio es más alta que la de los metales alcalinotérreos.

Propiedades químicas del berilio

1. Los metales alcalinotérreos reaccionan con el agua para formar hidrrusts. Entre los elementos del grupo 2, el berilio es el elemento que no reacciona con el agua debido a la capa protegida que se formó en la superficie de este metal alcalino.

2. Los metales alcalinotérreos también reaccionan con el aire para formar diferentes rusts de metales. Entre los elementos del grupo 2, Be es el elemento que no reacciona con el aire también debido a la capa protegida que se forma en la superficie de estos metales.

3. Cuando se calientan, los metales alcalinotérreos pueden reaccionar con el hidrógeno para formar los correspondientes hidruros. Los hidruros de metales alcalinotérreos son hidruros metálicos excepto Be que forma hidruros covalentes.

                X + H ₂  → 2XH ₂ donde X es un metal alcalinotérreo

4. Los metales alcalinotérreos reaccionan con el grupo halógeno que consta de flúor, cloro, bromo y yodo para formar los haluros correspondientes que son de naturaleza iónica, pero el berilio forma haluros que son de naturaleza covalente.

                M + X ₂  → MX ₂ donde X es un halógeno y M es un metal alcalinotérreo

5. Los metales alcalinotérreos tienden a reaccionar con los ácidos para liberar hidrógeno gaseoso, pero el berilio no reacciona para dar hidrógeno gaseoso.

Usos del berilio 

1. El berilio se usa para hacer diferentes tipos de aleaciones.

2. El berilio, cuando se mezcla con cobre, se usa en la fabricación de poderosos resortes que se usan en amortiguadores de automóviles. 

3. Utilizado para hacer espejos de naves espaciales.

4. Algunos isótopos de berilio se utilizan en reacciones nucleares.

5. El berilio se usa para fabricar diferentes partes de computadoras, misiles y aviones.

Razones de las propiedades anómalas del berilio

Existen principalmente dos razones para las propiedades anómalas del berilio:

1. Tamaño: el tamaño atómico del berilio es realmente muy pequeño en comparación con otros elementos del mismo grupo, por lo que no sigue las mismas tendencias que otros metales alcalinotérreos.

2. Número atómico: como el número atómico del berilio es 4, su número de coordinación no puede ser mayor que 4, mientras que otros miembros del mismo grupo también pueden tener un número de coordinación 6.

Algunas diferencias importantes entre el berilio y otros metales alcalinotérreos

1. Los rusts e hidrrusts de berilio representan una naturaleza anfótera, mientras que los rusts e hidrrusts de otros metales alcalinotérreos son de naturaleza iónica.

2. El berilio no reacciona fácilmente con los ácidos debido a la capa protegida que se formó en la superficie del berilio.

3. El sulfato de berilio se puede disolver fácilmente en agua, pero otros sulfatos de metales alcalinotérreos no son solubles en agua.

4. Los carbonatos de metales alcalinotérreos son estables, pero el carbonato de berilio es inestable, por lo que, para mantenerlo seguro, se almacena en el entorno de dirust de carbono.

5. El nitrato de berilio es de naturaleza anhidra, mientras que otros nitratos de metales alcalinotérreos no son anhidros.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿El berilio reacciona con los ácidos? Explique.

Responder: 

El berilio no reacciona fácilmente con los ácidos ya que está protegido por una capa de película de rust que se forma en la superficie. Pero el berilio reacciona más fácilmente con los ácidos cuando el berilio está en forma de polvo.

Pregunta 2: ¿Por qué la solubilidad de los hidrrusts de metales alcalinotérreos en agua aumenta en el grupo?

Responder: 

Los hidrrusts de los metales alcalinotérreos tienen más aniones que cationes, por lo que el radio catiónico afecta la energía de la red y, como resultado, la energía de la red se vuelve menor que la energía de hidratación a medida que aumenta el tamaño, por lo que la solubilidad de estos hidrrusts metálicos aumenta en un grupo de arriba hacia abajo.

Pregunta 3: La solubilidad de los carbonatos y sulfatos de metales alcalinotérreos en agua disminuye en el grupo, explique por qué.

Responder: 

En los carbonatos y sulfatos de metales alcalinotérreos, el tamaño de los aniones es mayor en comparación con los cationes, por lo que el radio catiónico no afectará la energía reticular y, por lo tanto, la energía reticular permanecerá constante, pero la energía de hidratación disminuirá en el grupo y, como resultado, la solubilidad de estos carbonatos y sulfatos metálicos disminuye hacia abajo en el grupo.

Pregunta 4: ¿Cuál es la relación diagonal entre el berilio y el aluminio?

Responder: 

La relación diagonal es un término que describe el comportamiento inusual del berilio y el aluminio. Estos dos elementos muestran muchas similitudes entre sí en lugar de sus propios elementos de grupo. Las dos razones comunes para esta relación diagonal son:

• Tamaño: el tamaño iónico del berilio y el aluminio es casi igual a 31 pm.
• Poder de polarización: el poder de polarización del berilio y el aluminio también es casi el mismo.

Pregunta 5: Enumere algunas similitudes entre el berilio y el aluminio.

Responder: 

Algunas de las similitudes son:

1. Ambos elementos siguen la tendencia de hacer complejos.
2. La estructura de cloruro con puente de iones de cloro está presente tanto en cloruros de berilio como de aluminio.
3. El berilio y el aluminio no reaccionan fácilmente con los ácidos.
4. En presencia de exceso de álcali, los hidrrusts de berilio y aluminio dan iones de berilato y aluminato.