화학에서 알칼리금속과 알칼리토금속은 어떤 원소들인가요? 각각의 특징과 반응성은 어떻게 다른가요?
알칼리금속과 알칼리토금속은 어떤 원소들인지 궁금합니다.
그리고 각각의 특징과 반응성은 어떻게 다른지도 궁금하네요.
답변 바랍니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
알칼리토금속. 주기율표의 2족에 속하는 화학 원소를 알칼리 토금속(alkaline earth metals)이라 하며, 이에 속하는 6개의 원소는 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 라듐(Ra)이다. 이들 원소는 광택을 갖고, 은백색을 띠며, 표준 온도와 압력에서 다소 반응성을 갖는 등 유사한 성질을 갖는 금속이다.
알칼리 토금속은 무르고 밀도가 상대적으로 작으며 녹는점과 끓는점이 낮으며, 할로젠과 반응하여 할로젠화물을 형성하는데, 공유 결합을 하는 염화 베릴륨을 제외하고는 모두 이온성 결정이다.
주기율표의 각 주기에서 알칼리 토금속은 두 번째로 작은 1차 이온화 에너지를 갖는데, 이는 유효 핵전하가 상대적으로 작고 최외각 껍질에 있는 두 개의 전자만을 잃는 경향이 있기 때문이다. 같은 이유로 2차 이온화 에너지도 작은 편이다.
알칼리 토금속은 물과 반응하여 강한 염기인 수산화 염을 만들므로 취급할 때 주의해야 한다. 베릴륨만은 예외인데, 물이나 수증기와 반응하지 않고 이의 할로젠화물은 공유 결합성을 나타낸다. 가장 이온성이 높을 것이라고 예측되는 플루오린화 베릴륨조차도 녹는점이 낮고 용융 시 전기전도도가 낮다. 베릴륨이 +2의 이온 상태로 화합물을 형성한다면 양전하 밀도가 매우 커서 전자 구름을 강하게 끌어기게 되어 심한 오비탈 겹침을 유발하기 때문이다.
일반적으로는 알칼리 토금속이 할로젠과 반응하여 할로젠화물을 형성한다. 예를 들어 칼슘과 염소의 반응으로부터 염화 칼슘(CaCl2)이 만들어진다. 한편, 알칼리 토금속이 산소와 반응하면 산화 스트론튬(SrO)처럼 산화물을 형성한다. 칼슘, 스트론튬, 바륨은 물과 반응하여 수소 기체와 각각의 수산화물을 형성하고, 리간드를 교환하는 금속교환(transmetallation) 반응을 한다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
알칼리 금속은 주기율표의 1족에 속하는 원소들로, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘이 이에 해당합니다.
이 금속들은 가장 바깥 궤도에 1개의 전자를 가지고 있으며, 이들은 물과 반응하여 알칼리성 화합물을 형성하고, 공기와 쉽게 반응합니다. 특히, 칼륨과 세슘은 공기와 만나면 폭발하듯이 반응하여 알칼리성 화합물을 형성합니다.
알칼리 토금속은 주기율표의 2족에 속하는 원소들로, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 라듐이 이에 해당합니다. 이들 원소는 제일 바깥 전자껍질에 2개의 전자가 돌고 있으며, 이 2개의 전자를 쉽게 잃어버리고 +2 이온이 됩니다. 알칼리 토금속도 알칼리 금속과 마찬가지로 물과 반응하여 알칼리성 화합물을 형성합니다.
알칼리 금속과 알칼리 토금속 모두 물과 반응하여 알칼리성 화합물을 형성하는 특징을 가지지만, 그 반응성에서 차이가 있습니다. 알칼리 금속은 매우 반응성이 높아 공기와 쉽게 반응하며, 일부 원소는 공기와 만나면 폭발하듯이 반응하는 반면 알칼리 토금속은 알칼리 금속보다 조금 더 낮은 반응성을 가지고 있습니다.
