الفلزات القلوية الترابية

من أين جاء الاسم

أطلق الكيميائيون الأوائل اسم «الأتربة» على المواد التي لا تنصهر ولا تتغير في النار. وكان الجير والمغنيسيا والباريتا أتربةً تذوب قليلًا في الماء فتعطي محاليل قلوية، فسُمّيت الأتربة القلوية. وظلت طويلًا تُعدّ عناصر قائمة بذاتها، إلى أن استخدم همفري ديفي التحليل الكهربائي عام 1808 ليثبت أن كلًّا منها يحتوي على فلز، فانتقل الاسم من الأكاسيد إلى الفلزات.

إلكترونان ونشاط أقل قليلًا

لكل فلز قلوي ترابي إلكترونان في غلافه الخارجي، يفقدهما معًا ليكوّن أيونات ثنائية الشحنة (2+). ونزع إلكترونين يتطلب طاقة أكبر من نزع إلكترون واحد، لذا فهذه الفلزات أقل نشاطًا من جاراتها في المجموعة 1. فالبريليوم لا يكاد يتفاعل مع الماء إطلاقًا، والمغنيسيوم يتفاعل مع البخار، أما الكالسيوم والإسترانشيوم والباريوم فتتفاعل مع الماء البارد بسرعة متزايدة.

وهي كذلك أصلب وأعلى كثافة من الفلزات القلوية، ودرجات انصهارها أعلى، لأن كل ذرة تشارك بإلكترونين في الرابطة الفلزية.

ألوان في اللهب

عند تسخين مركبات عدد من هذه الفلزات تنبعث منها ألوان زاهية، وهذا أساس اختبار اللهب المستخدم في مختبرات المدارس، وأساس الألعاب النارية أيضًا.

• الكالسيوم: أحمر قرميدي
• الإسترانشيوم: قرمزي، وهو الأحمر الكلاسيكي في الألعاب النارية وشعلات الإشارة
• الباريوم: أخضر تفاحي
• المغنيسيوم: ضوء أبيض شديد السطوع عندما يحترق الفلز نفسه

أساسية للحياة والبناء

الكالسيوم أكثر الفلزات وفرة في جسم الإنسان. فهو يبني العظام والأسنان في صورة فوسفات الكالسيوم، وتتحكم أيوناته في انقباض العضلات وضربات القلب. أما المغنيسيوم فيقع في قلب جزيء الكلوروفيل الذي تستخدمه النباتات لالتقاط ضوء الشمس.

والكيمياء نفسها تشكّل التضاريس من حولنا. فالحجر الجيري والطباشير والرخام كلها كربونات الكالسيوم، وقد تكوّن كثير منها من أصداف كائنات بحرية قديمة. وبتسخين الحجر الجيري نحصل على الجير الحي، نقطة الانطلاق في صناعة الملاط والإسمنت.

الأفراد الخطرون

البريليوم ومركباته سامة؛ فاستنشاق غباره قد يسبب مرضًا رئويًا مزمنًا. ومركبات الباريوم الذوابة سامة كذلك، غير أن كبريتات الباريوم عديمة الذوبان تقريبًا إلى حد أن المرضى يشربونها بأمان قبل التصوير بالأشعة السينية. أما الراديوم، في أسفل المجموعة، فهو شديد الإشعاع، وكان يُطلى به على موانئ الساعات إلى أن اتضح الضرر الذي يلحقه بالعاملات والعمال.