Erdalkalimetalle

Woher der Name kommt

Frühe Chemiker nannten Stoffe, die im Feuer weder schmolzen noch sich veränderten, „Erden“. Kalk, Magnesia und Baryterde waren Erden, die sich ein wenig in Wasser lösten und dabei alkalische Lösungen ergaben – daher der Name Erdalkalien. Lange hielt man sie selbst für Elemente. 1808 zeigte Humphry Davy mithilfe der Elektrolyse, dass jede von ihnen ein Metall enthielt, und der Name ging von den Oxiden auf die Metalle über.

Zwei Elektronen, etwas weniger reaktiv

Jedes Erdalkalimetall hat zwei Elektronen in seiner Außenschale und gibt beide ab, wobei zweifach positive Ionen entstehen. Zwei Elektronen abzuspalten kostet mehr Energie als eines, deshalb sind diese Metalle weniger reaktiv als ihre Nachbarn in Gruppe 1. Beryllium reagiert kaum mit Wasser, Magnesium mit Wasserdampf, und Calcium, Strontium und Barium reagieren immer schneller mit kaltem Wasser.

Sie sind außerdem härter und dichter als die Alkalimetalle und haben höhere Schmelzpunkte, weil sich pro Atom zwei Elektronen an der Metallbindung beteiligen.

Farben in der Flamme

Erhitzt man ihre Verbindungen, leuchten mehrere dieser Metalle in kräftigen Farben – die Grundlage der Flammenprobe im Schullabor und des Feuerwerks.

• Calcium: ziegelrot
• Strontium: karminrot, das klassische Rot von Feuerwerk und Signalfackeln
• Barium: apfelgrün
• Magnesium: ein grelles weißes Licht, wenn das Metall selbst verbrennt

Unverzichtbar für Leben und Bauen

Calcium ist das häufigste Metall im menschlichen Körper. Als Calciumphosphat bildet es Knochen und Zähne, und Calciumionen steuern die Muskelkontraktion und den Herzschlag. Magnesium sitzt im Zentrum des Chlorophylls, des Moleküls, mit dem Pflanzen Sonnenlicht einfangen.

Dieselbe Chemie prägt auch die Landschaft. Kalkstein, Kreide und Marmor bestehen aus Calciumcarbonat, das zu einem großen Teil aus den Schalen urzeitlicher Meerestiere entstanden ist. Beim Erhitzen liefert Kalkstein Branntkalk, den Ausgangsstoff für Mörtel und Zement.

Die gefährlichen Mitglieder

Beryllium und seine Verbindungen sind giftig; das Einatmen des Staubs kann eine chronische Lungenkrankheit auslösen. Auch lösliche Bariumverbindungen sind giftig, doch Bariumsulfat ist so unlöslich, dass Patienten es vor Röntgenuntersuchungen gefahrlos trinken. Radium am unteren Ende der Gruppe ist extrem radioaktiv und wurde einst auf Zifferblätter von Uhren gemalt, bis die Schäden bei den Arbeiterinnen offensichtlich wurden.