Métaux alcalino-terreux

D’où vient leur nom

Les premiers chimistes appelaient « terres » les substances qui ne fondaient pas et ne se transformaient pas au feu. La chaux, la magnésie et la baryte étaient des terres qui se dissolvaient légèrement dans l’eau en donnant des solutions alcalines : on les appela donc terres alcalines. Pendant longtemps, on les crut elles-mêmes des éléments. En 1808, Humphry Davy montra par électrolyse que chacune contenait un métal, et le nom passa des oxydes aux métaux.

Deux électrons, un peu moins de réactivité

Chaque métal alcalino-terreux possède deux électrons sur sa couche externe et les perd tous deux pour former des ions 2+. Arracher deux électrons demande plus d’énergie qu’en arracher un seul, si bien que ces métaux sont moins réactifs que leurs voisins du groupe 1. Le béryllium ne réagit pratiquement pas avec l’eau, le magnésium réagit avec la vapeur d’eau, et le calcium, le strontium et le baryum réagissent avec l’eau froide de plus en plus vite.

Ils sont aussi plus durs et plus denses que les métaux alcalins, avec des points de fusion plus élevés, car chaque atome engage deux électrons dans la liaison métallique.

Des couleurs dans la flamme

Chauffés, les composés de plusieurs de ces métaux émettent des couleurs vives : c’est le principe du test de flamme pratiqué au lycée, et celui des feux d’artifice.

• Calcium : rouge brique
• Strontium : rouge cramoisi, le rouge classique des feux d’artifice et des fusées éclairantes
• Baryum : vert pomme
• Magnésium : une lumière blanche intense quand le métal lui-même brûle

Indispensables à la vie et à la construction

Le calcium est le métal le plus abondant du corps humain. Sous forme de phosphate de calcium, il constitue les os et les dents, et les ions calcium commandent la contraction musculaire et les battements du cœur. Le magnésium occupe le cœur de la chlorophylle, la molécule qui permet aux plantes de capter la lumière du soleil.

La même chimie façonne les paysages. Le calcaire, la craie et le marbre sont du carbonate de calcium, formé en grande partie à partir des coquilles d’anciens organismes marins. Chauffé, le calcaire donne la chaux vive, point de départ du mortier et du ciment.

Les membres dangereux

Le béryllium et ses composés sont toxiques : en inhaler la poussière peut provoquer une maladie pulmonaire chronique. Les composés solubles du baryum sont eux aussi toxiques, bien que le sulfate de baryum soit si insoluble que les patients le boivent sans danger avant une radiographie. Le radium, en bas du groupe, est intensément radioactif ; on en peignait autrefois les cadrans de montre, jusqu’à ce que les ravages subis par les ouvrières deviennent évidents.