Login Anmelden

Select your language

Suggested languages for you:
StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
|
|

Erdalkalimetalle

Erdalkalimetalle

Weißt Du, was Kalkstein und Knochen gemeinsam haben? Beide Stoffe bestehen zu großem Teil aus Calcium. Neben Knochen bestehen auch Deine Zähne teilweise aus Calcium. Calcium ist in der zweiten Hauptgruppe des Periodensystems zu finden und gehört somit zu den Erdalkalimetallen. Was Erdalkalimetalle ausmacht und wo Du sie noch finden kannst, erfährst Du in dieser Erklärung.

Erdalkalimetalle – ein Überblick

Als Erdalkalimetalle werden die Elemente der zweiten Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet. Zur Gruppe der Erdalkalimetalle gehören somit:

  • Beryllium (Be),
  • Magnesium (Mg),
  • Calcium (Ca),
  • Strontium (Sr),
  • Barium (Ba) und
  • Radium (Ra).

Der Name der Erdalkalimetalle ist von den beiden benachbarten Hauptgruppen abgeleitet: den Alkalimetallen, sowie den Erdmetallen. Das Erdalkalimetall Radium gehört außerdem zu den radioaktiven Elementen.

Radioaktive Elemente sind chemische Elemente, die einen instabilen Atomkern besitzen. Der instabile Atomkern zerfällt spontan, unter Ausstrahlung von Energie in Form von Strahlung. Diese Strahlung wird umgangssprachlich auch als radioaktive Strahlung bezeichnet.

Eigenschaften der Erdalkalimetalle

Erdalkalimetalle sind silbrig glänzende Metalle. Ihre Dichte liegt unter 5 , wodurch sie auch als Leichtmetalle oder leichte Metalle bezeichnet werden. Da sie ihre beiden Valenzelektronen leicht abgeben, zählen Erdalkalimetalle zu den unedlen Metallen.

Alle Erdalkalimetalle besitzen zwei Valenzelektronen, wodurch sie sehr reaktionsfreudig sind. Sie kommen daher in der Natur vor allem als Ionenverbindungen vor. Auf die Gründe der Reaktivität von Erdalkalimetallen wird im Abschnitt zu den chemischen Reaktionen mit Erdalkalimetallen näher eingegangen.

Valenzelektronen sind die Elektronen auf der äußersten Elektronenschale eines Atoms. Diese wird auch Valenzschale genannt. Willst Du mehr über Valenzelektronen erfahren, dann schaue Dir unbedingt die passende Erklärung dazu an.

In der folgenden Tabelle siehst Du einige Eigenschaften der sechs Erdalkalimetalle:

BerylliumMagnesiumCalciumStrontiumBariumRadium
Ordnungszahl41220385688
Atommasse9244088137(226)
Schmelzpunkt in °C1287650839769725700
Siedepunkt in °C296911101487138016371737
Elektronegativität1,51,21,01,01,01,0
Dichte (bei 20 °C und 1013 hPa) in 1,851,741,542,633,655,50

Wie Du anhand der Tabelle erkennen kannst, ähneln sich die physikalischen Eigenschaften der Erdalkalimetalle bis auf eine Ausnahme. Der Schmelz- und Siedepunkt von Beryllium liegt deutlich über den Schmelz- und Siedepunkten der anderen Erdalkalimetalle. Dieser hohe Schmelzpunkt des Berylliums ist für Leichtmetalle sehr ungewöhnlich.

Flammenfärbung von Erdalkalimetalle

Drei der sechs Erdalkalimetalle kann man anhand ihrer Flammenfärbung erkennen. Während beim Entzünden der Erdalkalimetalle Beryllium und Magnesium keine Flammenfärbung auftritt, nimmt die Flamme von Calcium, Strontium, Barium und deren Salze eine spezifische Farbe an:

  • Calcium leuchtet orange-rot,
  • Strontium rot und
  • Barium grün.

Achtung! Brennende Erdalkalimetalle dürfen auf keinen Fall mit Wasser gelöscht werden. Dies könnte zu einer gefährlichen Explosion führen.

Verwendung von Erdalkalimetallen

Da Erdalkalimetalle sowie die Salze der Erdalkalimetalle beim Verbrennen farbige Flammen erzeugen, kommen sie unter anderem in Feuerwerken zum Einsatz. Sie sind zudem alle sehr gute Elektrizitätsleiter, wobei Beryllium und Calcium hierfür besonders geeignet sind. Magnesium und Beryllium sind zudem oft Bestandteile von Legierungen.

Auch in Deinem Körper kommen Erdalkalimetalle vor, die wichtige Funktionen erfüllen. Wie Du bereits weißt, bestehen Deine Zähne und Knochen unter anderem aus Calcium und Magnesium. Diese beiden Erdalkalimetalle spielen aber auch bei der Muskelentspannung sowie der Muskelanspannung eine Rolle.

Vorkommen von Erdalkalimetallen

Erdalkalimetalle machen etwa vier Prozent (%) der Erdkruste aus. Calcium besitzt davon einen Anteil von etwa 67 %, während Magnesium circa 31 % ausmacht. Nur etwa 1,4 % des Erdalkalimetallanteils der Erdkruste besteht aus Barium und circa 0,6 % aus Strontium. Auch in verschiedenen Mineralien wie Turmalin, Smaragd und Beryll sind Erdalkalimetalle enthalten.

Erdalkalimetalle – Chemische Reaktionen

Wie Du schon weißt, besitzen Erdalkalimetalle zwei Valenzelektronen. Diese beiden Außenelektronen geben die Elemente der zweiten Hauptgruppe leicht ab, um die sogenannte Edelgaskonfiguration zu erreichen. Dabei entstehen zweifach positiv geladene Ionen.

Besitzt ein Atom eine volle Valenzschale, so spricht man von der Edelgaskonfiguration. Der Name der Edelgaskonfiguration kommt von der Elektronenkonfiguration der Edelgase. Diese besitzen ohne Elektronenaufnahme oder -abgabe eine voll besetzte äußere Elektronenschale. Die Edelgasregel besagt, dass alle Atome nach der Edelgaskonfiguration streben, da sie in diesem Zustand sehr stabil sind.

Die Reaktivität der Erdalkalimetalle steigt, je höher die Ordnungszahl ist. Dies liegt am zunehmenden Atomradius der Atome, wodurch die Valenzelektronen weniger stark vom Atomkern angezogen werden. Dadurch können sich diese leichter abspalten.

Willst Du mehr zum Thema Ordnungszahl erfahren und wie sich der Atomradius in Abhängigkeit der Ordnungszahl verhält, dann ist die Erklärung über das Periodensystem genau richtig für Dich.

Vergleich von Erdalkalimetalle mit Alkalimetallen

Während Erdalkalimetalle zwei Valenzelektronen besitzen, kommt in der äußersten Elektronenschale der Alkalimetalle nur ein Elektron vor. Dadurch sind Alkalimetalle reaktiver als Erdalkalimetalle. Grund dafür ist die höhere Ionisierungsenergie bei der Abspaltung zweier Elektronen, im Gegensatz zu einem.

Als Ionisierungsenergie wird die Energie bezeichnet, die benötigt wird, um ein Elektron eines Atoms, Ions oder Moleküls abzuspalten. Grund dafür ist die höhere Anzahl an Protonen im Atomkern der Erdalkalimetalle und der damit verbundene geringere Atomradius der Erdalkalimetalle.

Reaktion von Erdalkalimetallen mit Wasser

Erdalkalimetalle (mit X gekennzeichnet) reagieren heftig mit Wasser (H2O), wobei Wasserstoff (H2) gebildet wird. Die entstandene Verbindung bezeichnet man als Hydroxid.

Erdalkalimetalle Reaktion von Erdalklaimetallen mit Wasser StudySmarter

Erdalkalimetalle Reaktion von Erdalklaimetallen mit Wasser StudySmarter

Beryllium wird in Wasser passiviert, das heißt, dass nur die Metalloberfläche oxidiert wird, wodurch sich eine Art Schutzschicht bildet. Neben Beryllium wird auch Magnesium bei Kontakt mit Wasser passiviert. Im Gegensatz zu Beryllium löst sich die Schutzschicht des Magnesiums in heißem Wasser auf. Aufgrund der Passivierung von Beryllium und Magnesium reagieren die beiden Erdalkalimetalle nur langsam mit Wasser.

Die folgende Reaktionsgleichung beschreibt beispielhaft die Reaktion von Strontium (Sr) mit Wasser (H2O):

Erdalkalimetalle Reaktion von Strontium mit Wasser StudySmarter

Reaktion von Erdalkalimetallen mit Sauerstoff

Neben der Reaktion mit Wasserstoff werden Beryllium und Magnesium auch bei der Reaktion mit Sauerstoff passiviert. Die allgemeine Reaktion eines Erdalkalimetalls (X) mit Sauerstoff (O2) lautet:

Erdalkalimetalle Reaktion von Erdalklaimetallen mit Sauerstoff StudySmarter

Erdalkalimetalle Reaktion von Erdalklaimetallen mit Sauerstoff StudySmarter

Reagieren Elemente oder Moleküle mit molekularem Sauerstoff (O2), so werden die entstandenen Verbindungen als Oxide bezeichnet.

Die Reaktionsgleichung der Reaktion von Barium (Ba) und Sauerstoff (O) lautet:

Erdalkalimetalle Reaktion von Barium mit Sauerstoff StudySmarter

Reaktionen von Erdalkalimetallen mit Wasserstoff

Reagieren Erdalkalimetallen mit Wasserstoff, entstehen Hydride. Die allgemeine Reaktionsgleichung von Erdalkalimetallen (X) mit Wasserstoff (H2) lautet:

Erdalkalimetalle Reaktion von Erdalklaimetallen mit Wasserstoff StudySmarter

Erdalkalimetalle Reaktion von Erdalklaimetallen mit Wasserstoff StudySmarter

Die Reaktion von Beryllium und Wasserstoff kann nur durch einen Katalysator stattfinden. Als Katalysator wird ein Stoff bezeichnet, der durch das Herabsetzen der Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion deren Reaktionsgeschwindigkeit erhöht. Dabei wird der Katalysator selbst nicht verbraucht. Magnesium kann im Gegensatz zu Beryllium nur unter hohem Druck mit Wasserstoff reagieren. Calcium, Strontium, Barium und Radium reagieren schon bei Normalbedingungen mit Wasserstoff.

Die folgende Reaktionsgleichung beschreibt die Reaktion von Calcium (Ca) mit Wasserstoff (H2):

Erdalkalimetalle Reaktion von Calcium mit Wasserstoff StudySmarter

Reaktionen von Erdalkalimetallen mit Halogenen

Erdalkalimetalle reagieren auch gut mit Halogenen, da diesen nur ein Valenzelektron zur Edelgaskonfiguration fehlt. Reagieren zwei Atome eines Halogens mit einem Erdalkalimetall erreichen alle Atome des entstehenden Erdalkalimetallhalogenid die Edelgaskonfiguration, da das Erdalkalimetall beide Valenzelektronen abgegeben und jedes der Halogenatome ein Elektron aufnehmen kann.

Halogene sind die chemischen Elemente der siebten Hauptgruppe des Periodensystems. Zu ihnen gehören folgende Elemente:

  • Fluor (F),
  • Chlor (Cl),
  • Brom (Br),
  • Iod (I) und
  • Astat (As).

Die folgende Reaktionsgleichung beschreibt die allgemeine Reaktion von Erdalkalimetallen (X) mit Halogenen (Y):

Erdalkalimetalle Reaktion von Erdalklaimetallen mit Halogenen StudySmarter

Erdalkalimetalle Reaktion von Erdalklaimetallen mit Halogenen StudySmarter

Die Reaktionsgleichung der Reaktion von Fluor (F) und Barium (Ba) lautet:

Erdalkalimetalle Reaktion von Barium mit Fluor StudySmarter

Erdalkalimetalle – Das Wichtigste

  • Erdalkalimetalle sind die Elemente der zweiten Hauptgruppe des Periodensystems. Dazu gehören Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba) und Radium (Ra).
  • Sie sind leichte, unedle Metalle.
  • Erdalkalimetalle besitzen zwei Valenzelektronen, wodurch sie sehr reaktiv sind.
  • Aufgrund der höheren Ionisierungsenergie sind Erdalkalimetalle aber nicht so reaktiv wie Alkalimetalle.
  • Erdalkalimetalle reagieren gut mit Wasser, sowie Nichtmetallen wie Sauerstoff, Wasserstoff und Halogenen.

Nachweise

  1. Chemie.de: Erdalkalimetalle. (15.08.2022)
  2. Uni-kiel.de: Erdalkali Elemente (Hauptgruppe 2). (15.08.2022)
  3. Uni Siegen: Erdalkalimetalle - Eigenschaften, wichtige Mineralien, Reaktionen. Uni-siegen.de (15.08.2022)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Erdalkalimetalle

Alkalimetalle sind, bis auf Wasserstoff, die Elemente der ersten Hauptgruppe des Periodensystems. Erdalkalimetalle hingegen sind die chemischen Elemente der zweiten Hauptgruppe.

Das reaktionsfreudigste Erdalkalimetall ist Radium. Die Reaktivität der Erdalkalimetalle steigt nämlich, je höher deren Ordnungszahl ist. Dies liegt am zunehmenden Atomradius der Atome, wodurch die Valenzelektronen weniger stark vom Atomkern angezogen werden und somit leichter abgespalten werden können.

Erdalkalimetalle sind leichte, unedle und silbrig glänzende Metalle. Sie besitzen nur zwei Valenzelektronen. Daher sind Erdalkalimetalle sehr reaktionsfreudig und kommen in der Natur vor allem als Ionenverbindungen vor.

Der Name der Erdalkalimetalle ist von den beiden benachbarten Hauptgruppen abgeleitet: den Alkalimetallen, sowie den Erdmetallen.

Finales Erdalkalimetalle Quiz

Frage

Welches Element der Erdalkalimetalle ist radioaktiv?

Antwort anzeigen

Antwort

Radium

Frage anzeigen

Frage

Erdalkalimetalle zählen zu den …

Antwort anzeigen

Antwort

… unedlen Metallen.

Frage anzeigen

Frage

Sind Erdalkalimetalle oder Alkalimetalle reaktiver?

Antwort anzeigen

Antwort

Alkalimetalle sind reaktiver als Erdalkalimetalle, da sie nur ein Valenzelektron besitzen.

Frage anzeigen

Frage

Wieso sind Alkalimetalle reaktiver als Erdalkalimetalle?

Antwort anzeigen

Antwort

Alkalimetalle sind reaktiver als Erdalkalimetalle, da Erdalkalimetalle eine höhere Ionisierungsenergie besitzen.

Frage anzeigen

Frage

Wozu werden Erdalkalimetalle verwendet?

Antwort anzeigen

Antwort

Erdalkalimetalle werden unter anderem in Feuerwerken oder als Elektrizitätsleiter eingesetzt.

Frage anzeigen

Frage

Wieso geben Erdalkalimetalle ihre beiden Außenelektronen leicht ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Erdalkalimetalle geben ihre beiden Außenelektronen leicht ab, um die Edelgaskonfiguration zu erreichen.

Frage anzeigen

Frage

Wieso steigt die Reaktivität der Erdalkalimetalle, je höher die Ordnungszahl ist?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Grund für die steigende Reaktivität liegt am zunehmenden Atomradius der Atome. Dadurch werden die Valenzelektronen weniger stark vom Atomkern angezogen, wodurch diese leichter abgespalten werden können.

Frage anzeigen

Frage

Welche chemischen Elemente gehören zur Gruppe der Erdalkalimetalle?

Antwort anzeigen

Antwort

Zur Gruppe der Erdalkalimetalle gehören:


  • Beryllium (Be),
  • Magnesium (Mg),
  • Calcium (Ca),
  • Strontium (Sr),
  • Barium (Ba) und
  • Radium (Ra).

Frage anzeigen

Frage

Als Erdalkalimetalle werden die chemischen Elemente der ... Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet.

Antwort anzeigen

Antwort

zweiten 

Frage anzeigen

Frage

Woher stammt der Name der Erdalkalimetalle?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Name der Erdalkalimetalle ist von den beiden benachbarten Hauptgruppen abgeleitet: den Alkalimetallen, sowie den Erdmetallen.

Frage anzeigen

Frage

Erdalkalimetalle zählen zu den ...

Antwort anzeigen

Antwort

... Leichtmetallen.

Frage anzeigen

Frage

Wie kommen Erdalkalimetalle hauptsächlich in der Natur vor?

Antwort anzeigen

Antwort

Erdalkalimetalle kommen in der Natur vor allem als Ionenverbindungen vor.

Frage anzeigen

Frage

Wieso werden einige Erdalkalimetalle für Feuerwerke eingesetzt?

Antwort anzeigen

Antwort

Aufgrund der Flammenfärbung von Calcium, Strontium und Barium werden diese Erdalkalimetalle für Feuerwerke eingesetzt.

Frage anzeigen

Frage

Wieso reagieren Beryllium und Magnesium bei Kontakt mit Wasser nur langsam?

Antwort anzeigen

Antwort

Da Beryllium und Magnesium bei Kontakt mit Wasser passiviert werden, reagieren sie nur langsam.

Frage anzeigen

Frage

Bei der Reaktion mit welchem Stoff außer Wasser werden Beryllium und Magnesium passiviert?

Antwort anzeigen

Antwort

Sauerstoff

Frage anzeigen

60%

der Nutzer schaffen das Erdalkalimetalle Quiz nicht! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer

Alles was du für deinen Lernerfolg brauchst - in einer App!

Lernplan

Sei rechtzeitig vorbereitet für deine Prüfungen.

Quizzes

Teste dein Wissen mit spielerischen Quizzes.

Karteikarten

Erstelle und finde Karteikarten in Rekordzeit.

Notizen

Erstelle die schönsten Notizen schneller als je zuvor.

Lern-Sets

Hab all deine Lermaterialien an einem Ort.

Dokumente

Lade unzählige Dokumente hoch und habe sie immer dabei.

Lern Statistiken

Kenne deine Schwächen und Stärken.

Wöchentliche

Ziele Setze dir individuelle Ziele und sammle Punkte.

Smart Reminders

Nie wieder prokrastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Trophäen

Sammle Punkte und erreiche neue Levels beim Lernen.

Magic Marker

Lass dir Karteikarten automatisch erstellen.

Smartes Formatieren

Erstelle die schönsten Lernmaterialien mit unseren Vorlagen.

Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.