2a Grubu Elementleri

IIA GRUBU ELEMENTLERİ

BERİLYUM

Eskiden Glusinyum, periyodik tablonun IIA grubunda ter alan toprak alkali metaller grubundan kimyasal element. Sertleştirici olarak metalurjide, ayrıca nükleer teknolojide ve uzay teknolojisinde kullanılır. 1798’de Louis-Nicolas Vauquelin tarafından, beril ve zümrüt kristalleri içinde oksit halinde bulundu; birbirlerinden habersiz olarak çalışan Frıedrıch wöhler ve A.-A.-B. Bussy de 1828’de baryum klorürü potasyumla indirgeyerek berilyumu metal halinde elde ettiler.
Özellikleri, bulunduğu yerler ve kullanım alanları. Çelik griliğinde bir metal olan berilyum, oda sıcaklığında oldukça gevrektir. Doğada serbest halde bulunmaz, yeryüzündeki kor kayaçların yaklaşık %0,0006’sının berilyumdan oluştuğu sanılmaktadır. Doğada bol miktarda bulunan beril ve bertrandit mineralleri, berilyum hidroksitin sanayi çapında üretilmesini olanaklı kılar. Metal halindeki berilyum ise, sanayide, berilyum flüorürün magnezyumla indirgenmesi ve berilyum klorürün elektrolizi yoluyla iletilir.
Berilyum, erime noktası oldukça yüksek olan tek kararlı hafif metaldir. Bu özelliklerinin yanı sıra, elektrik iletkenliği ile ısı iletkenliğinin ve sığasının yüksek olması, yüksek sıcaklıklarda mekanik özelliklerinin artması, yükseltgenmeye karşı direnci ve esneklik kat sayısının çok yüksek olması nedeniyle,teknolojinin çeşitli alanlarında, bu arada reaktörlerde kullanılmaya çok elverişlidir. Berilyum, x ışınlarını alüminyumdan 17 kat daha çok geçirir ve x ışını lambalarının ışın çıkış pencerelerinin yapımında yaygın olarak kullanılır. Ayrıca füzelerde, uçaklarda ve uzay araçlarında kullanılan cayroskopların, ivme ölçerlerin, bilgisayar parçalarının ve öteki güdüm aletlerinin yapımında, ağır iş makinelerinin fren tamburlarında ve soğutma sistemine gereksinim duyulan çeşitli düzeneklerde berilyumdan yararlanılır.
Sanayide üretilen berilyumun büyük bölümü, sert alaşımların düşük yüzdeli bileşeni ve berilyumlu bakırın ana bileşeni olarak, ayrıca yay ve benzeri malzemenin yapımında kullanılan nikel ve demir temelli alaşımların üretiminde kullanılır. Berilyumlu bakır, kıvılcım sıçramasının tehlikeli olabileceği yerlerde,örneğin barut fabrikalarında kullanılan aletlerin temel yapım malzemeleridir. Berilyumun, kıvılcım oluşumunu engelleme özelliği yoktur, ama bakırı güçlendirerek darbe sonucu kıvılcım oluşmasını önler. Yükseltgenebilen alaşımlara az miktarda eklenen berilyum, yüzeyde koruyucu bir katman oluşturarak, magnezyumun tutuşma özelliğini azaltır, gümüş alaşımların kararmasını yavaşlatır.
Atom fiziği,nötronların bulunmasını da berilyuma borçludur. 1932’de Sir James Chadwıck, alfa parçacıklarıyla bombardıman edilen berilyumdan dışarı fırlatılan parçacıkları gözlemlemiş ve nötron adını vermiştir. O tarihten bu yana berilyum, alfa ışınları yayan çeşitli maddelerle, özellikle radyumla karşılaştırılarak nötron kaynağı olarak kullanılmaktadır; örneğin 1942’de Enrico Fermi, ilk denetimli çekirdek bölünmesi tepkimelerini bu tür bir kaynaktan yararlanarak gerçekleştirmiştir.
Berilyumun doğada bulunan tek kararlı izotopu berilyum-9 dur. Yarı ömrü 2 700 000 yıl olan berilyum-10 ve 10-15 saniyeden daha kısa bir sürede kendiliğinden iki alfa parçacığına bölünen berilyum-8 gibi yapay izotoplarıda üretilmiştir.







MAGNEZYUM
Atom numarası 12, atom ağırlığı 24,32 olan kimyasal elementtir. 1829’da Bussy tarafından element halinde elde edilmiştir. 1,7 yoğunluğunda, 650c’ta eriyen,1200c’ta kaynayan, gümüş beyazlığında bir katıdır. Kolayca dövülebilir, fakat çok dayanıklı olmadığı için tel haline getirmek güçtür. Kuru havadan etkilenmez; nemli havada ise oksitlenir ve ince şerit, tel veya toz halinde olduğu zaman çok parlak bir alevle yanarak magnezyum oksit verir. Kızıl derecede, halojenlerle ve azotla birleşir, kaynama noktasındaki suyu ve asitleri ayrıştırır, oksitlerin çoğunu indirger.

KALSİYUM
Atom numarası 20, atom ağırlığı 40,08 olan kimyasal elementtir. 1808’de Davy tarafından saf olarak elde edildi.
Beyaz renkte, bıçakla kesilebilen yumuşak bir maddedir. Kesilme yüzeyleri kurşuna benzer, ancak, havada oksitlenerek parlaklığı gittikçe azalır. Yoğunluğu 1,54’tür, 810c’ta erir. Elektropozitifliği yüksektir, çok parlak beyaz bir alevle yanarak sönmemiş kireç, CaO verir. Halojenler ve hidrojenle hidrür CaH2, azotla nitrür Ca3N2 vererek kolayca birleşir. Sıcakta oksijen ve azotu soğurarak, havadaki soy gazların açığa çıkmasını sağlar. Çok indirgen olduğu için, diğer maden oksitlerin çoğunda madenlerin yerine geçer. Soğukta, hidrojen ve kalsiyum hidroksit Ca(OH)2 vererek su ile birleşir. Kalsiyum,bileşiklerinde bir değerlidir. Tabiatta serbest halde bulunmaz, fakat bileşikleri çok yaygın ve önemlidir. Bileşiklerinden en çok bulunanı kalsiyum karbonattır; Çeşitli kalker taşları, az çok saf haldeki kalsiyum karbonat örnekleridir. Jibs veya alçı taşını meydana getiren hidratlı kalsiyum sülfat Kuzey Afrika maden yataklarında bulunan fosforit ile kemiğin inorganik kısmını meydana getiren kalsiyum fosfat diğer bileşikleri arasında sayılabilir.
Sanayide kalsiyum, suda erimiş kalsiyum klorür ve kalsiyum florür karışımının elektroliziyle elde edilir. Maden katotta çökeldikçe, demir katot yukarı kaldırılır, sonra havasız bir yerde ergitilerek arttırılır.

STRONSİYUM
Atom numarası 38, atom ağırlığı 87,63 olan kimyasal elementtir. 1780’da Crawford tarafından, strontıan kurşun ocaklarından çıkarılan bir mineral içinde keşfedilmiş ve 1808’de Davy tarafından bu mineralden ayrılmıştır. Toprakta karbonat ve sülfat şeklinde bulunur. Deniz suyunda ve bazı maden sularında eser halinde rastlanır.
Hava temasında oksitlenerek hemen esmerleşen beyaz bir madendir. Yoğunluğu 2,5’tir,800c’ta ergir. Çok çabuk yükseltgenir, soğukta suyu ayrıştırır, ametallerin birçoğuyla birleşir; asitlerle çeşitli tuzlar verir, bu tuzlarda stronsiyum iki değerlidir. Oksidin alüminyumla indirgenmesinden veya ergimiş klorürünün elektrolizinden elde edilir.
Baryum tuzlarına benzeyen tuzları, alevi kırmızıya boyar; nitratıda havai fişeklerde kullanılır. Bazı tuzları tıpta uygulanır. Hidroksiti olan stronsiyan şekeri melastan ayırmak için kullanılan ve şekerle çözünmeyen bir bileşik meydana getirir. Stronsiyum, baryum karbonatla birleşerek, vakum lambalarının oksit katotlarının yapımında kullanılır; bu lambalarda stronsiyum bir regülatör rolü oynar.







BARYUM
Atom numarası 56 ve atom ağırlığı 137,36 olan kimyevi elementtir. Kireç ile, <ağır toprak> adını verdiği baritin birbirinden farklı olduğunu gösteren Scheele baryumun varlığını 1774’te ortaya koydu. Madeni 1808’de Davy ayırmış ve adlandırmıştır.
Baryum, gümüş parlaklığında beyaz bir madendir, yoğunluğu 3,7 olup 710C’ta erir ve 1150C’a doğru buharlaşır. Kalsiyum ve stronsiyum gibi 2 değerli, çok elektropozitif bir madendir. Havada kolayca oksitlenir ve suyu soğukta ayrıştırır. Bileşikleri, kalsiyum ve stronsiyumunkilerle izomorfturlar. Tabiatta kalsiyumdan çok daha az bulunur ve özellikle sülfat ve karbonat şeklinde rastlanır.
Bu maden sınai bir maden değildir ve yalnız laboratuarlarda elde edilmektedir, bu konuda baş vurulan metot, baryum oksidin, yüksek sıcaklıklarda ve vakumda, magnezyum, alüminyum veya bir ferrosilisyum tarafından indirgenmesi esasına dayanır, neticede maden damıtılarak elde edilir.

RADYUM
Radyum, çeşitli cevherlerden elde edilir: bohemya pekblendi, colorado karnotiti, portekiz uraniti gibi bu çeşitli cevherlerde radyum oranı çok düşüktür ve cevherin birkaç tonu ancak birkaç desigram radyum verir. Özellikle karnotitin işlenmesi sırasında, bir baryum ve radyum klorür karışımı elde edilir.; bu klorürler ayrımsal billurlaştırma ile birbirlerinden ayrılır.
Metal radyum, 1910’da Marie Curie ve A. Debierne tarafından, radyum klorürün elektrolizinden elde edilir. 700C’ta erir, soğukta suyu ayrıştırır; görünüşü ve özellikleriyle baryuma benzer, atom ağırlığı 226,05’tir. En çok kullanılan tuzu radyum klorürdür.
Radyum, atom yapısında bozunma gösteren bir enerji miktarı açığa çıkararak ve helyumla radonun açığa çıkmasıyla meydana gelir. Radyumun bozulması alttaki şema ile gösterilebilir:






















Art arda gelen radyoaktifliği gösteren bu tabloda değişik çekirdeklerin ortalama bölünme süresi belirtilmiştir. Parantez içindede bu çekirdeklerin eski adları verilmiştir. Radyum dönüşümleri büyük bir enerji miktarı açığa çıkararak meydana gelir; 1gr radyum için, bu enerji miktarı, 340gr kömürün yakılmasıyla meydana gelen ısıya eşittir. Yayılan a, B ve y ışınımları karmaşıktır; gazları iyonlaştırma, fotoğraf plaklarını etkileme, flüorışı meydana getirme özellikleri gösterir. Ayrıca bakterileri öldürür ve hücreleri yok eder; bu yüzdende tedavilerde çeşitli uygulamaları vardır (radyum tedavisi).

[AyTeK54]

tşkler...