Groupe 2 — deux électrons externes et l’ossature structurale de la vie
Plus durs, plus denses et moins violents que leurs voisins du groupe 1, les métaux alcalino-terreux abandonnent deux électrons au lieu d’un. Cette seule différence explique pourquoi le calcium construit les os et les coquilles, pourquoi le magnésium se trouve au centre de la chlorophylle et pourquoi le béryllium est suffisamment rigide pour les télescopes spatiaux.
Mis en évidence dans le tableau périodique
Chaque membre
Ce qui les définit
Une couche externe ns² complète n’est pas suffisamment stable pour être conservée ; ces métaux perdent donc leurs deux électrons et forment des ions +2. La charge doublée signifie que leurs composés sont maintenus beaucoup plus fortement que ceux des métaux alcalins — c’est précisément pourquoi ils forment de bons minéraux structuraux.
Le béryllium réagit à peine avec l’eau. Le magnésium a besoin de vapeur. Le calcium pétille régulièrement, le strontium plus rapidement et le baryum encore plus vite. C’est la même tendance descendante que dans le groupe 1, mais décalée de plusieurs degrés vers davantage de calme.
Leurs carbonates et leurs sulfates sont en grande partie insolubles, ce qui explique que le calcaire, le marbre, la craie, le gypse et les coquillages existent sous forme de roches durables au lieu de se dissoudre dans la mer.
Tendances périodiques
Dans le groupe : les atomes grossissent, l’énergie d’ionisation diminue, la réactivité augmente et la solubilité des hydroxydes augmente tandis que celle des sulfates diminue. Par rapport au groupe 1 de la même période, les atomes du groupe 2 sont plus petits, plus denses, plus durs et ont des points de fusion plus élevés.
Dans le monde
Alliages aéronautiques et fenêtres pour rayons X — il est presque transparent aux rayons X et six fois plus rigide que l’acier à poids égal. Les miroirs du télescope spatial James Webb sont en béryllium.
Des alliages légers pour les voitures, les ordinateurs portables et les cadres de bicyclettes ; le métal au cœur de chaque molécule de chlorophylle ; et l’éclat blanc intense de l’ancienne photographie au flash.
Ciment, plâtre, sidérurgie, et chaque os et coquille de la planète. Le carbonate de calcium est le minéral le plus extrait au monde.
Le rouge cramoisi des feux d'artifice et des fusées de détresse. Le strontium-90 issu des retombées d'armes est dangereux précisément parce que l'organisme le traite comme du calcium.
Le sulfate de baryum est si insoluble qu’un « repas baryté » permet aux radiologues d’imager le tube digestif sans empoisonner le patient.
Peinture lumineuse autrefois utilisée et premières thérapies contre le cancer. Ces deux utilisations ont tué des personnes ; aucune n’est utilisée aujourd’hui.
Manipulation
Les poussières de béryllium provoquent la bérylliose chronique, une maladie pulmonaire incurable, même à de très faibles expositions — c’est de loin le membre le plus dangereux. Les sels solubles de baryum sont fortement toxiques. Le radium est extrêmement radioactif. Le magnésium et le calcium sont des nutriments essentiels sous forme ionique, mais le magnésium métallique brûle à 3 100 °C et ne peut pas être éteint avec de l’eau ou du CO₂.
Bon à savoir
Questions fréquentes
Leurs oxydes — chaux, magnésie, baryte — ont été classés par les premiers chimistes parmi les « terres » parce qu’ils résistaient à la fusion et étaient insolubles. Dissolvez ce qui peut l’être, aussi peu que ce soit, et le résultat est alcalin. Le nom a subsisté même après l’isolement des métaux eux-mêmes.
Il est exceptionnellement petit et retient ses électrons avec une force inhabituelle, si bien que ses liaisons sont en grande partie covalentes plutôt qu’ioniques. Cette similitude diagonale avec l’aluminium est un schéma général des éléments de la période 2, qui se comportent tous davantage comme l’élément situé en dessous et à droite d’eux que comme les autres éléments de leur propre groupe.
Parce que la chimie ne peut pas distinguer les isotopes et que le strontium se trouve juste sous le calcium, avec la même charge +2 et un rayon ionique similaire. Les mécanismes calciques de l’organisme l’incorporent dans le squelette, où il irradie ensuite la moelle osseuse pendant des décennies.
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