↓  ช่วงเวลา
2	เบริลเลียม (Be) 4
3	แมกนีเซียม (Mg) 12
4	แคลเซียม (Ca) 20
5	สตรอนเทียม (Sr) 38
6	แบเรียม (Ba) 56
7	เรเดียม (Ra) 88
ตำนาน องค์ประกอบดั้งเดิม ธาตุโดยการสลายตัวทางรังสี

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธเป็นธาตุเคมี 6 ชนิด ในหมู่ 2 ของตารางธาตุได้แก่เบริลเลียม (Be), แมกนีเซียม (Mg), แคลเซียม (Ca), สตรอนเทียม (Sr), แบเรียม (Ba) และเรเดียม (Ra) ^{[ 1 ]} ธาตุเหล่านี้มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันมาก คือเป็น โลหะสีเงินขาวมันวาวมีปฏิกิริยา ค่อนข้างมาก ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน^{[ 2 ]}

ร่วมกับฮีเลียมธาตุเหล่านี้มีออร์บิทัล s ภายนอก ที่เต็ม^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} —นั่นคือ ออร์บิทัลนี้มีอิเล็กตรอนครบสองตัว ซึ่งโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธจะสูญเสียอิเล็กตรอนเหล่านี้ไปได้ง่ายเพื่อสร้างแคตไอออนที่มีประจุ +2 และสถานะออกซิเดชัน +2 ^{[ 5 ]}ฮีเลียมถูกจัดอยู่ในกลุ่มก๊าซเฉื่อยไม่ใช่โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ แต่มีทฤษฎีว่าฮีเลียมมีความคล้ายคลึงกับเบริลเลียมเมื่อถูกบังคับให้เกิดพันธะ และบางครั้งก็มีการเสนอให้จัดอยู่ในหมู่ที่ 2 ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธที่ค้นพบทั้งหมดเกิดขึ้นในธรรมชาติ แม้ว่าเรเดียมจะเกิดขึ้นจากการสลายตัวของยูเรเนียมและทอเรียม เท่านั้น และไม่ได้เป็นธาตุดั้งเดิม^{[ 9 ]}มีการทดลองหลายครั้งเพื่อพยายามสังเคราะห์ธาตุ 120ซึ่งเป็นสมาชิกที่มีศักยภาพลำดับถัดไปของกลุ่ม แต่ไม่ประสบความสำเร็จ

เช่นเดียวกับกลุ่มอื่นๆ สมาชิกในกลุ่มนี้แสดงรูปแบบในโครงสร้างอิเล็กตรอนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงโคจรชั้นนอกสุด ส่งผลให้เกิดแนวโน้มในพฤติกรรมทางเคมี:

^{เคมีส่วนใหญ่ได้รับการสังเกตเฉพาะสมาชิกห้าตัวแรกของกลุ่ม เท่านั้น}เคมีของเรเดียมยังไม่เป็นที่รู้จักดีนักเนื่องจากกัมมันตภาพรังสี [ ^{2 ]}ดังนั้นการนำเสนอคุณสมบัติของมันในที่นี้จึงมีข้อจำกัด

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหมดมีสีเงินและอ่อนนุ่ม มีความหนาแน่นจุดหลอมเหลวและจุดเดือดค่อนข้าง ต่ำ ในทางเคมี โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหมดทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน เพื่อสร้าง เฮไลด์ของโลหะอัลคา ไลน์เอิร์ธ ซึ่งทั้งหมดเป็นสารประกอบผลึกไอออ นิก (ยกเว้นเบริลเลียมคลอไรด์เบริลเลียมโบรไมด์และเบริลเลียมไอโอไดด์ซึ่งเป็นโคเวเลนต์ ) โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหมด ยกเว้นเบริลเลียมยังทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างไฮดรอกไซด์ที่เป็นด่าง สูง ดังนั้นจึงควรจัดการด้วยความระมัดระวัง โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธที่หนักกว่าจะทำปฏิกิริยารุนแรงกว่าโลหะที่เบากว่า^{[ 2 ]}โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธมีพลังงานไอออนไนเซชัน แรกต่ำเป็นอันดับสอง ในคาบของตารางธาตุ^{[ 4 ]}เนื่องจากประจุของนิวเคลียสที่มีประสิทธิภาพ ค่อนข้างต่ำ และความสามารถในการบรรลุ การจัดเรียง เปลือกนอกที่สมบูรณ์ โดยการสูญเสีย อิเล็กตรอนเพียงสอง ตัว พลังงาน ไอออนไนเซชันที่สองของโลหะอัลคาไลน์ทั้งหมดก็ค่อนข้างต่ำเช่นกัน^{[ 2 ] [ 4 ]}

เบริลเลียมเป็นข้อยกเว้น: มันไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำหรือไอน้ำเว้นแต่ที่อุณหภูมิสูงมาก^{[ 10 ]}และเฮไลด์ของมันเป็นพันธะโควาเลนต์ หากเบริลเลียมก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีสถานะไอออนไนเซชัน +2 มันจะทำให้กลุ่มอิเล็กตรอนที่อยู่ใกล้เคียงเกิดการโพลาไรซ์อย่างรุนแรงและจะทำให้เกิดการทับซ้อนของวงโคจร อย่างกว้างขวาง เนื่องจากเบริลเลียมมีความหนาแน่นประจุสูง สารประกอบทั้งหมดที่มีเบริลเลียมเป็นส่วนประกอบจะมีพันธะโควาเลนต์^{[ 11 ]}แม้แต่สารประกอบเบริลเลียมฟลูออไรด์ซึ่งเป็นสารประกอบเบริลเลียมที่เป็นไอออนิกมากที่สุด ก็ยังมีจุดหลอมเหลวต่ำและค่าการนำไฟฟ้าต่ำเมื่อหลอมเหลว^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหมดมีอิเล็กตรอน สองตัว ในเปลือกวาเลนซ์ ดังนั้นสถานะที่ต้องการทางพลังงานในการทำให้เปลือกอิเล็กตรอน เต็ม คือการสูญเสียอิเล็กตรอนสองตัวเพื่อสร้างไอออนบวกที่มีประจุ สองเท่า ^{[ 15 ]}

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหมดทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนเพื่อสร้างเฮไลด์ไอออนิก เช่นแคลเซียมคลอไรด์ ( CaCl₂)₂) รวมถึงทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างออกไซด์ เช่นสตรอนเทียมออกไซด์ ( SrO ) แคลเซียม สตรอนเทียม และแบเรียม ทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อผลิตก๊าซไฮโดรเจนและไฮดรอกไซด์ ตามลำดับ (แมกนีเซียมก็ทำปฏิกิริยาเช่นกัน แต่ช้ากว่ามาก) และยังเกิด ปฏิกิริยา ทรานส์เมทัลเลชันเพื่อแลกเปลี่ยนลิแกนด์^{[ 16 ]}

คุณสมบัติทางกายภาพและอะตอมที่สำคัญของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ	น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน( Da ) [ n 2 ] [ 22 ] [ 23 ]	จุดหลอมเหลว ( K )	จุดหลอมเหลว ( °C )	จุดเดือด ( K ) [ 4 ]	จุดเดือด ( °C ) [ 4 ]	ความหนาแน่น (กรัม/ซม³ ) [ 24 ]	ค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี ( พอลลิง )	พลังงานไอออนไนเซชันแรก( kJ· mol⁻¹ )	รัศมีโควาเลนต์ ( pm ) [ 25 ]	สี ทดสอบเปลวไฟ
เบริลเลียม	9.012182(3)	1560	1287	2744	2471	1.845	1.57	899.5	105	สีขาว[ 26 ]
แมกนีเซียม	24.3050(6)	923	650	1363	1090	1.737	1.31	737.7	150	สีขาวสว่าง[ 2 ]
แคลเซียม	40.078(4)	1115	842	1757	1484	1.526	1.00	589.8	180	สีแดงอิฐ[ 2 ]
สตรอนเทียม	87.62(1)	1050	777	1655	1382	2.582	0.95	549.5	200	สีแดงเข้ม[ 2 ]
แบเรียม	137.327(7)	1000	727	2170	1897	3.594	0.89	502.9	215	สีเขียวแอปเปิ้ล[ 2 ]
เรเดียม	[226] [ n 3 ]	969	696	2010	1737	5.502	0.9	509.3	221	สีแดงเลือดนก[ n 4 ]

ไอโซโทปของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหกชนิดมีอยู่ในเปลือกโลกและระบบสุริยะในความเข้มข้นที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับครึ่งชีวิตของนิวไคลด์และเสถียรภาพทางนิวเคลียร์ของพวกมัน โลหะห้าชนิดแรกมีไอโซโทปที่เสถียร (หรือเสถียรในเชิงสังเกต) หนึ่ง สามห้าสี่และหกชนิดตามลำดับรวมเป็นนิวไคลด์ที่เสถียรทั้งหมด 19 ชนิด ดังที่แสดงไว้ที่นี่: เบริลเลียม-9; แมกนีเซียม-24, -25, -26; แคลเซียม-40 , -42, -43 , -44, -46 ; สตรอนเทียม-84 , -86, -87, -88; แบเรียม-132 , -134, -135, -136, -137, -138 ไอโซโทปทั้งสี่ที่ขีดเส้นใต้ในรายการนั้น คาดการณ์จากพลังงานการสลายตัวของนิวคลีโอไนด์ว่ามีเสถียรภาพในเชิงการสังเกตเท่านั้น และจะสลายตัวด้วยครึ่งชีวิตที่ยาวนานมากผ่านการสลายตัวแบบดับเบิลเบตาแม้ว่าจะยังไม่มีการสังเกตการสลายตัวใด ๆ ที่ระบุได้อย่างแน่ชัดว่าเป็นของไอโซโทปเหล่านี้ ณ ปี 2024 ก็ตาม เรเดียมไม่มีไอโซโทปที่มีเสถียรภาพหรือไอโซโทป ดั้งเดิม

นอกจากชนิดที่เสถียรแล้ว แคลเซียมและแบเรียมแต่ละชนิดยังมีนิวคลีโอไทด์ดั้งเดิม ที่มีอายุยืนยาวมากอีกหนึ่งชนิด ได้แก่แคลเซียม-48และแบเรียม-130 ซึ่งมีครึ่งชีวิตประมาณ5.6 × 10 ¹⁹และ^{อายุของไอโซโทปทั้งสองมี ค่า} เท่ากับ 1.6 × 10²¹ปี ตามลำดับ ซึ่งยาวนานกว่าอายุของจักรวาล ในปัจจุบันมาก (ยาวนานกว่า 4.7 และ 117 พันล้านเท่า ตามลำดับ) และมีการสลายตัวน้อยกว่าหนึ่งส่วนในหมื่นล้านส่วนนับตั้งแต่การก่อตัวของโลกไอโซโทปทั้งสองมีเสถียรภาพสำหรับการใช้งานในทางปฏิบัติ

นอกเหนือจาก ไอโซโทปที่เสถียรหรือเกือบเสถียร 21 ชนิด แล้ว ธาตุอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหกชนิดต่างก็มี ไอโซโทปรังสีที่รู้จักจำนวนมากไอโซโทปอื่น ๆ นอกเหนือจาก 21 ชนิดที่กล่าวมาข้างต้นนั้นไม่มีไอโซโทปดั้งเดิม : ทุกไอโซโทปมีครึ่งชีวิตสั้นเกินกว่าที่แม้แต่เพียงอะตอมเดียวจะอยู่รอดมาได้นับตั้งแต่การก่อตัวของระบบสุริยะ หลังจากการก่อตัวของนิวเคลียสหนักโดยซูเปอร์โนวา ที่อยู่ใกล้เคียง และการชนกันระหว่างดาวนิวตรอนและไอโซโทปใด ๆ ที่มีอยู่ล้วนมาจากกระบวนการทางธรรมชาติที่กำลังดำเนินอยู่เบริลเลียม-7 เบริลเลียม-10และแคลเซียม-41เป็นนิวไคลด์ที่มีปริมาณน้อยมากและ เป็นนิวไคลด์ที่เกิด จากรังสีคอสมิกซึ่งเกิดจากการกระทบของรังสีคอสมิกกับอะตอมในชั้นบรรยากาศหรือเปลือกโลก ธาตุที่มีครึ่งชีวิตยาวที่สุดในกลุ่มนี้ ได้แก่ เบริลเลียม-10 1.387 ล้านปี แคลเซียม-41 99.4 พันปีเรเดียม-226 1599 ปี (ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวที่สุดของเรเดียม) สตรอนเทียม-90 28.90 ปี แบเรียม-133 10.51 ปี และเรเดียม-228 5.75 ปี ส่วนธาตุอื่นๆ มีครึ่งชีวิตน้อยกว่าครึ่งปี และส่วนใหญ่สั้นกว่ามาก

แคลเซียม-48และแบเรียม-130 ซึ่งเป็นไอโซโทปดั้งเดิมและไม่เสถียรสองชนิด จะสลายตัวผ่านการปล่อยเบต้าคู่ เท่านั้น ^{[ n 5 ]}และมีครึ่งชีวิต ที่ยาวนานมาก เนื่องจากความน่าจะเป็นที่การสลายตัวของเบต้าทั้งสองจะเกิดขึ้นพร้อมกันนั้นต่ำมากไอโซโทปทั้งหมดของเรเดียมมีกัมมันตภาพรังสี สูง และส่วนใหญ่เกิดจากการสลายตัวของนิวไคลด์กัมมันตรังสี ที่หนักกว่า ไอโซโทปที่มีอายุยืนยาวที่สุดคือเรเดียม-226 ซึ่งเป็นสมาชิกของห่วงโซ่การสลายตัวของยูเรเนียม-238 ^{[ 29 ]}สตรอนเทียม-90 และแบเรียม-140 เป็นผลิตภัณฑ์ฟิสชัน ทั่วไป ของยูเรเนียมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ คิดเป็น 5.73% และ 6.31% ของผลิตภัณฑ์ฟิสชันของยูเรเนียม-235 ตามลำดับ เมื่อถูกนิวตรอนความร้อนยิง^{[ 30 ]}ไอโซโทปทั้งสองมีครึ่งชีวิต 28.90 ปีและ 12.7 วัน สตรอนเทียม-90 ผลิตได้ในปริมาณมากในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้งานอยู่ซึ่งใช้ เชื้อเพลิง ยูเรเนียม-235หรือพลูโทเนียม-239และ ยังมีความเข้มข้น สมดุลในระยะยาว เล็กน้อย เนื่องจากการสลายตัวแบบฟิสชันที่เกิดขึ้นเอง ตามธรรมชาติ ในยูเรเนียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

แคลเซียม-48 เป็นนิวไคลด์ที่เบาที่สุดที่ทราบกันว่าเกิดการสลายตัวแบบดับเบิลเบตา [ ^{31 ] แคลเซียม}และแบเรียมที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมีกัมมันตภาพรังสีต่ำมาก: แคลเซียมมีแคลเซียม-48 ประมาณ 0.1874% ^{[ 32 ]}และแบเรียมมีแบเรียม-130 ประมาณ 0.1062% ^{[ 33 ]}โดยเฉลี่ยแล้ว การสลายตัวแบบดับเบิลเบตาของแคลเซียม-48 จะเกิดขึ้นหนึ่งครั้งต่อวินาทีสำหรับแคลเซียมธรรมชาติทุกๆ 90 ตัน หรือหินปูน (แคลเซียมคาร์บอเนต) 230 ตัน^{[ 34 ]}ด้วยกลไกการสลายตัวแบบเดียวกัน การสลายตัวของแบเรียม-130 จะเกิดขึ้นหนึ่งครั้งต่อวินาทีสำหรับแบเรียมธรรมชาติทุกๆ 16,000 ตัน หรือแบไรต์ (แบเรียมซัลเฟต) 27,000 ตัน ^{[ 35 ]}

ไอโซโทปของเรเดียมที่มีอายุยืนยาวที่สุดคือเรเดียม-226ซึ่งมีครึ่งชีวิต 1600 ปี ไอโซโทปนี้ พร้อมกับเรเดียม-223 , -224 และ -228 เกิดขึ้นตามธรรมชาติในห่วงโซ่การสลายตัวของธาตุทอเรียมและยูเรเนียม ดั้งเดิม ส่วนเบริลเลียม-8นั้นหายาก เนื่องจากมันจะแตกตัวเป็นอนุภาคอัลฟา 2 อนุภาคแทบจะในทันที ที่มันเกิดขึ้นกระบวนการไตรอัลฟาในดาวฤกษ์จะเกิดขึ้นได้เฉพาะที่พลังงานสูงพอที่เบริลเลียม-8 จะรวมตัวกับอนุภาคอัลฟาตัวที่สามก่อนที่จะสลายตัวกลายเป็นคาร์บอน-12ข้อจำกัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์นี้เป็นเหตุผลที่ดาวฤกษ์ส่วน ใหญ่ ใช้เวลาหลายพันล้านปีในการหลอมรวมไฮโดรเจนภายในแกนกลาง และแทบจะไม่สามารถหลอมรวมคาร์บอนได้ก่อนที่จะยุบตัวกลายเป็นซากดาวฤกษ์ และถึงแม้จะเป็นเช่นนั้นก็ใช้เวลาเพียงประมาณ 1000 ปีเท่านั้น^{[ 36 ]}ไอโซโทปรังสีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธมีแนวโน้มที่จะเป็น " ตัวแสวงหากระดูก " เนื่องจากมีพฤติกรรมทางเคมีคล้ายกับแคลเซียม ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของไฮดรอกซีอะพาไทต์ในกระดูกแข็งและค่อยๆ สะสมในโครงกระดูกของมนุษย์ นิวไคลด์รังสีที่รวมเข้าไปจะก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่อไขกระดูกเมื่อเวลาผ่านไปผ่านการปล่อยรังสีไอออนไนซ์ โดยเฉพาะอนุภาคอัลฟาคุณสมบัตินี้ถูกนำมาใช้ในทางบวกในการรักษาด้วยรังสี ของ มะเร็งกระดูกบางชนิดเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของนิวไคลด์รังสีทำให้พวกมันมุ่งเป้าไปที่การเจริญเติบโตของมะเร็งในเนื้อกระดูกโดยเฉพาะ ทำให้ส่วนอื่นๆ ของร่างกายไม่ได้รับอันตรายมากนัก

เมื่อเปรียบเทียบกับธาตุข้างเคียงในตารางธาตุ โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธมีแนวโน้มที่จะมีไอโซโทปเสถียรจำนวนมากกว่า เนื่องจากพวกมันมีจำนวนโปรตอนเป็นเลขคู่ทั้งหมด อันเนื่องมาจากสถานะของพวกมันในหมู่ 2 ไอโซโทปของพวกมันโดยทั่วไปมีความเสถียรมากกว่าเนื่องจากการจับคู่ของนิวคลีออน ความเสถียรนี้จะเพิ่มขึ้นอีกหากไอโซโทปนั้นมีจำนวนนิวตรอนเป็นเลขคู่ด้วย เนื่องจากนิวคลีออนทั้งสองชนิดสามารถมีส่วนร่วมในการจับคู่และส่งเสริมความเสถียรของนิวเคลียสได้

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธได้รับการตั้งชื่อตามออกไซด์ ของพวกมัน ซึ่งก็คือ อั ลคาไลน์เอิร์ธโดยชื่อดั้งเดิมของโลหะเหล่านี้ ได้แก่เบริลเลียแมกนีเซียไลม์สตรอนเทียและแบเรียออกไซด์เหล่านี้มีฤทธิ์เป็นเบส (อัลคาไลน์) เมื่อรวมกับน้ำ คำว่า "เอิร์ธ" เป็นคำที่นักเคมีในยุคแรกใช้เรียกสารอโลหะที่ไม่ละลายในน้ำและทนความร้อน ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ออกไซด์เหล่านี้มีร่วมกัน การค้นพบว่าเอิร์ธเหล่านี้ไม่ใช่ธาตุแต่เป็นสารประกอบนั้นมาจากนักเคมีอองตวน ลาวัวซิเยร์ในหนังสือ Traité Élémentaire de Chimie ( ธาตุเคมี ) ปี 1789 ของเขา เขาเรียกพวกมันว่าธาตุเอิร์ธที่สร้างเกลือได้ ต่อมา เขาเสนอว่าอัลคาไลน์เอิร์ธอาจเป็นออกไซด์ของโลหะ แต่ก็ยอมรับว่านี่เป็นเพียงการคาดเดาเท่านั้น ในปี พ.ศ. 2351 โดยอาศัยแนวคิดของลาวัวซิเยร์ฮัมฟรี เดวีเป็นคนแรกที่ได้รับตัวอย่างโลหะโดยการอิเล็กโทรไลซิสของดินหลอมเหลว^{[ 37 ]}ซึ่งสนับสนุนสมมติฐานของลาวัวซิเยร์และทำให้กลุ่มนี้ได้รับการตั้งชื่อว่าโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ

สารประกอบแคลเซียม^{อย่าง}แคลไซต์และปูนขาวเป็นที่รู้จักและใช้งานมาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์^{[ 38 ]}เช่นเดียวกับสารประกอบเบริลเลียมอย่างเบริลและมรกต^{[ 39} ] สารประกอบอื่นๆ ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธถูกค้นพบตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 15 สารประกอบแมกนีเซียมอย่างแมกนีเซียมซัลเฟตถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1618 โดยชาวนาที่เมืองเอปซอมประเทศอังกฤษ สตรอนเทียมคาร์บอเนตถูกค้นพบในแร่ธาตุในหมู่บ้านสตรอนเทียน ในสกอตแลนด์ ในปี 1790 ธาตุสุดท้ายเป็นธาตุที่มีปริมาณน้อยที่สุด คือเรเดียม กัมมันตรังสี ซึ่งถูกสกัดจากยูราไนต์ในปี 1898 ^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}

ธาตุทั้งหมด ยกเว้นเบริลเลียม ถูกแยกออกมาโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของสารประกอบหลอมเหลว แมกนีเซียม แคลเซียม และสตรอนเทียม ถูกผลิตขึ้นครั้งแรกโดยฮัมฟรี เดวีในปี 1808 ในขณะที่เบริลเลียมถูกแยกออกมาโดยอิสระโดยฟรีดริช โวห์เลอร์และอองตวน บูสซีในปี 1828 โดยการทำปฏิกิริยาของสารประกอบเบริลเลียมกับโพแทสเซียม ในปี 1910 เรเดียมถูกแยกออกมาเป็นโลหะบริสุทธิ์โดยคูรีและอองเดร-หลุยส์ เดอเบียร์นโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเช่นกัน^{[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}

เบริลแร่ที่มีเบริลเลียม เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยอาณาจักรปโตเลไมก์ในอียิปต์^{[ 39 ]}แม้ว่าเดิมทีจะคิดว่าเบริลเป็นอะลูมิเนียมซิลิเกต [ ^{43 ] แต่}ต่อมาพบว่าเบริลมีธาตุที่ไม่รู้จักในขณะนั้น เมื่อในปี 1797 หลุยส์-นิโคลัส โวเกอลินละลายอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จากเบริลในด่าง^{[ 44 ]}ในปี 1828 ฟรีดริช โวห์เลอร์^{[ 45 ]}และอองตวน บูสซี^{[ 46 ]}แยกธาตุใหม่นี้ คือ เบริลเลียม ออกมาโดยอิสระด้วยวิธีเดียวกัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของเบริลเลียมคลอไรด์กับโพแทสเซียม โลหะ ปฏิกิริยานี้ไม่สามารถผลิตแท่งเบริลเลียมขนาดใหญ่ได้^{[ 47 ]}จนกระทั่งปี 1898 เมื่อพอล เลโบทำการอิเล็กโทรไลซิสของส่วนผสมของเบริลเลียมฟลูออไรด์และโซเดียมฟลูออไรด์จึงได้ผลิตตัวอย่างเบริลเลียมบริสุทธิ์ขนาดใหญ่^{[ 47 ]}

แมกนีเซียมถูกผลิตขึ้นครั้งแรกโดยฮัมฟรี เดวี ในอังกฤษในปี พ.ศ. 2351 โดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรไล ซิสของส่วนผสมของแมกนีเซียและเมอร์คิวริกออกไซด์^{[ 48 ]}อองตวน บัสซีเตรียมแมกนีเซียมในรูปแบบที่สม่ำเสมอในปี พ.ศ. 2374 ข้อเสนอแรกของเดวีสำหรับชื่อนี้คือแมกเนียม^{[ 48 ]}แต่ปัจจุบันใช้ชื่อแมกนีเซียม

ปูนขาวถูกใช้เป็นวัสดุในการก่อสร้างตั้งแต่ 7,000 ถึง 14,000 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 38 ]}และเตาเผาที่ใช้สำหรับปูนขาวมีอายุย้อนไปถึง 2,500 ปีก่อนคริสตกาลในคาฟาจา เม โสโปเตเมีย^{[ 49 ] [ 50 ]}แคลเซียมเป็นวัสดุที่รู้จักกันมาอย่างน้อยตั้งแต่ศตวรรษที่ 1 เนื่องจากชาวโรมันโบราณเป็นที่รู้จักกันดีว่าใช้แคลเซียมออกไซด์โดยการเตรียมจากปูนขาวแคลเซียมซัลเฟตเป็นที่รู้จักกันดีว่าสามารถเข้าเฝือกกระดูกหักได้ตั้งแต่ศตวรรษที่ 10 อย่างไรก็ตาม แคลเซียมเองนั้นไม่ได้ถูกแยกออกมาจนกระทั่งปี 1808 เมื่อฮัมฟรี เดวีในอังกฤษใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสกับส่วนผสมของปูนขาวและปรอทออกไซด์ [ ^{51 ] หลังจาก}ได้ยินว่ายอนส์ ยาคอบ เบอร์เซลิอุสได้เตรียมแคลเซียมอะมัลกัมจากกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของปูนขาวในปรอท

ในปี ค.ศ. 1790 แพทย์^Adair Crawfordค้นพบแร่ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ซึ่งThomas Charles Hopeศาสตราจารย์เคมีแห่งมหาวิทยาลัยกลาสโกว์ ได้ตั้งชื่อ แร่เหล่านี้ ว่าสตรอนไทต์ ในปี ค.ศ. 1793 [ ^{52 ]}ซึ่งยืนยันการค้นพบของ Crawford ในที่สุด สตรอนเทียมก็ถูกแยกออกมาได้ในปี ค.ศ. 1808 โดยHumphry Davyโดยการอิเล็กโทรไลซิสของส่วนผสมของสตรอนเทียมคลอไรด์และเมอร์คิวริกออกไซด์การค้นพบนี้ได้รับการประกาศโดย Davy เมื่อวันที่ 30 มิถุนายน ค.ศ. 1808 ในการบรรยายต่อราชสมาคม^{[ 53 ]}

แร่แบไรต์ซึ่งเป็นแร่ที่มีแบเรียมเป็นองค์ประกอบ ได้รับการยอมรับครั้งแรกว่าเป็นแร่ที่มีธาตุใหม่ในปี ค.ศ. 1774 โดยคาร์ล เชเลแม้ว่าเขาจะสามารถแยกได้เพียงแบเรียมออกไซด์ เท่านั้น แบเรียมออกไซด์ถูกแยกได้อีกครั้งในอีกสองปีต่อมาโดยโยฮัน ก็อตต์ลีบ กาห์นต่อมาในศตวรรษที่ 18 วิลเลียม วิทเธอริงสังเกตเห็นแร่หนักใน เหมืองตะกั่ว คัมเบอร์แลนด์ซึ่งปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่ามีแบเรียมเป็นองค์ประกอบ แบเรียมเองก็ถูกแยกได้ในที่สุดในปี ค.ศ. 1808 เมื่อฮัมฟรี เดวีใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสกับเกลือหลอมเหลว และเดวีตั้งชื่อธาตุนี้ว่าแบเรียม ตามชื่อแบรีตา ต่อมาโรเบิร์ต บุนเซนและออกัสตัส แมททิสเซนได้แยกแบเรียมบริสุทธิ์โดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของส่วนผสมของแบเรียมคลอไรด์และแอมโมเนียมคลอไรด์^{[ 54 ] [ 55 ]}

ขณะศึกษาแร่ยูราไนต์เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2441 มารีและปิแอร์ กูรี ค้นพบว่า แม้ยูเรเนียมจะสลายตัวไปแล้ว วัสดุที่เกิดขึ้นก็ยังคงมีกัมมันตรังสี วัสดุดังกล่าวมีพฤติกรรมคล้ายกับสารประกอบแบเรียม อยู่บ้าง แม้ว่าคุณสมบัติบางอย่าง เช่น สีของการทดสอบเปลวไฟและเส้นสเปกตรัม จะแตกต่างกันมาก พวกเขาประกาศการค้นพบธาตุใหม่เมื่อวันที่ 26 ธันวาคม พ.ศ. 2441 ต่อสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งฝรั่งเศส [ ^{56 ] เรเดียม}ได้รับการตั้งชื่อในปี พ.ศ. 2442 จากคำว่าradiusซึ่งหมายถึงรังสีเนื่องจากเรเดียมปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสี^{[ 57 ]}

เบริลเลียมพบในเปลือกโลกที่ความเข้มข้น 2 ถึง 6 ส่วนต่อล้านส่วน (ppm) ^{[ 58 ]}ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในดิน โดยมีความเข้มข้น 6 ppm เบริลเลียมเป็นหนึ่งในธาตุที่หายากที่สุดในน้ำทะเล หายากยิ่งกว่าธาตุอย่างสแกนเดียมโดยมีความเข้มข้น 0.2 ส่วนต่อล้านล้านส่วน^{[ 59 ] [ 60 ]}อย่างไรก็ตาม ในน้ำจืด เบริลเลียมค่อนข้างพบได้ทั่วไป โดยมีความเข้มข้น 0.1 ส่วนต่อพันล้านส่วน^{[ 61 ]}

แมกนีเซียมและแคลเซียมพบได้ทั่วไปในเปลือกโลก โดยเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ห้าและแปดตามลำดับ ไม่พบโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธในสถานะธาตุบริสุทธิ์ แร่ธาตุที่มีแมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบทั่วไป ได้แก่คาร์นัลไลต์ แมกนีไซต์ และโดโลไมต์แร่^ธาตุที่มีแคลเซียมเป็นองค์ประกอบทั่วไป ได้แก่ชอล์กหินปูนยิปซัมและแอนไฮไดรต์ [ ^{2 ]}

สตรอนเทียมเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับที่ 15 ในเปลือกโลก แร่ธาตุหลักคือเซเลสไทต์และสตรอนเทียไนต์ [ ^{62 ] แบเรียม}มีปริมาณน้อยกว่าเล็กน้อย โดยส่วนใหญ่อยู่ในแร่แบไรต์^{[ 63 ]}

เรเดียมซึ่งเป็นผลผลิตจากการสลายตัวของยูเรเนียมพบได้ในแร่ ที่มี ยูเรเนียม ทั้งหมด ^{[ 64 ]}เนื่องจากมีครึ่งชีวิตค่อนข้างสั้น^{[ 65 ]}เรเดียมจากยุคแรกเริ่มของโลกจึงสลายตัวไป และตัวอย่างในปัจจุบันทั้งหมดมาจากการสลายตัวของยูเรเนียมที่ช้ากว่ามาก^{[ 64 ]}

การผลิตโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหกชนิดสามารถเกิดขึ้นได้หลายวิธี

เบริลเลียมส่วนใหญ่สกัดจากเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ วิธีการผลิตวิธีหนึ่งคือการเผาผนึกโดยการผสมเบริลโซเดียมฟลูออโรซิลิเกตและโซดาที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างโซเดียมฟลูออโรเบริลเลต อะลูมิเนียมออกไซด์และซิลิคอนไดออกไซด์ จากนั้นใช้ สารละลายโซเดียมฟลูออโรเบริลเลตและโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำเพื่อสร้างเบริลเลียมไฮดรอกไซด์โดยการตกตะกอน หรืออีกวิธีหนึ่งคือวิธีหลอม โดยให้ความร้อนแก่เบริลผงจนถึงอุณหภูมิสูง ทำให้เย็นลงด้วยน้ำ จากนั้นให้ความร้อนอีกครั้งเล็กน้อยในกรดซัลฟิวริก จนในที่สุดจะได้เบริลเลียมไฮดรอกไซด์ เบริลเลียมไฮดรอกไซด์จากทั้งสองวิธีนี้จะผลิตเบริลเลียมฟลูออไรด์และเบริลเลียมคลอไรด์ผ่านกระบวนการที่ค่อนข้างยาวนาน จากนั้นการอิเล็กโทรไลซิสหรือการให้ความร้อนแก่สารประกอบเหล่านี้สามารถผลิตเบริลเลียมได้^{[ 11 ]}

โดยทั่วไป สตรอนเทียมคาร์บอเนตจะถูกสกัดจากแร่^{เซเลสไทต์}ด้วยสองวิธี ได้แก่ การชะล้างเซเลสไทต์ด้วยโซเดียมคาร์บอเนตหรือด้วยวิธีที่ซับซ้อนกว่าซึ่งเกี่ยวข้องกับถ่านหิน^{[ 66} ]

ในการผลิตแบเรียมจะต้องเปลี่ยนแบไรต์ (แบเรียมซัลเฟตที่ไม่บริสุทธิ์) ให้เป็น แบเรียมซัลไฟด์โดยการรีดิวซ์ด้วยคาร์บอน (เช่น ด้วยโค้ก ) ซัลไฟด์สามารถละลายน้ำได้และทำปฏิกิริยาได้ง่ายเพื่อสร้างแบเรียมซัลเฟตบริสุทธิ์ ซึ่งใช้สำหรับเม็ดสีเชิงพาณิชย์ หรือสารประกอบอื่นๆ เช่นแบเรียมไนเตรตจากนั้นจึงนำไปเผาให้เป็นแบเรียมออกไซด์ซึ่งในที่สุดจะให้แบเรียมบริสุทธิ์หลังจากรีดิวซ์ด้วยอะลูมิเนียม^[ 63 ^]ผู้จัดจำหน่ายแบเรียมที่สำคัญที่สุดคือประเทศจีนซึ่งผลิตได้มากกว่า 50% ของปริมาณแบเรียมทั่ว^{โลก[ 67 ]}

แมกนีเซียมมักผลิตจาก แร่ แมกนีไซต์และโดโลไมต์เมื่อโดโลไมต์ถูกบด คั่ว และผสมกับน้ำทะเลในถังขนาดใหญ่ แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์จะตกตะกอนลงที่ก้นถัง การให้ความร้อน การผสมโค้ก และการทำปฏิกิริยากับคลอรีน จะทำให้เกิดแมกนีเซียมคลอไรด์หลอมเหลว ซึ่งสามารถนำไปแยกด้วยไฟฟ้าเพื่อปลดปล่อยแมกนีเซียมออกมา ซึ่งจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ^{[ 68 ]}

แคลเซียมเป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับห้าในเปลือกโลก โดยส่วนใหญ่อยู่ในรูปของแคลเซียมคาร์บอเนต แร่ธาตุแคลเซียมที่สำคัญอื่นๆ ได้แก่ ยิปซัม แอนไฮไดรต์ ฟลูออไรต์ และอะพาไทต์^{[ 5 ]}ประเทศผู้ผลิตแคลเซียมรายใหญ่ที่สุดในโลกคือจีนและรัสเซีย ซึ่งใช้วิธีการอิเล็กโทรไลซิสของเดวีกับแคลเซียมคลอไรด์เพื่อผลิตโลหะแคลเซียม ประเทศผู้ผลิตแคลเซียมรายใหญ่อื่นๆ ได้แก่ สหรัฐอเมริกาและแคนาดา ซึ่งใช้วิธีการรีดิวซ์ปูนขาวด้วยอะลูมิเนียมที่อุณหภูมิสูง^{[ 69 ]}

มารี สคโลโดว์สกา-คูรี พัฒนาวิธีการสกัดเรเดียมเป็นครั้งแรกโดยใช้กากของพิทช์เบลนด์ หลังจากที่เธอสกัดยูเรเนียมได้แล้ว กากเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแบเรียมซัลเฟต กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ที่ยาวนานซึ่งเกี่ยวข้องกับการต้มกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ การบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริก จากนั้นเติมโซเดียมคาร์บอเนต ทำให้ได้ส่วนผสมของแบเรียมและเรเดียมคาร์บอเนต ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นคลอไรด์ได้ และจากนั้นสามารถแยกเกลือเรเดียมออกได้โดยการตกผลึกแบบเศษส่วน^{[ 70 ]}วิธีการของคูรีถูกใช้จนถึงปี 1940 หลังจากนั้นโบรไมด์ผสมก็ได้รับความนิยมมากขึ้น^{[ 71 ]}ณ ปี 2011 เรเดียมถูกสกัดจากเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้แล้วในรูปของออกไซด์เท่านั้น^{[ 72 ]}โลหะบริสุทธิ์สามารถแยกได้โดยการรีดิวซ์ด้วยอะลูมิเนียมในสุญญากาศที่อุณหภูมิ 1,200 °C ^{[ 73 ]}

เบริลเลียมส่วนใหญ่ใช้ในงานทางทหาร^{[ 74 ]}แต่ก็มีการใช้งานที่ไม่ใช่ทางทหารด้วย ในด้านอิเล็กทรอนิกส์ เบริลเลียมถูกใช้เป็นสารเจือปนชนิด p ในสารกึ่งตัวนำบางชนิด^{[ 75 ]}และเบริลเลียมออกไซด์ ถูกใช้เป็น ฉนวนไฟฟ้าและตัวนำความร้อนที่มีความแข็งแรงสูง^{[ 76 ]}โลหะผสมเบริลเลียมถูกใช้สำหรับชิ้นส่วนทางกลเมื่อต้องการความแข็ง น้ำหนักเบา และความเสถียรของมิติในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง^{[ 77 ] [ 78 ]} เบริลเลียม-9 ถูกใช้ใน แหล่งกำเนิดนิวตรอนขนาดเล็กที่ใช้ปฏิกิริยา⁹ Be + ⁴ He (α) → ¹² C + ¹ nซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เจมส์ แชดวิก ใช้ เมื่อเขาค้นพบนิวตรอนน้ำหนักอะตอมต่ำและภาคตัดขวางการดูดซับนิวตรอนต่ำทำให้เบริลเลียมเหมาะสมที่จะใช้เป็นตัวลดความเร็วของนิวตรอนแต่ราคาสูงและทางเลือกอื่นที่มีอยู่แล้ว เช่น น้ำน้ำหนักมากและกราไฟต์นิวเคลียร์ทำให้การใช้งานเบริลเลียมจำกัดอยู่เฉพาะในกลุ่มเฉพาะ ในสาร ผสมยูเทคติก FLiBeที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบหลอมเหลว บทบาทของเบริลเลียมในฐานะตัวลดความเร็วของนิวตรอนนั้นเป็นเพียงผลพลอยได้มากกว่าคุณสมบัติที่ต้องการซึ่งนำไปสู่การใช้งาน

แมกนีเซียมมีประโยชน์หลายอย่าง มีข้อดีเหนือกว่าวัสดุโครงสร้างอื่นๆ เช่นอะลูมิเนียมแต่การใช้งานของแมกนีเซียมถูกจำกัดด้วยคุณสมบัติไวไฟ^{[ 79 ]}แมกนีเซียมมักถูกผสมกับอะลูมิเนียม สังกะสี และแมงกานีส เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อน^{[ 80 ]}แมกนีเซียมมีการใช้งานทางอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย เช่น บทบาทในการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าและในกระบวนการ Krollสำหรับการ^ผลิตไทเทเนียม [ ^{81 ]}

แคลเซียมถูกใช้เป็นตัวรีดิวซ์ในการแยกโลหะอื่นๆ เช่นยูเรเนียมออกจากแร่ เป็นส่วนประกอบหลักของโลหะผสมหลายชนิด โดยเฉพาะ โลหะผสม อะลูมิเนียมและทองแดง และยังใช้ในการกำจัดออกซิเจนออกจากโลหะผสม อีกด้วยแคลเซียมมีบทบาทในการทำชีสปูนและซีเมนต์^{[ 82 ]}

สตรอนเทียมและแบเรียมมีการใช้งานน้อยกว่าโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธที่เบากว่าสตรอนเทียมคาร์บอเนตใช้ในการผลิตดอกไม้ไฟสี แดง ^{[ 83 ]}สตรอนเทียมบริสุทธิ์ใช้ในการศึกษา การปล่อย สารสื่อประสาทในเซลล์ประสาท^{[ 84 ] [ 85 ]} สตรอน เทียม-90 กัมมันตรังสีมีการใช้งานบาง ^{อย่าง}ในRTG [ ^{86 ] [ 87 ]}ซึ่งใช้ความร้อนจากการสลายตัวแบเรียมใช้ในหลอดสุญญากาศเป็นตัวดักจับก๊าซ^{[ 63 ]}แบเรียมซัลเฟตมีการใช้งานมากมายในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม^{[ 4 ] [ 88 ]}และอุตสาหกรรมอื่นๆ^{[ 4 ] [ 63 ] [ 89 ]}

เรเดียมมีการใช้งานในอดีตมากมายเนื่องจากคุณสมบัติทางรังสี แต่ปัจจุบันไม่เป็นที่นิยมใช้แล้วเนื่องจากผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์และครึ่งชีวิตที่ยาวนาน เรเดียมถูกใช้บ่อยในสีเรืองแสง [ ^{90 ]}แม้ว่าการใช้งานนี้จะหยุดลงหลังจากที่ทำให้คนงานป่วย^{[ 91 ]}การหลอกลวงทางนิวเคลียร์ ที่อ้าง ^ว่าเรเดียมมีประโยชน์ต่อสุขภาพในอดีตทำให้มีการเติมเรเดียมลงในน้ำดื่มยาสีฟันและผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกมากมาย^{[ 79 ]}ปัจจุบันเรเดียมไม่ได้ถูกนำมาใช้แม้ว่าจะต้องการคุณสมบัติทางรังสีของมันก็ตาม เนื่องจากครึ่งชีวิตที่ยาวนานทำให้การกำจัดอย่างปลอดภัยเป็นเรื่องยาก ตัวอย่างเช่น ในการรักษาด้วยรังสี ระยะใกล้ มักจะใช้สารทดแทนที่มีอายุสั้นกว่า เช่นอิริเดียม-192 แทน ^{[ 92 ] [ 93 ]}

ปฏิกิริยากับฮาโลเจน

Ca + Cl ₂ → CaCl ₂

แคลเซียมคลอไรด์ปราศจากน้ำเป็น สาร ดูดความชื้นที่ใช้เป็นสารดูดความชื้น เมื่อสัมผัสกับอากาศ มันจะดูดซับไอน้ำจากอากาศและก่อตัวเป็นสารละลาย คุณสมบัตินี้เรียกว่าการละลายตัว (deliquescence )

ปฏิกิริยากับออกซิเจน

Ca + 1/2O ₂ → CaO

Mg + 1/2O ₂ → MgO

ปฏิกิริยากับกำมะถัน

Ca + 1/8S ₈ → CaS

ปฏิกิริยากับคาร์บอน

เมื่อทำปฏิกิริยากับคาร์บอน จะเกิดเป็นอะเซทิลิดโดยตรง ส่วนเบริลเลียมจะเกิดเป็นคาร์ไบด์

2Be + C → Be ₂ C

CaO + 3C → CaC ₂ + CO (ที่อุณหภูมิ 2500 °C ในเตาเผา)

CaC ₂ + 2H ₂ O → Ca(OH) ₂ + C ₂ H ₂

Mg ₂ C ₃ + 4H ₂ O → 2Mg(OH) ₂ + C ₃ H ₄

ปฏิกิริยากับไนโตรเจน

มีเพียง Be และ Mg เท่านั้นที่สามารถสร้างไนไตรด์ได้โดยตรง

3Be + N ₂ → Be ₃ N ₂

3Mg + N ₂ → Mg ₃ N ₂

ปฏิกิริยากับไฮโดรเจน

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเพื่อสร้างไฮไดรด์ที่มีเกลือ ซึ่งไม่เสถียรในน้ำ

Ca + H ₂ → CaH ₂

ปฏิกิริยากับน้ำ

แคลเซียม (Ca), สตรอนเทียม (Sr) และแบเรียม (Ba) ทำปฏิกิริยากับน้ำได้ง่าย เกิดเป็นไฮดรอกไซด์และ ก๊าซ ไฮโดรเจน ส่วนเบริลเลียม (Be) และแมกนีเซียม (Mg) จะถูกเคลือบด้วยชั้นออกไซด์ที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ อย่างไรก็ตาม แมกนีเซียมที่ผสมกับน้ำจะทำปฏิกิริยากับไอน้ำ

Mg + H₂O _→ MgO + _H₂

ปฏิกิริยากับออกไซด์ที่เป็นกรด

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธสามารถลดออกไซด์ของอโลหะได้

2Mg + SiO ₂ → 2MgO + Si

2Mg + CO₂ _→ 2MgO + C (ในคาร์บอนไดออกไซด์แข็ง )

ปฏิกิริยากับกรด

Mg + 2HCl → MgCl ₂ + H ₂

Be + 2HCl → BeCl ₂ + H ₂

ปฏิกิริยากับเบส

บี มีคุณสมบัติ เป็นสารแอมโฟเทอริกคือสามารถละลายได้ในโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น

เป็น + NaOH + 2H ₂ O → นา[เป็น(OH) ₃ ] + H ₂

ปฏิกิริยากับแอลคิลเฮไลด์

แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับแอลคิลเฮไลด์ผ่านปฏิกิริยาการแทรกตัวเพื่อสร้างรีเอเจนต์กรินยาร์ด

RX + Mg → RMgX (ในอีเทอร์ปราศจากน้ำ)

การทดสอบเปลวไฟ

ตารางด้านล่าง^{[ 94 ]}แสดงสีที่สังเกตได้เมื่อเปลวไฟของเตาบุนเซนสัมผัสกับเกลือของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ Be และ Mg ไม่ทำให้เปลวไฟมีสีเนื่องจากมีขนาดเล็ก^{[ 95 ]}

ในการแก้ปัญหา

เอ็มจี²⁺

ไดโซเดียมฟอสเฟตเป็นรีเอเจนต์ที่มีความจำเพาะสูงมากสำหรับไอออนแมกนีเซียม และเมื่อมีเกลือแอมโมเนียมและแอมโมเนียอยู่ด้วย จะเกิดตะกอนสีขาวของแอมโมเนียมแมกนีเซียมฟอสเฟต

มก. ²⁺ + NH ₃ + นา₂ HPO ₄ → (NH ₄ )MgPO ₄ + 2Na ⁺

แคลเซียม²⁺

ไอออน Ca ²⁺จะเกิดตะกอนสีขาวเมื่อทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียมออกซาเลต แคลเซียมออกซาเลตไม่ละลายในน้ำ แต่ละลายได้ในกรดอนินทรีย์

Ca ²⁺ + (COO) ₂ (NH ₄ ) ₂ → (COO) ₂ Ca + NH ₄ ⁺

เซอร์²⁺

ไอออนของสตรอนเทียมจะตกตะกอนร่วมกับเกลือซัลเฟตที่ละลายได้

ซีเนียร์²⁺ + นา₂ SO ₄ → ซีอาร์เอสโอ₄ + 2Na ⁺

ไอออนของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธทั้งหมดจะเกิดตะกอนสีขาวเมื่อทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียมคาร์บอเนตในสภาวะที่มีแอมโมเนียมคลอไรด์และแอมโมเนียอยู่ด้วย

ออกไซด์

ออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธเกิดจากการสลายตัวด้วยความร้อนของคาร์บอเนตที่ เกี่ยวข้อง

CaCO₃ → CaO + CO₂ _{( ที่ อุณหภูมิ}ประมาณ 900°C)

ในห้องปฏิบัติการ สารเหล่านี้ได้มาจากไฮดรอกไซด์:

Mg(OH) ₂ → MgO + H ₂ O

หรือไนเตรต:

Ca(NO₃ ₎ ₂ _→ CaO + 2NO₂ + ₁ / _2O₂

สารออกไซด์เหล่านี้มีคุณสมบัติเป็นเบส กล่าวคือ ทำให้ฟีนอลฟทาลีน เปลี่ยน เป็นสีแดงและลิตมัสเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อเกิดเป็นไฮดรอกไซด์ในปฏิกิริยาคายความร้อน

CaO + H₂O _→ Ca(OH) _₂ + Q

แคลเซียมออกไซด์ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนเพื่อเกิดเป็นอะเซทิลิด

CaO + 3C → CaC ₂ + CO (ที่อุณหภูมิ 2500°C)

CaC ₂ + N ₂ → CaCN ₂ + C

CaCN ₂ + H ₂ SO ₄ → CaSO ₄ + H ₂ N—CN

H ₂ N—CN + H ₂ O → (H ₂ N) ₂ CO ( ยูเรีย )

CaCN ₂ + 2H ₂ O → CaCO ₃ + NH ₃

ไฮดรอกไซด์

สารเหล่านี้เกิดขึ้นจากออกไซด์ที่เกี่ยวข้องเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ มีคุณสมบัติเป็นเบส กล่าวคือ ทำให้ฟีนอลฟทาลีน เปลี่ยน เป็นสีชมพู และลิตมัสเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน ยกเว้นเบริลเลียมไฮดรอกไซด์ที่มีคุณสมบัติเป็น แอ มโฟเทอริก

Be(OH) ₂ + 2HCl → BeCl ₂ + 2 H ₂ O

เป็น(OH) ₂ + NaOH → นา[เป็น(OH) ₃ ]

เกลือ

แคลเซียม (Ca) และแมกนีเซียม (Mg) พบได้ในธรรมชาติในสารประกอบหลายชนิด เช่นโดโลไมต์อาราโกไนต์แมกนีไซต์ (หินคาร์บอเนต) ไอออนของแคลเซียม และแมกนีเซียมพบได้ในน้ำกระด้างน้ำกระด้างก่อให้เกิดปัญหาหลายด้าน การกำจัดไอออนเหล่านี้เพื่อทำให้น้ำอ่อนลงจึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่ง กระบวนการนี้สามารถทำได้โดยใช้สารเคมี เช่นแคลเซียมไฮดรอก ไซ ด์โซเดียมคาร์บอเนตหรือโซเดียมฟอสเฟตวิธีที่นิยมใช้มากกว่าคือการใช้สารแลกเปลี่ยนไอออนอะลูมิโนซิลิเกตหรือเรซินแลกเปลี่ยนไอออนที่ดักจับ Ca²⁺ ^และ Mg²⁺ ^และปลดปล่อย Na⁺ ออก^มาแทน

นา₂ O·อัล₂ O ₃ ·6SiO ₂ + Ca ²⁺ → CaO·อัล₂ O ₃ ·6SiO ₂ + 2Na ⁺

แมกนีเซียม

บทความหลัก: แมกนีเซียมในทางชีววิทยา

แมกนีเซียมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่รู้จักกัน ตัวอย่างเช่นอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักในเซลล์ จะทำงานได้ก็ต่อเมื่อจับกับไอออนของแมกนีเซียมเท่านั้น นอกจากนี้ แมกนีเซียมยังพบในพืช โดยเป็นส่วนประกอบหลักของ วงแหวน พอร์ฟิรินในคลอโรฟิลล์

แคลเซียม

บทความหลัก: แคลเซียมในทางชีววิทยา

แคลเซียมมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่รู้จักกัน ตัวอย่างเช่น ไอออนของแคลเซียมมีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณภายในเซลล์และเกลือของแคลเซียมยังมีบทบาทในเชิงโครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระดูกของสัตว์มีกระดูกสันหลัง (ในรูปของแคลเซียมไฮดรอกซีอะพาไทต์) และเปลือกบางชนิดในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (ในรูปของแคลเซียมคาร์บอเนต)

สตรอนเทียม

ธาตุสตรอนเทียมมีบทบาทสำคัญในสิ่งมีชีวิตในน้ำ โดยเฉพาะปะการังแข็ง ซึ่งใช้สตรอนเทียมในการสร้างโครงสร้างภายนอกในทางการแพทย์ สารประกอบสตรอนเทียมถูกนำมาใช้ในยาสีฟัน บางชนิด เพื่อลดอาการเสียวฟันแม้ว่าโดยทั่วไปแล้วสตรอนเทียมจะมีพิษต่ำ แต่ไอโซโทปรังสีของสตรอนเทียม (เช่น สตรอนเทียม-90) อาจเป็นพิษได้สตรอนเทียม-90 ในปริมาณมากเกินไป เป็นพิษ เนื่องจากสตรอนเทียม-90 เลียนแบบแคลเซียม (กล่าวคือ มีพฤติกรรมเหมือน " ตัวแสวงหากระดูก ") ซึ่งมันจะสะสมในร่างกาย และมี ครึ่งชีวิตทางชีวภาพที่ยาวนานแม้ว่ากระดูกเองจะมีความทนทานต่อรังสีสูงกว่าเนื้อเยื่ออื่นๆ แต่ไขกระดูก ที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็วนั้น ไม่มีความทนทาน และอาจได้รับอันตรายอย่างมากจากสตรอนเทียม-90 ผลกระทบของรังสีไอออนต่อไขกระดูกยังเป็นเหตุผลว่าทำไมกลุ่มอาการจากรังสีเฉียบพลันจึงมี อาการคล้าย โรคโลหิตจางและทำไมการบริจาคเซลล์เม็ดเลือดแดงจึงช่วยเพิ่มโอกาสรอดชีวิตได้

แบเรียม

แบเรียมมีบทบาททางชีวภาพน้อยมาก เนื่องจากแบเรียมที่ละลายน้ำได้ (ไอออน Ba ²⁺ ) เป็นพิษ^{[ 96 ]}อย่างไรก็ตาม ใน สกุล Loxodesออร์แกเนลล์ที่เรียกว่าถุงมุลเลอร์มีเกลือแบเรียมอยู่ ทำให้เซลล์สามารถวางตัวในอวกาศโดยใช้แรงโน้มถ่วงได้ แบเรียม โดยเฉพาะสารประกอบซัลเฟต (BaSO ₄ ) ยังใช้ในทางการแพทย์อีกด้วย เนื่องจากแบเรียมซัลเฟตมีความเป็นพิษต่ำและมีความหนาแน่นค่อนข้างสูงถึง 4.5 กรัม/ซม^³จึงใช้เป็น สาร ทึบรังสีในการถ่ายภาพรังสีเอกซ์ (" อาหารแบเรียม " และ " สวนทวารแบเรียม ")

อย่างไรก็ตาม เบริลเลียมและเรเดียมเป็นพิษ เบริลเลียมมีความสามารถในการละลายในน้ำต่ำ ทำให้ระบบชีวภาพเข้าถึงได้ยาก ไม่มีบทบาทใดๆ ที่ทราบในสิ่งมีชีวิต และเมื่อสิ่งมีชีวิตพบเจอ มักจะเป็นพิษอย่างมาก^{[ 11 ]}เรเดียมมีปริมาณน้อยและมีกัมมันตภาพรังสีสูง ทำให้เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิต

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธตัวถัดไปหลังจากเรเดียมเชื่อกันว่าเป็นธาตุที่ 120แม้ว่าสิ่งนี้อาจไม่เป็นความจริงเนื่องจากผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพ [ ^{97 ] การ}สังเคราะห์ธาตุที่ 120 ได้เริ่มต้นขึ้นครั้งแรกในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2550 เมื่อทีมงานที่ห้องปฏิบัติการปฏิกิริยานิวเคลียร์เฟลรอฟในเมืองดูบนา ยิงพลูโทเนียม -244 ด้วย ไอออน เหล็ก -58 อย่างไรก็ตาม ไม่พบอะตอมใดๆ ทำให้ได้ค่าจำกัดของภาคตัดขวางที่พลังงานที่ศึกษาไว้ที่ 400 fb ^{[ 98 ]}ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2550 ทีมงานที่GSIพยายามสร้างธาตุที่ 120 โดยการยิงยูเรเนียม -238 ด้วยนิกเกล -64 แม้ว่าจะไม่พบอะตอมใดๆ ทำให้ได้ค่าจำกัดของปฏิกิริยาไว้ที่ 1.6 pb การสังเคราะห์ได้พยายามอีกครั้งที่ความไวที่สูงขึ้น แม้ว่าจะไม่พบอะตอมใดๆ ปฏิกิริยาอื่นๆ ได้ถูกทดลอง แต่ทั้งหมดก็ล้มเหลว^{[ 99 ]}

เคมีของธาตุ 120 คาดว่าจะใกล้เคียงกับแคลเซียมหรือสตรอนเทียม^{[ 100 ]}มากกว่าแบเรียมหรือเรเดียมซึ่งแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดกับแนวโน้มตามตารางธาตุที่คาดการณ์ว่าธาตุ 120 จะมีปฏิกิริยามากกว่าแบเรียมและเรเดียมปฏิกิริยา ที่ลดลงนี้ เกิดจากพลังงานที่คาดการณ์ไว้ของอิเล็กตรอนวาเลนซ์ของธาตุ 120 ซึ่งเพิ่มพลังงานไอออนไนเซชัน ของธาตุ 120 และลด รัศมี โลหะและไอออนิก^{[ 100 ]}

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธตัวถัดไปหลังจากธาตุที่ 120 ยังไม่สามารถทำนายได้อย่างแน่ชัด แม้ว่าการคาดการณ์อย่างง่ายโดยใช้หลักการ Aufbauจะชี้ให้เห็นว่าธาตุที่ 170 เป็นธาตุในกลุ่มเดียวกันกับธาตุที่ 120 แต่ผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพอาจทำให้การคาดการณ์ดังกล่าวไม่ถูกต้อง ธาตุถัดไปที่มีคุณสมบัติคล้ายกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธได้รับการคาดการณ์ว่าเป็นธาตุที่ 166 แต่เนื่องจากวงโคจรที่ทับซ้อนกันและช่องว่างพลังงานที่ต่ำกว่าซับเชลล์ 9s ธาตุที่ 166 อาจถูกจัดอยู่ในหมู่ที่ 12 แทน ซึ่ง อยู่ต่ำกว่าโคเพอร์นิเซียม^{[ 101 ] [ 102 ]}

• สารประกอบออกตาคาร์บอนิลของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ

• ไลด์, เดวิด อาร์. (2004). คู่มือเคมีและฟิสิกส์ (ฉบับที่ 84). สำนักพิมพ์ซีอาร์ซี. ISBN 978-0-8493-0566-5.
• Weeks, Mary Elvira ; Leichester, Henry M. (1968). การค้นพบธาตุ . อีสตัน, เพนซิลเวเนีย: วารสารการศึกษาเคมี. LCCCN 68-15217.
• Wiberg, Egon; Wiberg, Nils; Holleman, Arnold Frederick (2001). เคมีอนินทรีย์ . สำนักพิมพ์ Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9สืบค้นข้อมูลเมื่อ วัน ที่3 มีนาคม 2554

• หมู่ที่ 2 – โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธสมาคมเคมีแห่งราชอาณาจักร
• โฮแกน, ซี. ไมเคิล. 2010. "แคลเซียม" . เอ. จอร์เกนเซน, ซี. คลีฟแลนด์, บรรณาธิการ. สารานุกรมโลก . สภาแห่งชาติเพื่อวิทยาศาสตร์และสิ่งแวดล้อม.
• Maguire, Michael E. "โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ" เคมี: พื้นฐานและการประยุกต์ใช้บรรณาธิการJJ Lagowskiเล่ม 1 นิวยอร์ก: Macmillan Reference USA, 2004 หน้า 33–34 จำนวน 4 เล่ม Gale Virtual Reference Library Thomson Gale
• Petrucci RH, Harwood WS และ Herring FG, เคมีทั่วไป (ฉบับที่ 8, Prentice-Hall, 2002)
• ซิลเบอร์เบิร์ก, MS, เคมี: ธรรมชาติระดับโมเลกุลของสสารและการเปลี่ยนแปลง (ฉบับที่ 3, แมคกรอว์-ฮิลล์, 2009)