Du alkalimetaller er de metalliske grundstoffer i gruppe 1 af Periodiske system. Brint, på trods af at det er i denne gruppe, betragtes ikke som et alkalimetal, da det ikke er et metallisk grundstof. Alle alkalimetaller har en enkelt valenselektron, placeret i s subshell. Alkalimetaller er reaktive, har lav densitet og smeltepunkt, foruden en lav første ioniseringsenergi. I forbindelser er de altid i M+ form, det vil sige med en ladning lig med +1.
Læs også: Ikke-metaller — de vigtigste aspekter af ikke-metalliske kemiske elementer
Oversigt over alkalimetaller
- De er kemiske elementer fra gruppe 1 i det periodiske system, undtagen brint.
- De har en enkelt valenselektron, placeret i s subshell.
- De har lav massefylde og har et lavt smeltepunkt.
- I dem er den første ioniseringsenergi meget lav, men den anden ioniseringsenergi er meget høj. Derfor er de reaktive og til stede med en +1 ladning i forbindelser.
- Dem med det største antal daglige applikationer er lithium, natrium og kalium. Cæsium og rubidium har flere laboratorieanvendelser, mens francium, meget sjældent og syntetisk, ikke har nogen praktiske anvendelser.
Hvad er alkalimetaller?
Du metaller alkalisk svarer til gruppe 1 elementer i det periodiske system, bortset fra brint:
- lithium, symbol Li, Z = 3;
- natriumsymbol Na, Z = 11;
- kaliumsymbol K, Z = 19;
- rubidiumsymbol Rb, Z = 37;
- cæsium, symbol Cs, Z = 55;
- francium, Fr-symbol, Z = 87.
Egenskaber af alkalimetaller
Alle alkalimetaller har kun en elektron af valens, beliggende i et underniveau s. er også elementer af større atomradius af deres respektive perioder og præsenterer derfor en først ioniseringsenergi lav sammenlignet med de andre elementer.
Som en konsekvens, er ret reaktive og præsenterer sig selv som ioner M+ i deres forbindelser og i løsning. Den anden ioniseringsenergi er meget høj, hvilket forhindrer dannelsen af M-ioner.2+ af alkalimetaller. Tjek nogle af disse nævnte egenskaber i tabellen nedenfor.
Metal |
elektronisk konfiguration |
metallisk radius (Å) |
Ioniseringsenergi (kJ.mol-1) |
elektronegativitet |
|
1ª |
2ª |
||||
Læs |
[Han] 2s1 |
1,52 |
520,1 |
7296 |
0,98 |
På |
[Nej] 3s1 |
1,86 |
495,7 |
4563 |
0,93 |
K |
[Luft] 4s1 |
2,27 |
418,7 |
3069 |
0,82 |
Rb |
[Kr] 5s1 |
2,48 |
402,9 |
2640 |
0,82 |
cs |
[Xe] 6s1 |
2,65 |
375,6 |
2260 |
0,79 |
Vigtig: Francium er et syntetisk grundstof, det næstsjældneste på planeten, opnået ved nukleare processer og vanskeligt at isolere. Derfor estimeres en god del af dens egenskaber, og dens ustabilitet (dens mest stabile isotop har halvt liv på 22 minutter) gør det vanskeligt at indsamle eksperimentelle data.
EN lav elektronegativitet af alkalimetaller gør det klart, at deres forbindelser vil i det væsentlige være ioniskeuden mulighed for at danne kovalente forbindelser; det retfærdiggør også adfærden af den metalliske karakter, som vokser mod cæsium.
Karakteristika for alkalimetaller
Alkalimetallerne har grålig farve, med undtagelse af cæsium, som har en gullig farve. De er også præget af lave smeltepunkter, blødhed (nogle kan skæres med en kniv), lav massefylde (Lithium er f.eks. det mindst tætte metal i hele det periodiske system) og meget eksoterm reaktion med vand. Følgende tabel giver flere oplysninger om alkalimetaller.
Metal |
Smeltepunkt (°C) |
Kogepunkt (°C) |
Densitet (g.cm-3, 20°C) |
Læs |
180,5 |
1326 |
0,534 |
På |
97,8 |
883 |
0,968 |
K |
63,7 |
756 |
0,856 |
Rb |
39,0 |
688 |
1,532 |
cs |
28,5 |
690 |
1,90 |
Alkaliske metaller skiller sig også ud for deres god elektrisk ledningsevneog præsentere en forskellig flammefarve, når den fordampes: crimson for lithium; gul for natrium; violet for kalium; rødlig violet for rubidium; og blå for cæsium.
Anvendelser af alkalimetaller
Af alkalimetallerne, rubidium og cæsium har færre kommercielle og industrielle anvendelser, bliver mere begrænset til akademiske ansøgninger. Meget lav stabilitet francium har hidtil ingen praktiske og kendte anvendelser. Lithium, natrium og kalium har forbindelser med betydelig kommerciel værdi.
- Lithium: ved at drage fordel af dens lave tæthed påføres den i metalliske legeringer med magnesium det er aluminium, som kan bruges i rumfartøjskomponenter. Tilføjet til den lave massefylde gør det høje oxidationspotentiale af lithium (+3,02 V) det bruges til fremstilling af batterier (lithium-ion), meget udbredt i elektronik såsom mobiltelefoner, tablets, notebooks, smartwatches, blandt andre. andre. Endelig bruges lithiumcarbonat som lægemiddel til behandling af bipolar lidelse (manisk depression), selvom store mængder af dette metal kan skade centralnervesystemet.
- Natrium: Af natriumforbindelserne er den, der skiller sig mest ud og har den største produktion natriumchlorid (NaCl), ikke kun fordi det er den grundlæggende bestanddel af bordsalt, det mest brugte krydderi i verden, men fordi det kan bruges til at lave natriumhydroxid (NaOH) og gassen klor (Cl2). Selvom det ikke er en del af vores brasilianske virkelighed, er NaCl også meget brugt til at rense veje frosset om vinteren, da det er i stand til at sænke frysepunktet for vand og dermed frigøre stier taget af sne. Men af miljømæssige årsager er det blevet erstattet af acetat calcium og magnesium. Natrium og metalliske legeringer af natrium og kalium bruges som atomreaktorer, hovedsageligt på grund af det lave smeltepunkt, lav viskositet og høj termisk kapacitet.
- Kalium: i form af kaliumchlorid, spiller en vigtig rolle i gødning, da det er en del af plantens makronæringsstoffer. Natrium og kalium er i øvrigt blandt de omkring 25 essentielle elementer for dyrelivet. I vores organisme er koncentrationerne af Na+ og K+, i og uden for cellevæskerne, er forskellige, hvilket skaber en potentiel forskel, der er ansvarlig for overførslen af nerveimpulser.
Forskelle mellem alkali- og jordalkalimetaller
Selvom de ligner på nogle vigtige måder, har alkalimetaller nogle forskelle fra jordalkalimetaller.
I første omgang, du jordalkalimetaller inkludere elementerne fra gruppe 2 i det periodiske system. De er mindre reaktive end alkalimetallerne og er noget skøre. Endnu, har to elektroner i valensskal, i modsætning til alkalimetaller, som kun har en. Derfor har jordalkalimer kun en ladning lig med +2 i deres forbindelser.
Ved også: Ædelmetaller - metaller mindre reaktive end brint
Løste øvelser om alkalimetaller
Spørgsmål 1
(Ufscar) I den periodiske klassificering henviser kolonne 1 til alkaliske grundstoffer og kolonne 17 til halogener. Alkalimetaller som lithium, natrium og cæsium reagerer med halogengasser som Cl2. Produkterne fra reaktionerne mellem lithium-, natrium- og cæsiummetaller med Cl-gas2, er ioniske faste stoffer, hvis formler er hhv.
A) LiCl2NaCl, CsCl.
B) LiCl, NaCl2CsCl.
C) LiCl2NaCl2CsCl2.
D) LiCl3NaCl3CsCl3.
E) LiCl, NaCl, CsCl.
Løsning:
Alternativ E
Alkalimetaller, når de reagerer med klorgas, laver følgende reaktion:
2 M + Cl2 → 2 MCl
I produktet skal alkalimetaller have et oxidationstal lig med +1.
spørgsmål 2
(Uespi) I den periodiske klassificering af grundstoffer finder vi alkalimetallerne. Betydningen af alkali er "planteaske", hvori vi hovedsageligt kan finde natrium og kalium. Marker det rigtige alternativ i forhold til denne familie.
A) Det kaldes alkalimetaller på grund af den lethed, hvormed de donerer protoner.
B) Deres grundstoffer har lignende egenskaber, primært fordi de har en valenselektron.
C) De er meget elektronegative på grund af deres evne til at donere elektroner.
D) De udfører ionbindinger, idet de er elektronacceptorer.
E) De er mindre reaktive grundstoffer.
Løsning:
Alternativ B
Fordi natrium og kalium er i samme gruppe, er det naturligt for dem at have lignende egenskaber.
Valg A er forkert, fordi alkalimetaller ikke nedbrydes protoner med lethed, men elektroner (mere specifikt valenserne).
Valg C er forkert, da disse elementer ikke er meget elektronegative.
Mulighed D er forkert, fordi, på trods af at udføre ionbindinger, har disse metaller tendens til at donere elektroner.
Valg E er forkert, fordi alkalimetaller er meget reaktive.
Af Stefano Araujo Novais
Kemi lærer
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metais-alcalinos.htm
