Du Alkali Metalle sind die metallischen Elemente der Gruppe 1 der Periodensystem. Obwohl Wasserstoff zu dieser Gruppe gehört, gilt er nicht als Alkalimetall, da es kein metallisches Element ist. Alle Alkalimetalle haben ein einzelnes Valenzelektron, das sich in der s-Unterschale befindet. Alkalimetalle sind reaktiv, haben eine niedrige Dichte und einen niedrigen Schmelzpunkt sowie eine niedrige erste Ionisierungsenergie. In Verbindungen liegen sie immer in der M+-Form vor, also mit einer Ladung von +1.
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Zusammenfassung der Alkalimetalle
- Sie sind die chemische Elemente aus Gruppe 1 des Periodensystems, außer Wasserstoff.
- Sie haben ein einzelnes Valenzelektron, das sich in der s-Unterschale befindet.
- Sie haben eine geringe Dichte und einen niedrigen Schmelzpunkt.
- Bei ihnen ist die erste Ionisierungsenergie sehr niedrig, die zweite Ionisierungsenergie jedoch sehr hoch. Daher sind sie reaktiv und liegen in Verbindungen mit einer Ladung von +1 vor.
- Die meisten alltäglichen Anwendungen finden sich bei Lithium, Natrium und Kalium. Cäsium und Rubidium haben mehr Laboranwendungen, während Francium, das sehr selten und synthetisch ist, keine praktischen Anwendungen hat.
Was sind Alkalimetalle?
Du Metalle alkalisch entsprechen Elemente der Gruppe 1 des Periodensystems, mit Ausnahme der Wasserstoff:
- Lithium, Symbol Li, Z = 3;
- Natrium, Symbol Na, Z = 11;
- Kalium, Symbol K, Z = 19;
- Rubidium, Symbol Rb, Z = 37;
- Cäsium, Symbol Cs, Z = 55;
- Francium, Fr-Symbol, Z = 87.
Eigenschaften von Alkalimetallen
Alle Alkalimetalle haben einziger Elektron der Valenz, befindet sich in einer Unterebene s. sind auch die Elemente von Größerem Atomradius ihrer jeweiligen Perioden und daher vorhanden a Erste Ionisationsenergie niedrig im Vergleich zu den anderen Elementen.
Als Konsequenz, sind ziemlich reaktiv und präsentieren sich als Ionen M+ in ihren Verbindungen und in Lösung. Die zweite Ionisierungsenergie ist sehr hoch, was die Bildung von M-Ionen verhindert.2+ von Alkalimetallen. Sehen Sie sich in der folgenden Tabelle einige dieser genannten Eigenschaften an.
Metall |
elektronische Konfiguration |
Metallradius (Å) |
Ionisierungsenergie (kJ.mol-1) |
Elektronegativität |
|
1ª |
2ª |
||||
lesen |
[Er] 2s1 |
1,52 |
520,1 |
7296 |
0,98 |
Bei |
[Ne] 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 |
Wichtig: Francium ist ein synthetisches Element, das zweitseltenste auf dem Planeten, das durch Kernprozesse gewonnen wird und schwer zu isolieren ist. Daher werden viele seiner Eigenschaften und seine Instabilität (sein stabilstes Isotop) geschätzt Halbwertszeit von 22 Minuten) macht es schwierig, experimentelle Daten zu sammeln.
A niedrig Elektronegativität von Alkalimetallen macht deutlich, dass ihre Verbindungen sind im Wesentlichen ionisch, ohne die Möglichkeit, kovalente Verbindungen zu bilden; es rechtfertigt auch das Verhalten des metallischen Charakters, der in Richtung Cäsium zunimmt.
Eigenschaften von Alkalimetallen
Die Alkalimetalle haben gräuliche Färbung, mit Ausnahme von Cäsium, das eine gelbliche Farbe hat. Sie zeichnen sich auch aus durch niedrige Schmelzpunkte, Weichheit (einige können mit einem Messer geschnitten werden), niedrig Dichte (Lithium ist beispielsweise das Metall mit der geringsten Dichte im gesamten Periodensystem) und sehr exotherme Reaktion mit Wasser. Die folgende Tabelle enthält weitere Informationen zu Alkalimetallen.
Metall |
Schmelzpunkt (°C) |
Siedepunkt (°C) |
Dichte (g.cm-3, 20°C) |
lesen |
180,5 |
1326 |
0,534 |
Bei |
97,8 |
883 |
0,968 |
K |
63,7 |
756 |
0,856 |
Rb |
39,0 |
688 |
1,532 |
cs |
28,5 |
690 |
1,90 |
Auch Alkalimetalle zeichnen sich durch ihre Eigenschaften aus gute elektrische Leitfähigkeit, und präsentieren a unterschiedliche Flammenfärbung beim Verdampfen: Purpur für Lithium; gelb für Natrium; violett für Kalium; rötlich-violett für Rubidium; und blau für Cäsium.
Anwendungen von Alkalimetallen
Von den Alkalimetallen Rubidium und Cäsium haben weniger kommerzielle und industrielle Anwendungen, was sich zunehmend auf akademische Anwendungen beschränkt. Sehr geringe Stabilität Francium hat bisher keine praktischen und bekannten Anwendungen. Lithium, Natrium und Kalium sind Verbindungen mit erheblichem kommerziellen Wert.
- Lithium: Unter Ausnutzung seiner geringen Dichte wird es in verwendet metallische Legierungen mit Magnesium Es ist Aluminium, das in Raumfahrzeugkomponenten verwendet werden kann. Zusätzlich zur geringen Dichte ermöglicht das hohe Oxidationspotential von Lithium (+3,02 V), dass es bei der Herstellung von verwendet wird Batterien (Lithium-Ionen), weit verbreitet in der Elektronik wie Mobiltelefonen, Tablets, Notebooks, Smartwatches und anderen. Andere. Schließlich wird Lithiumcarbonat als Medikament zur Behandlung der bipolaren Störung (manische Depression) eingesetzt, obwohl große Mengen dieses Metalls das Zentralnervensystem schädigen können.
- Natrium: Von den Natriumverbindungen sticht die Natriumverbindung am meisten hervor und hat die größte Produktion Natriumchlorid (NaCl), nicht nur, weil es der Grundbestandteil von Speisesalz ist, dem am häufigsten verwendeten Gewürz der Welt, sondern auch, weil es zur Herstellung verwendet werden kann Natriumhydroxid (NaOH) und das Gas Chlor (Kl2). Obwohl es nicht Teil unserer brasilianischen Realität ist, wird NaCl auch häufig zur Straßenreinigung verwendet im Winter gefroren, da es den Gefrierpunkt des Wassers senken und so verstopfte Wege reinigen kann genommen von Schnee. Aus Umweltgründen wurde es jedoch durch Acetat ersetzt Kalzium und Magnesium. Verwendet werden Natrium und metallische Legierungen aus Natrium und Kalium Kernreaktoren, hauptsächlich aufgrund des niedrigen Schmelzpunkts, der niedrigen Viskosität und der hohen Wärmekapazität.
- Kalium: spielt in Form von Kaliumchlorid eine wichtige Rolle bei der Düngemittel, da es zu den Makronährstoffen der Pflanze zählt. Natrium und Kalium gehören übrigens zu den etwa 25 lebenswichtigen Elementen für das tierische Leben. In unserem Organismus sind die Konzentrationen von Na+ und K+, innerhalb und außerhalb der Zellflüssigkeiten, ist unterschiedlich, wodurch ein Potentialunterschied entsteht, der für die Übertragung von Nervenimpulsen verantwortlich ist.
Unterschiede zwischen Alkali- und Erdalkalimetallen
Obwohl sie in einigen wichtigen Punkten ähnlich sind, weisen Alkalimetalle einige Unterschiede zu Erdalkalimetallen auf.
An erster Stelle, Du Erdalkalimetalle umfassen die Elemente der Gruppe 2 des Periodensystems. Sie sind weniger reaktiv als die Alkalimetalle und etwas spröde. Noch, habe zwei Elektronen darin Valenzschale, im Gegensatz zu Alkalimetallen, die nur eines haben. Deshalb haben Erdalkalien in ihren Verbindungen nur eine Ladung von +2.
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Aufgaben zu Alkalimetallen gelöst
Frage 1
(Ufscar) In der Periodensystematik bezieht sich Spalte 1 auf alkalische Elemente und Spalte 17 auf Halogene. Alkalimetalle wie Lithium, Natrium und Cäsium reagieren mit Halogengasen wie Cl2. Die Produkte der Reaktionen von Lithium-, Natrium- und Cäsiummetallen mit Cl-Gas2, sind ionische Feststoffe, deren Formeln jeweils lauten:
A) LiCl2, NaCl, CsCl.
B) LiCl, NaCl2, CsCl.
C) LiCl2, NaCl2, CsCl2.
D) LiCl3, NaCl3, CsCl3.
E) LiCl, NaCl, CsCl.
Auflösung:
Alternative E
Alkalimetalle reagieren bei der Reaktion mit Chlorgas wie folgt:
2 M + Cl2 → 2 MCl
Im Produkt müssen Alkalimetalle eine Oxidationszahl von +1 aufweisen.
Frage 2
(Uespi) In der periodischen Systematik der Elemente finden wir die Alkalimetalle. Alkali bedeutet „Pflanzenasche“, in der wir hauptsächlich Natrium und Kalium finden. Markieren Sie in Bezug auf diese Familie die richtige Alternative.
A) Aufgrund der Leichtigkeit, mit der sie Protonen abgeben, werden sie Alkalimetalle genannt.
B) Ihre Elemente haben ähnliche Eigenschaften, hauptsächlich weil sie ein Valenzelektron haben.
C) Sie sind aufgrund ihrer Fähigkeit, Elektronen abzugeben, stark elektronegativ.
D) Sie führen Ionenbindungen durch und sind Elektronenakzeptoren.
E) Sie sind weniger reaktive Elemente.
Auflösung:
Alternative B
Da Natrium und Kalium zur selben Gruppe gehören, ist es natürlich, dass sie ähnliche Eigenschaften haben.
Wahl A ist falsch, da Alkalimetalle nicht zersetzt werden Protonen mit Leichtigkeit, aber Elektronen (genauer gesagt die Valenzelektronen).
Wahl C ist falsch, da diese Elemente nicht stark elektronegativ sind.
Option D ist falsch, weil trotz Leistung ionische Bindungen, neigen diese Metalle dazu, Elektronen abzugeben.
Wahl E ist falsch, da Alkalimetalle sehr reaktiv sind.
Von Stefano Araujo Novais
Chemielehrer
Quelle: Brasilien-Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metais-alcalinos.htm