Εσείς αλκαλιμέταλλα είναι τα μεταλλικά στοιχεία της ομάδας 1 του Περιοδικός Πίνακας. Το υδρογόνο, παρά το γεγονός ότι ανήκει σε αυτή την ομάδα, δεν θεωρείται αλκαλιμέταλλο, καθώς δεν είναι μεταλλικό στοιχείο. Όλα τα αλκαλιμέταλλα έχουν ένα μόνο ηλεκτρόνιο σθένους, που βρίσκεται στο υποκέλυφος s. Τα αλκαλικά μέταλλα είναι αντιδραστικά, έχουν χαμηλή πυκνότητα και σημείο τήξης, εκτός από χαμηλή ενέργεια πρώτου ιονισμού. Στις ενώσεις έχουν πάντα τη μορφή Μ+, δηλαδή με φορτίο ίσο με +1.
Διαβάστε επίσης: Μη μέταλλα — οι κύριες πτυχές των μη μεταλλικών χημικών στοιχείων
Περίληψη αλκαλικών μετάλλων
- Είναι οι χημικά στοιχεία από την ομάδα 1 του Περιοδικού Πίνακα, εκτός από το υδρογόνο.
- Έχουν ένα μόνο ηλεκτρόνιο σθένους, που βρίσκεται στο υποκέλυφος s.
- Είναι χαμηλής πυκνότητας και έχουν χαμηλό σημείο τήξης.
- Σε αυτά η πρώτη ενέργεια ιοντισμού είναι πολύ χαμηλή, αλλά η δεύτερη ενέργεια ιοντισμού είναι πολύ υψηλή. Επομένως, είναι αντιδραστικά και παρουσιάζουν φορτίο +1 στις ενώσεις.
- Αυτά με τον μεγαλύτερο αριθμό καθημερινών εφαρμογών είναι το λίθιο, το νάτριο και το κάλιο. Το καίσιο και το ρουβίδιο έχουν περισσότερες εργαστηριακές εφαρμογές, ενώ το φράγκιο, πολύ σπάνιο και συνθετικό, δεν έχει πρακτικές εφαρμογές.
Τι είναι τα αλκαλικά μέταλλα;
Εσείς μέταλλα αλκαλικά αντιστοιχούν σε στοιχεία της ομάδας 1 του Περιοδικού Πίνακα, εκτός από το υδρογόνο:
- λίθιο, σύμβολο Li, Z = 3;
- νάτριο, σύμβολο Na, Z = 11;
- κάλιο, σύμβολο K, Z = 19;
- ρουβίνιο, σύμβολο Rb, Z = 37;
- καίσιο, σύμβολο Cs, Z = 55;
- φράγκιο, σύμβολο Fr, Z = 87.
Ιδιότητες αλκαλικών μετάλλων
Όλα τα αλκαλικά μέταλλα έχουν μόνο ένα ηλεκτρόνιο του σθένους, που βρίσκεται σε ένα υποεπίπεδο s. είναι επίσης οι στοιχεία μεγαλύτερης ατομική ακτίνα των αντίστοιχων περιόδων τους και επομένως παρουσιάζουν α πρώτα ενέργεια ιονισμού χαμηλός σε σύγκριση με τα άλλα στοιχεία.
Ως συνέπεια, είναι αρκετά αντιδραστικά και παρουσιάζονται ως ιόντων Μ+ στις ενώσεις τους και σε λύση. Η δεύτερη ενέργεια ιονισμού είναι πολύ υψηλή, γεγονός που εμποδίζει το σχηματισμό ιόντων Μ.2+ των αλκαλικών μετάλλων. Ελέγξτε, στον παρακάτω πίνακα, μερικές από αυτές τις αναφερόμενες ιδιότητες.
Μέταλλο |
ηλεκτρονική διαμόρφωση |
μεταλλική ακτίνα (Å) |
Ενέργεια ιοντισμού (kJ.mol-1) |
ηλεκτραρνητικότητα |
|
1ª |
2ª |
||||
ανάγνωση |
[Αυτός] 2 δευτ1 |
1,52 |
520,1 |
7296 |
0,98 |
Στο |
[Ne] 3s1 |
1,86 |
495,7 |
4563 |
0,93 |
κ |
[Αέρας] 4 δευτ1 |
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 |
Σπουδαίος: Το φράγκιο είναι ένα συνθετικό στοιχείο, το δεύτερο πιο σπάνιο στον πλανήτη, που λαμβάνεται με πυρηνικές διεργασίες και είναι δύσκολο να απομονωθεί. Ως εκ τούτου, εκτιμάται ένα μεγάλο μέρος των ιδιοτήτων του, και η αστάθειά του (το πιο σταθερό ισότοπό του έχει ημιζωή 22 λεπτών) καθιστά δύσκολη τη συλλογή πειραματικών δεδομένων.
ΕΝΑ χαμηλός ηλεκτραρνητικότητα των αλκαλικών μετάλλων καθιστά σαφές ότι τους οι ενώσεις θα είναι ουσιαστικά ιοντικές, χωρίς δυνατότητα σχηματισμού ομοιοπολικών ενώσεων. δικαιολογεί επίσης τη συμπεριφορά του μεταλλικού χαρακτήρα, που αναπτύσσεται προς το καίσιο.
Χαρακτηριστικά των αλκαλιμετάλλων
Τα αλκαλιμέταλλα έχουν γκριζωπός χρωματισμός, με εξαίρεση το καίσιο, που έχει κιτρινωπό χρώμα. Χαρακτηρίζονται επίσης από χαμηλά σημεία τήξης, απαλότητα (μερικά μπορούν να κοπούν με ένα μαχαίρι), χαμηλός πυκνότητα (Το λίθιο, για παράδειγμα, είναι το λιγότερο πυκνό μέταλλο σε ολόκληρο τον Περιοδικό Πίνακα) και πολύ εξώθερμη αντίδραση με νερό. Ο παρακάτω πίνακας παρέχει περισσότερες πληροφορίες για τα αλκαλικά μέταλλα.
Μέταλλο |
Σημείο τήξης (°C) |
Σημείο βρασμού (°C) |
Πυκνότητα (g.cm-3, 20°C) |
ανάγνωση |
180,5 |
1326 |
0,534 |
Στο |
97,8 |
883 |
0,968 |
κ |
63,7 |
756 |
0,856 |
Rb |
39,0 |
688 |
1,532 |
cs |
28,5 |
690 |
1,90 |
Τα αλκαλικά μέταλλα ξεχωρίζουν επίσης για τους καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, και παρουσιάστε α διαφορετικό χρώμα φλόγας όταν ατμίζεται: βυσσινί για λίθιο; κίτρινο για νάτριο? βιολετί για κάλιο? κοκκινωπό βιολετί για το ρουβίδιο. και μπλε για το καίσιο.
Εφαρμογές αλκαλιμετάλλων
Από τα αλκαλικά μέταλλα, Το ρουβίδιο και το καίσιο έχουν λιγότερες εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές, περιορίζεται περισσότερο σε ακαδημαϊκές εφαρμογές. Πολύ χαμηλή σταθερότητα Το francium δεν έχει μέχρι στιγμής πρακτικές και γνωστές εφαρμογές. Το λίθιο, το νάτριο και το κάλιο έχουν ενώσεις με σημαντική εμπορική αξία.
- Λίθιο: εκμεταλλευόμενος τη χαμηλή του πυκνότητα, εφαρμόζεται σε μεταλλικά κράματα με μαγνήσιο είναι αλουμίνιο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εξαρτήματα διαστημικού σκάφους. Προστιθέμενο στη χαμηλή πυκνότητα, το υψηλό δυναμικό οξείδωσης του λιθίου (+3,02 V) το κάνει να χρησιμοποιείται στην κατασκευή μπαταρίες (ιόντων λιθίου), που χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρονικά είδη όπως κινητά τηλέφωνα, tablet, notebook, smartwatches, μεταξύ άλλων. οι υπολοιποι. Τέλος, το ανθρακικό λίθιο χρησιμοποιείται ως φάρμακο για τη θεραπεία της διπολικής διαταραχής (μανιοκατάθλιψη), αν και μεγάλες ποσότητες αυτού του μετάλλου μπορεί να βλάψουν το κεντρικό νευρικό σύστημα.
- Νάτριο: Από τις ενώσεις νατρίου, αυτή που ξεχωρίζει περισσότερο και έχει τη μεγαλύτερη παραγωγή είναι η χλωριούχο νάτριο (NaCl), όχι μόνο επειδή είναι το βασικό συστατικό του επιτραπέζιου αλατιού, το πιο χρησιμοποιημένο καρύκευμα στον κόσμο, αλλά επειδή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) και το αέριο χλώριο (Κλ2). Αν και δεν αποτελεί μέρος της βραζιλιάνικης πραγματικότητας μας, το NaCl χρησιμοποιείται επίσης ευρέως για τον καθαρισμό δρόμων παγωμένο το χειμώνα, καθώς είναι ικανό να μειώσει το σημείο πήξης του νερού και έτσι να αποφράξει τα μονοπάτια που λαμβάνονται από χιόνι. Ωστόσο, για περιβαλλοντικούς λόγους, έχει αντικατασταθεί από οξικό ασβέστιο και μαγνήσιο. Το νάτριο και τα μεταλλικά κράματα νατρίου και καλίου χρησιμοποιούνται ως πυρηνικούς αντιδραστήρες, κυρίως λόγω του χαμηλού σημείου τήξης, του χαμηλού ιξώδους και της υψηλής θερμικής ικανότητας.
- Κάλιο: με τη μορφή χλωριούχου καλίου, παίζει σημαντικό ρόλο στην λιπάσματα, καθώς αποτελεί μέρος των μακροθρεπτικών συστατικών του φυτού. Το νάτριο και το κάλιο, παρεμπιπτόντως, είναι μεταξύ των περίπου 25 βασικών στοιχείων για τη ζωή των ζώων. Στον οργανισμό μας, οι συγκεντρώσεις του Na+ και Κ+, εντός και εκτός των κυτταρικών υγρών, είναι διαφορετικό, δημιουργώντας μια διαφορά δυναμικού υπεύθυνη για τη μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων.
Διαφορές μεταξύ μετάλλων αλκαλίων και αλκαλικών γαιών
Αν και παρόμοια με κάποιους σημαντικούς τρόπους, τα αλκαλιμέταλλα έχουν κάποιες διαφορές από τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών.
Καταρχήν, εσείς μέταλλα αλκαλικών γαιών περιλαμβάνουν τα στοιχεία της ομάδας 2 του Περιοδικού Πίνακα. Είναι λιγότερο αντιδραστικά από τα αλκαλικά μέταλλα και είναι κάπως εύθραυστα. Ακόμη, έχουν δύο ηλεκτρόνια μέσα κέλυφος σθένους, σε αντίθεση με τα αλκαλικά μέταλλα, που έχουν μόνο ένα. Επομένως, οι αλκαλικές γαίες έχουν μόνο φορτίο ίσο με +2 στις ενώσεις τους.
Γνωρίστε επίσης: Ευγενή μέταλλα — μέταλλα λιγότερο δραστικά από το υδρογόνο
Λυμένες ασκήσεις για αλκαλικά μέταλλα
ερώτηση 1
(Ufscar) Στην Περιοδική Ταξινόμηση, η στήλη 1 αναφέρεται σε αλκαλικά στοιχεία και η στήλη 17 αναφέρεται σε αλογόνα. Τα αλκαλικά μέταλλα όπως το λίθιο, το νάτριο και το καίσιο αντιδρούν με αέρια αλογόνου όπως το Cl2. Τα προϊόντα των αντιδράσεων των μετάλλων λιθίου, νατρίου και καισίου με αέριο Cl2, είναι ιοντικά στερεά των οποίων οι τύποι είναι, αντίστοιχα,
Α) LiCl2, NaCl, CsCl.
Β) LiCl, NaCl2, CsCl.
Γ) LiCl2NaCl2, CsCl2.
Δ) LiCl3NaCl3, CsCl3.
Ε) LiCl, NaCl, CsCl.
Ανάλυση:
Εναλλακτική Ε
Τα αλκαλικά μέταλλα, όταν αντιδρούν με αέριο χλώριο, κάνουν την ακόλουθη αντίδραση:
2 Μ + Cl2 → 2 MCl
Στο προϊόν, τα αλκαλικά μέταλλα πρέπει να έχουν αριθμό οξείδωσης ίσο με +1.
Ερώτηση 2
(Uespi) Στην περιοδική ταξινόμηση των στοιχείων, βρίσκουμε τα αλκαλιμέταλλα. Η έννοια του αλκαλίου είναι «στάχτες φυτών», στις οποίες μπορούμε να βρούμε κυρίως νάτριο και κάλιο. Σε σχέση με αυτήν την οικογένεια, σημειώστε τη σωστή εναλλακτική.
Α) Ονομάζεται αλκαλιμέταλλα λόγω της ευκολίας με την οποία δίνουν πρωτόνια.
Β) Τα στοιχεία τους έχουν παρόμοιες ιδιότητες, κυρίως επειδή έχουν ηλεκτρόνιο σθένους.
Γ) Είναι ιδιαίτερα ηλεκτραρνητικά, λόγω της ικανότητάς τους να δίνουν ηλεκτρόνια.
Δ) Εκτελούν ιοντικούς δεσμούς, όντας δέκτες ηλεκτρονίων.
Ε) Είναι λιγότερο αντιδραστικά στοιχεία.
Ανάλυση:
Εναλλακτική Β
Επειδή το νάτριο και το κάλιο ανήκουν στην ίδια ομάδα, είναι φυσικό να έχουν παρόμοιες ιδιότητες.
Η επιλογή Α είναι λανθασμένη επειδή τα αλκαλικά μέταλλα δεν διασπώνται πρωτόνια με ευκολία, αλλά ηλεκτρόνια (πιο συγκεκριμένα τα σθένους).
Η επιλογή Γ είναι λανθασμένη καθώς αυτά τα στοιχεία δεν είναι ιδιαίτερα ηλεκτραρνητικά.
Η επιλογή Δ είναι λανθασμένη επειδή, παρά την εκτέλεση ιοντικούς δεσμούς, αυτά τα μέταλλα τείνουν να δίνουν ηλεκτρόνια.
Η επιλογή Ε είναι λανθασμένη επειδή τα αλκαλιμέταλλα είναι πολύ δραστικά.
Του Stefano Araujo Novais
Καθηγητής Χημείας
Πηγή: Σχολείο Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metais-alcalinos.htm
