क्षार धातुएँ: वे क्या हैं, विशेषताएँ

आप क्षारीय धातु के समूह 1 के धात्विक तत्व हैं आवर्त सारणी. इस समूह में होने के बावजूद हाइड्रोजन को क्षार धातु नहीं माना जाता है, क्योंकि यह एक धात्विक तत्व नहीं है। सभी क्षार धातुओं में एक एकल वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है, जो एस उपकोश में स्थित होता है। क्षार धातुएँ प्रतिक्रियाशील होती हैं, इनका घनत्व और गलनांक कम होता है, इसके अलावा प्रथम आयनीकरण ऊर्जा भी कम होती है। यौगिकों में, वे हमेशा M+ रूप में होते हैं, यानी +1 के बराबर चार्ज के साथ।

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इस लेख के विषय

• 1 - क्षार धातुओं का सारांश
• 2 - क्षार धातुएँ क्या हैं?
• 3 - क्षार धातुओं के गुण
• 4 - क्षार धातुओं के लक्षण
• 5 - क्षारीय धातुओं का अनुप्रयोग
• 6 - क्षारीय और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के बीच अंतर
• 7 - क्षारीय धातुओं पर हल किये गये अभ्यास

• वे हैं रासायनिक तत्व आवर्त सारणी के समूह 1 से, हाइड्रोजन को छोड़कर।
• उनके पास एक एकल वैलेंस इलेक्ट्रॉन है, जो एस उपकोश में स्थित है।
• इनका घनत्व कम होता है और गलनांक भी कम होता है।
• इनमें पहली आयनीकरण ऊर्जा बहुत कम होती है, लेकिन दूसरी आयनीकरण ऊर्जा बहुत अधिक होती है। इसलिए, वे प्रतिक्रियाशील हैं और यौगिकों में +1 आवेश के साथ मौजूद हैं।
• जिनका रोजमर्रा में सबसे अधिक उपयोग होता है वे हैं लिथियम, सोडियम और पोटेशियम। सीज़ियम और रूबिडियम में अधिक प्रयोगशाला अनुप्रयोग होते हैं, जबकि फ्रांसियम, बहुत दुर्लभ और सिंथेटिक, का कोई व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं होता है।

आप धातुओं क्षारीय के अनुरूप है आवर्त सारणी के समूह 1 के तत्व, के लिए छोड़कर हाइड्रोजन:

• लिथियम, प्रतीक ली, जेड = 3;
• सोडियम, प्रतीक Na, Z = 11;
• पोटैशियम, प्रतीक K, Z = 19;
• रूबिडीयाम, प्रतीक आरबी, जेड = 37;
• सीज़ियम, प्रतीक Cs, Z = 55;
• फ्रैनशियम, Fr प्रतीक, Z = 87.

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सभी क्षार धातुओं में होता है केवल एक इलेक्ट्रॉन वैलेंस का, एक सबलेवल एस में स्थित है। भी हैं अधिक से अधिक के तत्व परमाणु का आधा घेरा उनके संबंधित अवधियों की और इसलिए प्रस्तुत करें ए पहला आयनीकरण ऊर्जा कम अन्य तत्वों की तुलना में.

एक परिणाम के रूप में, काफी प्रतिक्रियाशील हैं और स्वयं को ऐसे प्रस्तुत करते हैं आयनों एम⁺ उनके यौगिकों में और में समाधान. दूसरी आयनीकरण ऊर्जा बहुत अधिक होती है, जो एम आयनों के निर्माण को रोकती है।²⁺ क्षार धातुओं का. नीचे दी गई तालिका में, इनमें से कुछ उल्लिखित संपत्तियों की जाँच करें।

धातु	इलेक्ट्रोनिक विन्यास	धात्विक त्रिज्या (Å)	आयनीकरण ऊर्जा (kJ.mol^-1)	वैद्युतीयऋणात्मकता
1ª	2ª
पढ़ना	[वह] 2 एस^1	1,52	520,1	7296	0,98
पर	[ने] 3s^1	1,86	495,7	4563	0,93
क	[वायु] 4s^1	2,27	418,7	3069	0,82
आरबी	[कृ.] 5s^1	2,48	402,9	2640	0,82
सी	[एक्सई] 6 एस^1	2,65	375,6	2260	0,79

महत्वपूर्ण: फ्रांसियम एक सिंथेटिक तत्व है, जो ग्रह पर दूसरा सबसे दुर्लभ है, जो परमाणु प्रक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जाता है और अलग करना मुश्किल होता है। इसलिए, इसके गुणों का एक बड़ा हिस्सा अनुमानित है, और इसकी अस्थिरता (इसका सबसे स्थिर आइसोटोप है हाफ लाइफ 22 मिनट का) प्रयोगात्मक डेटा एकत्र करना कठिन बना देता है।

पोटेशियम धातु के टुकड़ों को खनिज तेल में रखा जाता है ताकि प्रतिक्रिया न हो।

ए कम वैद्युतीयऋणात्मकता क्षार धातुओं से यह स्पष्ट होता है कि उनका यौगिक मूलतः आयनिक होंगे, सहसंयोजक यौगिक बनाने की कोई संभावना नहीं; यह धात्विक गुण के व्यवहार को भी उचित ठहराता है, जो सीज़ियम की ओर बढ़ता है।

क्षार धातुओं में होता है भूरा रंग, सीज़ियम के अपवाद के साथ, जिसका रंग पीला होता है। इनकी भी विशेषता है कम गलनांक, कोमलता (कुछ को चाकू से काटा जा सकता है), कम घनत्व (उदाहरण के लिए, लिथियम, संपूर्ण आवर्त सारणी में सबसे कम सघन धातु है) और के साथ बहुत ऊष्माक्षेपी प्रतिक्रिया पानी. निम्नलिखित तालिका क्षार धातुओं के बारे में अधिक जानकारी प्रदान करती है।

धातु	गलनांक (डिग्री सेल्सियस)	क्वथनांक (डिग्री सेल्सियस)	घनत्व (g.cm^-3, 20°C)
पढ़ना	180,5	1326	0,534
पर	97,8	883	0,968
क	63,7	756	0,856
आरबी	39,0	688	1,532
सी	28,5	690	1,90

क्षारीय धातुएँ भी अपने लिए विशिष्ट होती हैं अच्छी विद्युत चालकता, और प्रस्तुत करें ए वाष्पीकृत होने पर ज्वाला का रंग भिन्न होता है: लिथियम के लिए क्रिमसन; सोडियम के लिए पीला; पोटेशियम के लिए बैंगनी; रुबिडियम के लिए लाल बैंगनी; और सीज़ियम के लिए नीला।

ज्वाला परीक्षण में क्षार धातुओं के बीच अंतर प्रदर्शित करने वाली योजना।

क्षार धातुओं में से, रुबिडियम और सीज़ियम का वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोग कम है, शैक्षणिक अनुप्रयोगों तक अधिक सीमित होता जा रहा है। बहुत कम स्थिरता फ्रैन्शियम का अब तक कोई व्यावहारिक और ज्ञात अनुप्रयोग नहीं है. लिथियम, सोडियम और पोटेशियम में काफी व्यावसायिक मूल्य वाले यौगिक हैं।

• लिथियम: इसके कम घनत्व का लाभ उठाते हुए इसे इसमें लगाया जाता है धात्विक मिश्रधातु साथ मैगनीशियम यह है अल्युमीनियम, जिसका उपयोग अंतरिक्ष यान घटकों में किया जा सकता है। कम घनत्व के साथ, लिथियम की उच्च ऑक्सीकरण क्षमता (+3.02 V) के निर्माण में इसका उपयोग किया जाता है बैटरी (लिथियम आयन), सेल फोन, टैबलेट, नोटबुक, स्मार्टवॉच जैसे इलेक्ट्रॉनिक्स में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। अन्य। अंत में, लिथियम कार्बोनेट का उपयोग द्विध्रुवी विकार (उन्मत्त अवसाद) के इलाज के लिए एक दवा के रूप में किया जाता है, हालांकि इस धातु की बड़ी मात्रा केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को नुकसान पहुंचा सकती है।
• सोडियम: सोडियम यौगिकों में से, वह है जो सबसे अधिक विशिष्ट है और जिसका उत्पादन सबसे अधिक है सोडियम क्लोराइड (NaCl), न केवल इसलिए कि यह टेबल नमक का मूल घटक है, जो दुनिया में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मसाला है, बल्कि इसलिए कि इसका उपयोग बनाने के लिए किया जा सकता है सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) और गैस क्लोरीन (सीएल₂). हालाँकि यह हमारी ब्राज़ीलियाई वास्तविकता का हिस्सा नहीं है, NaCl का उपयोग सड़कों को साफ़ करने के लिए भी व्यापक रूप से किया जाता है सर्दियों में जमे हुए, क्योंकि यह पानी के हिमांक को कम करने में सक्षम है और इस प्रकार रास्ते को साफ करता है द्वारा उठाए गए बर्फ. हालाँकि, पर्यावरणीय कारणों से, इसे एसीटेट द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है कैल्शियम और मैग्नीशियम. सोडियम तथा पोटैशियम की धात्विक मिश्रधातु का उपयोग किया जाता है परमाणु रिएक्टर, मुख्यतः कम गलनांक, कम श्यानता और उच्च तापीय क्षमता के कारण।

• पोटैशियम: पोटेशियम क्लोराइड के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है उर्वरक, क्योंकि यह पौधे के मैक्रोन्यूट्रिएंट्स का हिस्सा है। वैसे, सोडियम और पोटेशियम पशु जीवन के लिए लगभग 25 आवश्यक तत्वों में से हैं। हमारे जीव में, Na की सांद्रता⁺ और के⁺कोशिका के अंदर और बाहर के तरल पदार्थ अलग-अलग होते हैं, जो तंत्रिका आवेगों के संचरण के लिए जिम्मेदार संभावित अंतर पैदा करते हैं।

बर्फ पिघलाने के लिए ट्रक ट्रैक पर सोडियम क्लोराइड फेंक रहा है।

हालांकि कुछ महत्वपूर्ण मायनों में समान, क्षार धातुओं में क्षारीय पृथ्वी धातुओं से कुछ अंतर होते हैं।

पहली जगह में, आप क्षारीय पृथ्वी धातु आवर्त सारणी के समूह 2 के तत्वों को शामिल करें. वे क्षार धातुओं की तुलना में कम प्रतिक्रियाशील होते हैं और कुछ हद तक भंगुर होते हैं। अभी तक, में दो इलेक्ट्रॉन हैं रासायनिक संयोजन शेल, क्षार धातुओं के विपरीत, जिनमें केवल एक होता है। इसलिए, क्षारीय पृथ्वी के यौगिकों में केवल +2 के बराबर चार्ज होता है।

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प्रश्न 1

(उफस्कर) आवधिक वर्गीकरण में, कॉलम 1 क्षारीय तत्वों को संदर्भित करता है और कॉलम 17 हैलोजन को संदर्भित करता है। लिथियम, सोडियम और सीज़ियम जैसी क्षार धातुएँ सीएल जैसी हैलोजन गैसों के साथ प्रतिक्रिया करती हैं₂. सीएल गैस के साथ लिथियम, सोडियम और सीज़ियम धातुओं की प्रतिक्रियाओं के उत्पाद₂, आयनिक ठोस हैं जिनके सूत्र क्रमशः हैं,

ए) LiCl₂, NaCl, CsCl.

बी) LiCl, NaCl₂, सीएससीएल.

सी) LiCl₂, NaCl₂, सीएससीएल₂.

डी) LiCl₃, NaCl₃, सीएससीएल₃.

ई) LiCl, NaCl, CsCl।

संकल्प:

वैकल्पिक ई

क्षार धातुएँ, क्लोरीन गैस के साथ प्रतिक्रिया करते समय निम्नलिखित प्रतिक्रिया करती हैं:

2 एम + सीएल₂ → 2 एमसीएल

उत्पाद में, क्षार धातुओं की ऑक्सीकरण संख्या +1 के बराबर होनी चाहिए।

प्रश्न 2

(यूस्पी) तत्वों के आवर्त वर्गीकरण में हमें क्षार धातुएँ मिलती हैं। क्षार का अर्थ है "पौधे की राख", जिसमें हम मुख्य रूप से सोडियम और पोटेशियम पा सकते हैं। इस परिवार के संबंध में सही विकल्प चिन्हित करें।

ए) जिस आसानी से वे प्रोटॉन दान करते हैं, उसके कारण इसे क्षार धातु कहा जाता है।

बी) उनके तत्वों में समान गुण होते हैं, मुख्यतः क्योंकि उनमें एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है।

सी) इलेक्ट्रॉन दान करने की उनकी क्षमता के कारण वे अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक हैं।

डी) वे इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता होने के कारण आयनिक बंधन बनाते हैं।

ई) ये कम प्रतिक्रियाशील तत्व हैं।

संकल्प:

वैकल्पिक बी

चूँकि सोडियम और पोटैशियम एक ही समूह में हैं, इसलिए उनके गुण समान होना स्वाभाविक है।

विकल्प ए ग़लत है क्योंकि क्षार धातुएँ टूटती नहीं हैं प्रोटान आसानी से, लेकिन इलेक्ट्रॉन (अधिक विशेष रूप से वैलेंस वाले)।

विकल्प C गलत है क्योंकि ये तत्व अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक नहीं हैं।

विकल्प डी गलत है, क्योंकि प्रदर्शन के बावजूद आयोनिक बांड, ये धातुएँ इलेक्ट्रॉन दान करती हैं।

विकल्प E ग़लत है क्योंकि क्षार धातुएँ अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होती हैं।

स्टेफ़ानो अरुजो नोवाइस द्वारा
रसायन विज्ञान शिक्षक

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