Voi metalli alcalini sono gli elementi metallici del gruppo 1 del Tavola periodica. L'idrogeno, pur essendo in questo gruppo, non è considerato un metallo alcalino, in quanto non è un elemento metallico. Tutti i metalli alcalini hanno un singolo elettrone di valenza, situato nella subshell s. I metalli alcalini sono reattivi, hanno bassa densità e punto di fusione, oltre a una bassa energia di prima ionizzazione. Nei composti sono sempre nella forma M+, cioè con carica pari a +1.
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Riepilogo dei metalli alcalini
- Loro sono il elementi chimici dal gruppo 1 della tavola periodica, ad eccezione dell'idrogeno.
- Hanno un singolo elettrone di valenza, situato nella subshell s.
- Sono di bassa densità e hanno un basso punto di fusione.
- In essi la prima energia di ionizzazione è molto bassa, ma la seconda energia di ionizzazione è molto alta. Pertanto, sono reattivi e presenti con una carica +1 nei composti.
- Quelli con il maggior numero di applicazioni quotidiane sono litio, sodio e potassio. Cesio e rubidio hanno più applicazioni di laboratorio, mentre il francio, molto raro e sintetico, non ha applicazioni pratiche.
Cosa sono i metalli alcalini?
Voi metalli alcalino corrisponde a elementi del gruppo 1 della tavola periodica, fatta eccezione per il idrogeno:
- litio, simbolo Li, Z = 3;
- sodio, simbolo Na, Z = 11;
- potassio, simbolo K, Z = 19;
- rubidio, simbolo Rb, Z = 37;
- cesio, simbolo Cs, Z = 55;
- francio, simbolo Fr, Z = 87.
Proprietà dei metalli alcalini
Tutti i metalli alcalini hanno solo uno elettrone di valenza, posto in un sottolivello s. sono anche i elementi di maggiore raggio atomico dei rispettivi periodi e quindi presente a Primo energia ionizzata Basso rispetto agli altri elementi.
Come conseguenza, sono abbastanza reattivi e si presentano come ioni M+ nei loro composti e in soluzione. La seconda energia di ionizzazione è molto alta, il che impedisce la formazione di ioni M.2+ di metalli alcalini. Dai un'occhiata, nella tabella sottostante, ad alcune di queste proprietà citate.
Metallo |
configurazione elettronica |
raggio metallico (Å) |
Energia di ionizzazione (kJ.mol-1) |
elettronegatività |
|
1ª |
2ª |
||||
Leggere |
[Lui] 2s1 |
1,52 |
520,1 |
7296 |
0,98 |
A |
[Ne] 3s1 |
1,86 |
495,7 |
4563 |
0,93 |
K |
[Aria] 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 |
Importante: Il francio è un elemento sintetico, il secondo più raro del pianeta, ottenuto mediante processi nucleari e difficile da isolare. Pertanto, si stimano buona parte delle sue proprietà e la sua instabilità (ha il suo isotopo più stabile metà vita di 22 minuti) rende difficile raccogliere dati sperimentali.
UN Basso elettronegatività di metalli alcalini chiarisce che il loro i composti saranno essenzialmente ionici, senza possibilità di formare composti covalenti; giustifica anche il comportamento del carattere metallico, che cresce verso il cesio.
Caratteristiche dei metalli alcalini
I metalli alcalini hanno colorazione grigiastra, ad eccezione del cesio, che ha un colore giallastro. Sono inoltre caratterizzati da basso punto di fusione, morbidezza (alcuni possono essere tagliati con un coltello), Basso densità (Il litio, ad esempio, è il metallo meno denso dell'intera tavola periodica) e reazione molto esotermica con acqua. La tabella seguente fornisce ulteriori informazioni sui metalli alcalini.
Metallo |
Punto di fusione (°C) |
Punto di ebollizione (°C) |
Densità (g.cm-3, 20°C) |
Leggere |
180,5 |
1326 |
0,534 |
A |
97,8 |
883 |
0,968 |
K |
63,7 |
756 |
0,856 |
Rb |
39,0 |
688 |
1,532 |
cs |
28,5 |
690 |
1,90 |
Anche i metalli alcalini si distinguono per il loro buona conduttività elettrica, e presentare a diversa colorazione della fiamma durante la vaporizzazione: cremisi per il litio; giallo per sodio; viola per il potassio; violetto rossastro per il rubidio; e blu per il cesio.
Applicazioni dei metalli alcalini
Dei metalli alcalini, rubidio e cesio hanno meno applicazioni commerciali e industriali, sempre più limitato alle applicazioni accademiche. Stabilità molto bassa il francio non ha finora applicazioni pratiche e conosciute. Litio, sodio e potassio hanno composti di notevole valore commerciale.
- Litio: sfruttando la sua bassa densità, viene applicato in leghe metalliche con magnesio È alluminio, che può essere utilizzato nei componenti di veicoli spaziali. Aggiunto alla bassa densità, l'elevato potenziale di ossidazione del litio (+3,02 V) lo rende utilizzato nella fabbricazione di batterie (ioni di litio), ampiamente utilizzate nell'elettronica come telefoni cellulari, tablet, notebook, smartwatch, tra gli altri. altri. Infine, il carbonato di litio è usato come farmaco per il trattamento del disturbo bipolare (depressione maniacale), anche se grandi quantità di questo metallo possono danneggiare il sistema nervoso centrale.
- Sodio: Dei composti del sodio, quello che spicca di più e ha la maggiore produzione è il cloruro di sodio (NaCl), non solo perché è il costituente base del sale da cucina, il condimento più utilizzato al mondo, ma perché può essere utilizzato per realizzare idrossido di sodio (NaOH) e il gas cloro (cl2). Sebbene non faccia parte della nostra realtà brasiliana, il NaCl è ampiamente utilizzato anche per pulire le strade congelato in inverno, in quanto è in grado di abbassare il punto di congelamento dell'acqua e quindi di sbloccare i percorsi preso da nevicare. Tuttavia, per motivi ambientali, è stato sostituito dall'acetato calcio e magnesio. Come sono usati sodio e leghe metalliche di sodio e potassio reattori nucleari, principalmente a causa del basso punto di fusione, della bassa viscosità e dell'elevata capacità termica.
- Potassio: sotto forma di cloruro di potassio, svolge un ruolo importante nella fertilizzanti, in quanto fa parte dei macronutrienti della pianta. Il sodio e il potassio, tra l'altro, sono tra i circa 25 elementi essenziali per la vita animale. Nel nostro organismo le concentrazioni di Na+ e k+, all'interno e all'esterno dei fluidi cellulari, è diverso, creando una potenziale differenza responsabile della trasmissione degli impulsi nervosi.
Differenze tra metalli alcalini e alcalino terrosi
Sebbene simili in alcuni modi importanti, i metalli alcalini presentano alcune differenze rispetto ai metalli alcalino terrosi.
Innanzitutto, Voi metalli alcalino terrosi includono gli elementi del gruppo 2 della tavola periodica. Sono meno reattivi dei metalli alcalini e sono piuttosto fragili. Ancora, avere due elettroni dentro guscio di valenza, a differenza dei metalli alcalini, che ne hanno solo uno. Pertanto, le terre alcaline hanno solo una carica pari a +2 nei loro composti.
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Esercizi risolti sui metalli alcalini
domanda 1
(Ufscar) Nella classificazione periodica, la colonna 1 si riferisce agli elementi alcalini e la colonna 17 agli alogeni. I metalli alcalini come il litio, il sodio e il cesio reagiscono con i gas alogeni come il Cl2. I prodotti delle reazioni dei metalli litio, sodio e cesio con il gas Cl2, sono solidi ionici le cui formule sono, rispettivamente,
A) LiCl2, NaCl, CsCl.
B) LiCl, NaCl2, CsCl.
C) LiCl2, NaCl2, CsCl2.
D) LiCl3, NaCl3, CsCl3.
E) LiCl, NaCl, CsCl.
Risoluzione:
Alternativa E
I metalli alcalini, quando reagiscono con il cloro gassoso, effettuano la seguente reazione:
2M+cl2 → 2MCl
Nel prodotto i metalli alcalini devono avere un numero di ossidazione pari a +1.
Domanda 2
(Uespi) Nella classificazione periodica degli elementi troviamo i metalli alcalini. Il significato di alcali è “cenere vegetale”, in cui troviamo principalmente sodio e potassio. In relazione a questa famiglia, segna l'alternativa corretta.
R) Si chiamano metalli alcalini per la facilità con cui donano protoni.
B) I loro elementi hanno proprietà simili, principalmente perché hanno un elettrone di valenza.
C) Sono altamente elettronegativi, grazie alla loro capacità di donare elettroni.
D) Effettuano legami ionici, essendo accettori di elettroni.
E) Sono elementi meno reattivi.
Risoluzione:
Alternativa B
Poiché sodio e potassio appartengono allo stesso gruppo, è naturale che abbiano proprietà simili.
La scelta A non è corretta perché i metalli alcalini non si degradano protoni con facilità, ma elettroni (più precisamente quelli di valenza).
La scelta C non è corretta in quanto questi elementi non sono altamente elettronegativi.
L'opzione D non è corretta perché, nonostante l'esecuzione legami ionici, questi metalli tendono a donare elettroni.
La scelta E non è corretta perché i metalli alcalini sono molto reattivi.
Di Stefano Araujo Novais
Insegnante di chimica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metais-alcalinos.htm