Du alkaliska metaller är de metalliska elementen i grupp 1 i Periodiska systemet. Väte, trots att det tillhör denna grupp, anses inte vara en alkalimetall, eftersom det inte är ett metalliskt grundämne. Alla alkalimetaller har en enda valenselektron, placerad i underskalet. Alkalimetaller är reaktiva, har låg densitet och smältpunkt, förutom en låg första joniseringsenergi. I föreningar är de alltid i M+-form, det vill säga med en laddning lika med +1.
Läs också: Icke-metaller — de viktigaste aspekterna av icke-metalliska kemiska grundämnen
Sammanfattning av alkalimetaller
- De är kemiska grundämnen från grupp 1 i det periodiska systemet, förutom väte.
- De har en enda valenselektron, belägen i underskalet.
- De har låg densitet och har en låg smältpunkt.
- I dem är den första joniseringsenergin mycket låg, men den andra joniseringsenergin är mycket hög. Därför är de reaktiva och närvarande med en +1 laddning i föreningar.
- De med det största antalet dagliga appliceringar är litium, natrium och kalium. Cesium och rubidium har fler laboratorietillämpningar, medan francium, mycket sällsynt och syntetiskt, inte har några praktiska tillämpningar.
Vad är alkalimetaller?
Du metaller alkalisk motsvara grupp 1 element i det periodiska systemet, förutom väte:
- litiumsymbol Li, Z = 3;
- natriumsymbol Na, Z = 11;
- kaliumsymbol K, Z = 19;
- rubidiumsymbol Rb, Z = 37;
- cesiumsymbol Cs, Z = 55;
- francium, Fr-symbol, Z = 87.
Egenskaper hos alkalimetaller
Alla alkalimetaller har bara en elektron av valens, som ligger på en undernivå s. är också element av större Atom radie av sina respektive perioder och därför presentera en först joniseringsenergi låg jämfört med de andra elementen.
Som en konsekvens, är ganska reaktiva och presenterar sig som joner M+ i sina föreningar och i lösning. Den andra joniseringsenergin är mycket hög, vilket förhindrar bildandet av M-joner.2+ av alkalimetaller. Kolla in, i tabellen nedan, några av dessa nämnda egenskaper.
Metall |
elektronisk konfiguration |
metallisk radie (Å) |
Joniseringsenergi (kJ.mol-1) |
elektronnegativitet |
|
1ª |
2ª |
||||
läsa |
[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 |
Viktig: Francium är ett syntetiskt grundämne, det näst sällsynta på planeten, erhållet genom kärnprocesser och svårt att isolera. Därför uppskattas en stor del av dess egenskaper, och dess instabilitet (dess mest stabila isotop har halva livet på 22 minuter) gör det svårt att samla in experimentella data.
A låg elektronnegativitet av alkalimetaller gör det klart att deras föreningar kommer att vara väsentligen joniskautan möjlighet att bilda kovalenta föreningar; det motiverar också beteendet hos den metalliska karaktären, som växer mot cesium.
Egenskaper för alkalimetaller
Alkalimetallerna har gråaktig färg, med undantag för cesium, som har en gulaktig färg. De kännetecknas också av låga smältpunkter, mjukhet (vissa kan skäras med kniv), låg densitet (Litium är till exempel den minst täta metallen i hela det periodiska systemet) och mycket exoterm reaktion med vatten. Följande tabell ger mer information om alkalimetaller.
Metall |
Smältpunkt (°C) |
Kokpunkt (°C) |
Densitet (g.cm-3, 20°C) |
läsa |
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 |
Alkaliska metaller sticker också ut för sina god elektrisk ledningsförmåga, och presentera en olika flamfärgning när den förångas: crimson för litium; gul för natrium; violett för kalium; rödviolett för rubidium; och blå för cesium.
Tillämpningar av alkalimetaller
Av alkalimetallerna, rubidium och cesium har färre kommersiella och industriella tillämpningar, blir mer begränsad till akademiska applikationer. Mycket låg stabilitet francium har hittills inga praktiska och kända tillämpningar. Litium, natrium och kalium har föreningar med betydande kommersiellt värde.
- Litium: med fördel av sin låga densitet appliceras den i metalliska legeringar med magnesium Det är aluminium, som kan användas i rymdfarkostkomponenter. Till den låga densiteten gör litiums höga oxidationspotential (+3,02 V) att det används vid tillverkning av batterier (litiumjon), flitigt använt i elektronik såsom mobiltelefoner, surfplattor, bärbara datorer, smartklockor, bland annat. andra. Slutligen används litiumkarbonat som ett läkemedel för att behandla bipolär sjukdom (manisk depression), även om stora mängder av denna metall kan skada det centrala nervsystemet.
- Natrium: Av natriumföreningarna är den som sticker ut mest och har störst produktion natriumklorid (NaCl), inte bara för att det är den grundläggande beståndsdelen i bordssalt, den mest använda kryddningen i världen, utan för att den kan användas för att göra natriumhydroxid (NaOH) och gasen klor (Cl2). Även om det inte är en del av vår brasilianska verklighet, används NaCl också i stor utsträckning för att rengöra vägar fryst på vintern, eftersom det kan sänka vattnets fryspunkt och därmed täppa till vägar tagen av snö. Men av miljöskäl har det ersatts av acetat kalcium och magnesium. Natrium och metalliska legeringar av natrium och kalium används som kärnreaktorer, främst på grund av den låga smältpunkten, låg viskositet och hög termisk kapacitet.
- Kalium: i form av kaliumklorid, spelar en viktig roll i gödningsmedel, eftersom det är en del av växtens makronäringsämnen. Natrium och kalium är förresten bland de cirka 25 essentiella elementen för djurlivet. I vår organism är koncentrationerna av Na+ och K+, inuti och utanför cellvätskorna, är olika, vilket skapar en potentiell skillnad som är ansvarig för överföringen av nervimpulser.
Skillnader mellan alkali- och jordalkalimetaller
Även om de är lika på vissa viktiga sätt, har alkalimetaller vissa skillnader från alkaliska jordartsmetaller.
För det första, du alkaliska jordartsmetaller inkludera elementen i grupp 2 i det periodiska systemet. De är mindre reaktiva än alkalimetallerna och är något sköra. Än, har två elektroner i valensskalet, till skillnad från alkalimetaller, som bara har en. Därför har jordalkalierna bara en laddning lika med +2 i sina föreningar.
Vet också: Ädelmetaller — metaller som är mindre reaktiva än väte
Lösta övningar på alkalimetaller
fråga 1
(Ufscar) I den periodiska klassificeringen hänvisar kolumn 1 till alkaliska grundämnen och kolumn 17 hänvisar till halogener. Alkalimetaller som litium, natrium och cesium reagerar med halogengaser som Cl2. Produkterna från reaktionerna mellan litium-, natrium- och cesiummetaller med Cl-gas2, är joniska fasta ämnen vars formler är resp.
A) LiCl2NaCl, CsCl.
B) LiCl, NaCl2CsCl.
C) LiCl2NaCl2CsCl2.
D) LiCl3NaCl3CsCl3.
E) LiCl, NaCl, CsCl.
Upplösning:
Alternativ E
Alkalimetaller, när de reagerar med klorgas, gör följande reaktion:
2 M + Cl2 → 2 MCl
I produkten måste alkalimetaller ha ett oxidationstal lika med +1.
fråga 2
(Uespi) I den periodiska klassificeringen av grundämnen hittar vi alkalimetallerna. Betydelsen av alkali är "växtaska", där vi främst kan hitta natrium och kalium. Markera rätt alternativ i förhållande till denna familj.
A) Det kallas alkalimetaller på grund av den lätthet med vilken de donerar protoner.
B) Deras grundämnen har liknande egenskaper, främst för att de har en valenselektron.
C) De är mycket elektronegativa, på grund av deras förmåga att donera elektroner.
D) De utför jonbindningar, eftersom de är elektronacceptorer.
E) De är mindre reaktiva grundämnen.
Upplösning:
Alternativ B
Eftersom natrium och kalium är i samma grupp är det naturligt att de har liknande egenskaper.
Val A är felaktigt eftersom alkalimetaller inte bryts ner protoner med lätthet, men elektroner (mer specifikt valens).
Val C är felaktigt eftersom dessa element inte är särskilt elektronegativa.
Alternativ D är felaktigt eftersom, trots prestation jonbindningar, dessa metaller tenderar att donera elektroner.
Val E är felaktigt eftersom alkalimetaller är mycket reaktiva.
Av Stefano Araujo Novais
Kemilärare
Källa: Brasilien skola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metais-alcalinos.htm