Wat zijn alkalimetalen? Dit zijn de elementen van de eerste groep, de hoofdsubgroep periodiek systeem elementen van DI Mendelejev. Deze omvatten de volgende metalen: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Ze hebben een aantal eigenschappen die inherent zijn aan deze groep.

Eigenaardigheden

Deze metalen hebben een lage dichtheid (lithium, natrium, kalium zijn lichter dan water) en lage smeltpunten (het maximum voor lithium is 180,6 °C). Ze zijn zacht, gemakkelijk te snijden met een mes en oxideren snel, dus worden ze bewaard in containers gevuld met chemisch laagactieve gassen of vloeistoffen (meestal kerosine).

Alle metalen in deze subgroep hebben een zilverwitte kleur. In het periodiek systeem der elementen van D.I. Mendelejev volgen alkalimetalen altijd de inerte gassen. Inerte of edelgassen komen zeer slecht in chemische reacties terecht; het zijn chemisch inactieve gassen, en dit wordt verklaard door het feit dat hun elektronenschillen volledig gevuld zijn.

In tegenstelling tot gassen hebben alkalimetalen één ongepaard elektron op het buitenste energieniveau. Daarom binnen chemische reacties deze metalen fungeren als elektronendonoren. Ze hebben altijd een oxidatietoestand van +1, zijn chemisch zeer actief - ze reageren actief met zuren (met een explosie), reageren heftig met water, waarbij waterstof vrijkomt en alkaliën MeOH vormen (hier is Me een metaal). De activiteit van deze metalen neemt toe van Li naar Fr.

Lithium is het eerste element in de alkalimetaalgroep. Atoommassa - 6,941, bestaat uit twee natuurlijke isotopen 6Li (7,5%) en 7Li (92,5%), het is ook bekend dat er nog twee isotopen kunstmatig kunnen worden verkregen, maar hun levensverwachting is erg kort.

Een interessant feit over het alkalimetaal is dat de kosten van 7Li meerdere malen hoger zijn dan de kosten van 6Li, hoewel het eerste vaker voorkomt. De geschiedenis van de ontdekking van dit element wordt geassocieerd met de naam van de Zweedse chemicus I.A. Arfvedson.

Kalium speelt, samen met natrium, een cruciale rol in het functioneren van cellen van levende organismen, waarbij hun membraanpotentieel behouden blijft. Het menselijk lichaam bevat ongeveer 175 gram van dit metaal, en om deze voorraad op peil te houden moet het dagelijks met ongeveer 4 gram worden aangevuld.

Het wordt vaak in de natuur aangetroffen, maar alleen als onderdeel van verbindingen; het staat op de derde plaats wat betreft het gehalte aan water. Als er een tekort in de bodem is, wordt dit metaal geïntroduceerd in de vorm van meststoffen: kaliumchloride KCl, kaliumsulfaat K2SO4 en plantenas.

Veel mensen kennen zo'n stof als kaliumcyanide; maar niet veel mensen weten waar het wordt gebruikt. En het wordt gebruikt voor het galvanisch verzilveren en vergulden van onedele metalen, waarbij dure metalen, namelijk zilver en goud, uit ertsen worden gewonnen.

Cesium werd in 1860 ontdekt als medicijn minerale bronnen Zwarte Woud. Atoommassa – 132.905.

Dit metaal wordt gebruikt in de volgende industrieën: automatisering en elektronica, radar en bioscoop, maar ook in kernreactoren en ruimteschepen. Het was het eerste element dat werd ontdekt met behulp van spectraalanalyse.

Frankrijk

Francium is het meest onstabiele en zwaarste element onder de alkalimetalen, met een atoommassa van 223 en een halfwaardetijd van 22 minuten. Deze kenmerken maakten het erg moeilijk om hem eruit te pikken.

Dit is een zeer zeldzaam metaal dat volgens wetenschappers aardkorst Er is slechts ongeveer 500 gram, dus francium werd bestudeerd op kunstmatig gemaakte monsters.

Natrium

Natrium is een van de meest voorkomende alkalimetalen. Hierdoor wordt het in verschillende industrieën gebruikt. Edelmetaalertsen worden bijvoorbeeld behandeld met natriumcyanide-oplossing. Hierdoor worden coördinatieverbindingen verkregen waaruit met behulp van zink puur goud of zilver wordt geïsoleerd.

Natrium wordt in kernonderzeeërs ook gebruikt als koelmiddel vanwege de bepaalde fysische eigenschappen (groot verschil tussen smelt- en kookpunten). Natrium komt niet voor in de natuur Zuivere vorm- te actief dus - alleen in ertsen.

Een interessant feit is dat er op een hoogte van ongeveer 80 km een ​​laag atomair natrium in de atmosfeer werd ontdekt. Dit wordt verklaard door het feit dat er op zulke hoogten geen elementen zijn waarmee natrium zou kunnen interageren.

Rubidium

Rubidium is op zijn eigen manier een interessant alkalimetaal. Met een atoommassa van 85,467 is het metaal radioactief. Wanneer rubidium in contact komt met lucht, ontbrandt het en brandt met een roze-violette vlam; met water, F, Cl, Br, I, S vindt er een explosie plaats.

Een interessant kenmerk van rubidium is het vermogen om elektrische stroom op te wekken bij blootstelling aan zonnestraling.

Hoewel alkalimetalen een aantal kenmerken hebben die ze allemaal gemeen hebben, heeft elk van hen ook eigenschappen die uniek zijn. Sommige elementen zijn nog steeds zeer slecht bestudeerd, en gezien de vraag naar metalen van deze groep in verschillende industrieën bestaat er al lang geleden behoefte aan aanvulling lege stoelen in wetenschappelijke naslagwerken.

Chem. elementen (alkalische elementen) waaruit ch bestaat. subgroep 1 groep periodiek. systemen van elementen, evenals de overeenkomstige eenvoudige stoffen, metalen. Aluminiummetalen omvatten lithium Li (op nummer 3), natrium Na (11), kalium K (19), rubidium Rb (37), ce... Fysieke encyclopedie

ALKALIMETALEN- ALKALI METALEN, eenwaardige metalen die de eerste groep van het periodiek systeem vormen: lithium, NATRIUM, RUBIDIUM, CESIUM en FRANKRIJK. Dit zijn zachte, zilverwitte metalen die snel oxideren in de lucht en een heftige reactie geven met water, wanneer... ... Wetenschappelijk en technisch encyclopedisch woordenboek

Alkalimetalen- ALKALI METALEN: lithium Li, natrium Na, kalium K, rubidium Rb, cesium Cs, frank Fr. Zachte metalen, gemakkelijk te snijden (behalve Li), Rb, Cs en Fr zijn onder normale omstandigheden bijna pasta-achtig; Li is het lichtste van alle metalen, Na en K zijn lichter dan water. Chemisch zeer... Geïllustreerd encyclopedisch woordenboek

ALKALIMETALEN- chemische elementen Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Naam van alkaliën, alkalimetaalhydroxiden... Groot encyclopedisch woordenboek

ALKALIMETALEN- elementen van groep I van het periodiek systeem: lithium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), frankium (Fr); zeer zacht, ductiel, smeltbaar en licht, meestal zilverachtig wit; chemisch zeer actief; heftig reageren met... Russische encyclopedie over arbeidsbescherming

alkalimetalen- Groep, incl. Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Onderwerpen: metallurgie in het algemeen EN alkalimetalen ... Handleiding voor technische vertalers

ALKALIMETALEN- SUBGROEP IA. ALKALI METALEN LITHIUM, NATRIUM, KALIUM, RUBIDIUM, CESIUM, FRANKRIJK De elektronische structuur van alkalimetalen wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van één elektron in de buitenste elektronenschil, dat relatief zwak gebonden is aan de kern. Van elke... ... Collier's Encyclopedie

Alkalimetalen- Alkalimetalen Alkalimetalen. Metalen van de eerste groep van het periodiek systeem, namelijk: lithium, natrium, kalium, rubidium, cesium en francium. Ze vormen strikt alkalische hydroxiden, vandaar hun naam. (Bron: “Metalen en legeringen. Directory.” Onder... ... Woordenboek van metallurgische termen

Alkalimetalen Encyclopedisch woordenboek van de metallurgie

ALKALIMETALEN- chemische elementen Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Ze worden zo genoemd omdat hun hydroxiden de sterkste alkaliën zijn. Chemisch gezien zijn alkalimetalen de meest actieve metalen. Hun activiteit neemt toe van Li tot Fr... Metallurgisch woordenboek

Boeken

• Aantal tafels. Scheikunde. Metalen (12 tafels) , . Educatief album van 12 vellen. Kunst. 5-8683-012 Alkalimetalen. Chemie van alkalimetalen. Elementen II A - groepen. Hardheid van water. Aluminium. Toepassing van aluminium. Ijzer. Soorten corrosie. Methoden…

Alkalimetalen.

Alkalimetalen zijn elementen van de hoofdsubgroep van Groep I van het Periodiek Systeem chemische elementen DI Mendelejev:

lithium Li, natrium Na, kalium K, rubidium Rb, cesium Cs en frankium Fr.

Deze metalen worden alkalimetalen genoemd omdat de meeste van hun verbindingen oplosbaar zijn in water. In het Slavisch betekent ‘uitlogen’ ‘oplossen’, wat de naam van deze groep metalen bepaalde. Wanneer alkalimetalen in water worden opgelost, worden oplosbare hydroxiden gevormd die alkaliën worden genoemd.

Belangrijkste kenmerken van alkalimetalen: In het periodiek systeem volgen ze onmiddellijk de edelgassen, dus het bijzondere van de structuur van alkalimetaalatomen is dat ze één elektron op een nieuw energieniveau bevatten: hun elektronenconfiguratie ns1.

De valentie-elektronen van alkalimetalen kunnen gemakkelijk worden verwijderd omdat het energetisch gunstig is voor het atoom om een ​​elektron op te geven en een edelgasconfiguratie te verwerven.

Daarom worden alle alkalimetalen gekenmerkt door reducerende eigenschappen. Dit wordt bevestigd door de lage waarden van hun ionisatiepotentialen (het ionisatiepotentieel van het cesiumatoom is een van de laagste) en elektronegativiteit (EO).
Hieronder vindt u een tabel met eigenschappen van alkalimetalen:

Alle metalen in deze subgroep hebben een zilverwitte kleur.(behalve zilvergeel cesium), ze zijn erg zacht en kunnen met een scalpel worden gesneden. Lithium, natrium en kalium zijn lichter dan water en drijven op het oppervlak en reageren ermee.

Alkalimetalen komen in de natuur voor in de vorm van verbindingen die enkelvoudig geladen kationen bevatten.

Veel mineralen bevatten metalen uit de hoofdsubgroep van groep I. Orthoklaas of veldspaat bestaat bijvoorbeeld uit kaliumaluminosilicaat K2, een soortgelijk mineraal dat natrium bevat - albiet - heeft de samenstelling Na2. Zeewater bevat natriumchloride NaCl en de bodem bevat kaliumzouten - sylvin KCl, sylviniet NaCl. KCl, carnalliet KCl. MgCl2. 6H2O, polyhaliet K2SO4. MgSO4. CaSO4. 2H2O.

Chemische eigenschappen van alkalimetalen
Vanwege de hoge chemische activiteit van alkalimetalen in relatie tot water, zuurstof en stikstof worden ze opgeslagen onder een laag kerosine. Om een ​​reactie uit te voeren met een alkalimetaal, een stuk de goede maat zorgvuldig afgesneden met een scalpel onder een laag kerosine, in een argonatmosfeer wordt het oppervlak van het metaal grondig gereinigd van de producten van zijn interactie met lucht, en pas daarna wordt het monster in een reactievat geplaatst.

1. Interactie met water. Belangrijk bezit alkalimetalen- hun hoge activiteit ten opzichte van water. Lithium reageert het rustigst (zonder explosie) met water:

Wanneer een soortgelijke reactie wordt uitgevoerd, brandt natrium met een gele vlam en vindt er een kleine explosie plaats. Kalium is zelfs nog actiever: in dit geval is de explosie veel sterker en is de vlam paars gekleurd.
2. Interactie met zuurstof. De verbrandingsproducten van alkalimetalen in de lucht hebben verschillende samenstellingen, afhankelijk van de activiteit van het metaal.

Alleen lithium verbrandt in de lucht en vormt een oxide met een stoichiometrische samenstelling:

Wanneer natrium verbrandt, wordt Na2O2-peroxide voornamelijk gevormd met een klein mengsel van NaO2-superoxide:

De verbrandingsproducten van kalium, rubidium en cesium bevatten voornamelijk superoxiden:

Om natrium- en kaliumoxiden te verkrijgen, worden mengsels van hydroxide, peroxide of superoxide met een overmaat aan metaal verwarmd in afwezigheid van zuurstof:

Het volgende patroon is kenmerkend voor zuurstofverbindingen van alkalimetalen: naarmate de straal van het alkalimetaalkation toeneemt, neemt de stabiliteit van zuurstofverbindingen die peroxide-ion O22 en superoxide-ion O2- bevatten toe.

Zware alkalimetalen worden gekenmerkt door de vorming van redelijk stabiele ozoniden met de samenstelling EO3. Alle zuurstofverbindingen hebben verschillende kleuren, waarvan de intensiteit zich verdiept in de reeks van Li tot Cs:

Alkalimetaaloxiden hebben alle eigenschappen van basische oxiden: ze reageren met water, zure oxiden en zuren:

Peroxiden en superoxiden vertonen de eigenschappen van sterke oxidatiemiddelen:

Peroxiden en superoxiden hebben een intensieve interactie met water en vormen hydroxiden:

3. Interactie met andere stoffen. Alkalimetalen reageren met veel niet-metalen. Bij verhitting combineren ze zich met waterstof om hydriden te vormen, met halogenen, zwavel, stikstof, fosfor, koolstof en silicium om respectievelijk halogeniden, sulfiden, nitriden, fosfiden, carbiden en siliciden te vormen:

Bij verhitting kunnen alkalimetalen reageren met andere metalen, waardoor intermetaalverbindingen ontstaan. Alkalimetalen reageren actief (explosief) met zuren.

Alkalimetalen lossen op in vloeibare ammoniak en zijn derivaten - aminen en amiden:

Wanneer een alkalimetaal wordt opgelost in vloeibare ammoniak, verliest het een elektron, dat wordt gesolvateerd door ammoniakmoleculen en de oplossing een blauwe kleur geeft. De resulterende amiden worden gemakkelijk door water ontleed om alkali en ammoniak te vormen:

Alkalimetalen reageren met organische stoffen alcoholen (onder vorming van alcoholaten) en carbonzuren (onder vorming van zouten):

4. Kwalitatieve bepaling van alkalimetalen. Omdat de ionisatiepotentialen van alkalimetalen klein zijn, wordt het atoom geïoniseerd wanneer het metaal of zijn verbindingen in een vlam worden verwarmd, waardoor de vlam een ​​bepaalde kleur krijgt:

Bereiding van alkalimetalen
1. Om alkalimetalen te verkrijgen, gebruiken ze voornamelijk elektrolyse van smeltingen van hun halogeniden, meestal chloriden, die natuurlijke mineralen:

kathode: Li+ + e → Li
anode: 2Cl- — 2e → Cl2
2. Om alkalimetalen te verkrijgen, wordt soms elektrolyse van smelten van hun hydroxiden uitgevoerd:

Kathode: Na+ + e → Na
anode: 4OH- – 4e → 2H2O + O2
Omdat alkalimetalen zich links van waterstof bevinden in de elektrochemische spanningsreeks, is hun elektrolytische bereiding uit zoutoplossingen onmogelijk; in dit geval worden de overeenkomstige alkaliën en waterstof gevormd.

Alkalimetaalverbindingen. Hydrooxiden

Van het hele periodiek systeem de meeste elementen vertegenwoordigt een groep metalen. amfoteer, transitioneel, radioactief - er zijn er veel. Alle metalen spelen een grote rol, niet alleen in de natuur en biologisch leven mensen, maar ook in diverse industrieën. Niet voor niets werd de 20e eeuw “ijzer” genoemd.

Metalen: algemene kenmerken

Alle metalen zijn verenigd door gemeenschappelijke chemische en fysieke eigenschappen, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden onderscheiden van niet-metaalachtige stoffen. Dankzij de structuur van het kristalrooster kunnen ze bijvoorbeeld:

• geleiders elektrische stroom;
• goede warmtegeleiders;
• kneedbaar en ductiel;
• duurzaam en glanzend.

Natuurlijk zijn er verschillen tussen hen. Sommige metalen glanzen zilvere kleur, andere - meer mat wit, andere - over het algemeen rood en geel. Er zijn ook verschillen in thermische en elektrische geleidbaarheid. Deze parameters zijn echter nog steeds gemeenschappelijk voor alle metalen, terwijl niet-metalen meer verschillen dan overeenkomsten vertonen.

Van chemische aard zijn alle metalen reductiemiddelen. Afhankelijk van de reactieomstandigheden en specifieke stoffen kunnen ze ook fungeren als oxidatiemiddelen, maar zelden. Kan talrijke stoffen vormen. Chemische bestanddelen metalen worden in grote hoeveelheden in de natuur aangetroffen als onderdeel van ertsen of mineralen, mineralen en andere gesteenten. De graad is altijd positief en kan constant zijn (aluminium, natrium, calcium) of variabel (chroom, ijzer, koper, mangaan).

Velen van hen ontvingen breed gebruik als bouwmaterialen, worden gebruikt in een grote verscheidenheid aan takken van wetenschap en technologie.

Chemische verbindingen van metalen

Hiervan moeten verschillende hoofdklassen van stoffen worden genoemd, die producten zijn van de interactie van metalen met andere elementen en stoffen.

1. Oxiden, hydriden, nitriden, siliciden, fosfiden, ozoniden, carbiden, sulfiden en andere - binaire verbindingen met niet-metalen behoren meestal tot de klasse van zouten (behalve oxiden).
2. Hydrooxiden - algemene formule Ik + x (OH) x.
3. Zout. Metaalverbindingen met zure resten. Kan anders zijn:

• gemiddeld;
• zuur;
• dubbele;
• eenvoudig;
• complex.

4. Verbindingen van metalen met organische stoffen - organometaalstructuren.

5. Verbindingen van metalen met elkaar - legeringen, die op verschillende manieren worden verkregen.

Opties voor metaalverbindingen

Stoffen die twee stoffen tegelijk kunnen bevatten verschillende metalen en meer, zijn onderverdeeld in:

• legeringen;
• dubbele zouten;
• complexe verbindingen;
• intermetallische verbindingen.

Methoden voor het met elkaar verbinden van metalen variëren ook. Om legeringen te produceren, wordt bijvoorbeeld de methode van het smelten, mengen en stollen van het resulterende product gebruikt.

Intermetaalverbindingen worden gevormd als gevolg van directe chemische reacties tussen metalen, vaak explosief (bijvoorbeeld zink en nikkel). Dergelijke processen vereisen speciale condities: zeer hoge temperatuur, druk, vacuüm, zuurstofgebrek en andere.

Frisdrank, zout, bijtende soda - dit zijn allemaal verbindingen van alkalimetalen in de natuur. Ze bestaan ​​in zuivere vorm, vormen afzettingen of maken deel uit van de verbrandingsproducten van bepaalde stoffen. Soms worden ze verkregen via een laboratoriummethode. Maar deze stoffen zijn altijd belangrijk en waardevol, omdat ze een persoon omringen en zijn leven vormgeven.

Alkalimetaalverbindingen en hun toepassingen zijn niet beperkt tot natrium. Zouten zoals:

• kaliumchloride;
• (kaliumnitraat);
• kaliumcarbonaat;
• sulfaat.

Ze zijn allemaal waardevol minerale meststoffen, gebruikt in de landbouw.

Aardalkalimetalen - verbindingen en hun toepassingen

Deze categorie omvat elementen van de tweede groep van de hoofdsubgroep van het systeem van chemische elementen. Hun constante oxidatietoestand is +2. Dit zijn actieve reductiemiddelen die gemakkelijk chemische reacties aangaan met de meeste verbindingen en eenvoudige stoffen. Vertoon alle typische eigenschappen van metalen: glans, kneedbaarheid, warmte en elektrische geleidbaarheid.

De belangrijkste en meest voorkomende hiervan zijn magnesium en calcium. Beryllium is amfoteer, barium en radium zijn zeldzame elementen. Ze kunnen allemaal de volgende soorten verbindingen vormen:

• intermetaal;
• oxiden;
• hydriden;
• binaire zouten (verbindingen met niet-metalen);
• hydroxiden;
• zouten (dubbel, complex, zuur, basisch, medium).

Laten we de belangrijkste verbindingen vanuit praktisch oogpunt en hun toepassingsgebieden bekijken.

Magnesium- en calciumzouten

Aardalkalimetaalverbindingen zoals zouten zijn belangrijk voor levende organismen. Calciumzouten zijn immers de bron van dit element in het lichaam. En zonder dit is de normale vorming van het skelet, de tanden, de hoorns bij dieren, de hoeven, het haar en de vacht, enzovoort, onmogelijk.

Het meest voorkomende zout van het aardalkalimetaalcalcium is dus carbonaat. Zijn andere namen:

• marmer;
• kalksteen;
• dolomiet.

Het wordt niet alleen gebruikt als leverancier van calciumionen aan een levend organisme, maar ook als bouwstof, grondstof voor chemische productie, in de cosmetica-industrie, glasindustrie, enzovoort.

Ook aardalkalimetaalverbindingen zoals sulfaten zijn belangrijk. Bariumsulfaat (medische naam "barietpap") wordt bijvoorbeeld gebruikt bij röntgendiagnostiek. Calciumsulfaat in de vorm van kristallijn hydraat is gips, dat in de natuur voorkomt. Het wordt gebruikt in de geneeskunde, de bouw en het stempelen.

Aardalkalimetaalfosfor

Deze stoffen zijn al sinds de middeleeuwen bekend. Vroeger werden ze fosforen genoemd. Deze naam komt vandaag de dag nog steeds voor. Door hun aard zijn deze verbindingen sulfiden van magnesium, strontium, barium en calcium.

Met een bepaalde verwerking kunnen ze fosforescerende eigenschappen vertonen en is de gloed erg mooi, van rood tot fel paars. Dit wordt gebruikt bij de vervaardiging van verkeersborden, werkkleding en andere zaken.

Complexe verbindingen

Stoffen die twee of meer verschillende elementen van metallische aard bevatten, zijn complexe metaalverbindingen. Meestal zijn het vloeistoffen met mooie en kleurrijke kleuren. Gebruikt in analytische scheikunde voor kwalitatieve bepaling van ionen.

Dergelijke stoffen kunnen niet alleen alkali- en aardalkalimetalen vormen, maar ook alle andere. Er zijn hydroxocomplexen, aquacomplexen en andere.

Alkalimetalen zijn de algemene naam voor elementen van groep 1 van het periodiek systeem van chemische elementen. De samenstelling is: lithium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), frank (Fr) en een hypothetisch element - ununennium (Uue). De naam van de groep komt van de naam van oplosbare natrium- en kaliumhydroxiden, die een alkalische reactie en smaak hebben. Laat ons nadenken veelvoorkomende eigenschappen structuur van atomen van elementen, eigenschappen, bereiding en gebruik van eenvoudige stoffen.

Verouderde en nieuwe groepsnummering

Volgens het verouderde nummeringssysteem worden de alkalimetalen die de meest linkse verticale kolom van het periodiek systeem bezetten, geclassificeerd als I-A groep. In 1989 stelde de Internationale Chemische Unie (IUPAC) een andere optie (lange termijn) als belangrijkste voor. Alkalimetalen behoren volgens de nieuwe classificatie en doorlopende nummering tot groep 1. Dit complex wordt geopend door een vertegenwoordiger van de 2e periode - lithium, en wordt aangevuld door het radioactieve element van de 7e periode - francium. Alle metalen uit groep 1 bevatten één s-elektron in de buitenste schil van hun atomen, dat ze gemakkelijk opgeven (herstellen).

Structuur van alkalimetaalatomen

Elementen van groep 1 worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een tweede energieniveau, dat de structuur van het vorige inerte gas herhaalt. Lithium heeft 2 elektronen in de voorlaatste laag en 8 elektronen in de rest. Bij chemische reacties geven atomen gemakkelijk hun buitenste elektron op, waardoor een energetisch gunstige edelgasconfiguratie ontstaat. Groep 1-elementen hebben lage ionisatie-energieën en elektronegativiteit (EO). Ze vormen gemakkelijk enkelvoudig geladen positieve ionen. Bij de overgang van lithium naar francium nemen het aantal protonen en elektronen en de straal van het atoom toe. Rubidium, cesium en francium geven hun buitenste elektron gemakkelijker op dan de elementen die hen in de groep voorafgaan. Bijgevolg neemt in de groep van boven naar beneden het regeneratieve vermogen toe.

De gemakkelijke oxidatie van alkalimetalen leidt ertoe dat elementen van groep 1 in de natuur voorkomen in de vorm van verbindingen van hun enkelvoudig geladen kationen. Het natriumgehalte in de aardkorst is 2,0%, kalium - 1,1%. Andere elementen worden in kleine hoeveelheden aangetroffen, bijvoorbeeld frankreserves - 340 g Natriumchloride wordt opgelost in zeewater, pekel van zoutmeren en estuaria, en vormt afzettingen van steen- of keukenzout. Samen met haliet komt sylviniet NaCl voor. KCl en sylviet KCl. Veldspaat wordt gevormd door kaliumaluminosilicaat K2. Natriumcarbonaat wordt opgelost in het water van een aantal meren, en de sulfaatreserves van het element zijn geconcentreerd in de wateren van de Kaspische Zee (Kara-Bogaz-Gol). Er zijn afzettingen van natriumnitraat in Chili (Chileense salpeter). Er is een beperkt aantal natuurlijk voorkomende lithiumverbindingen. Rubidium en cesium worden aangetroffen als onzuiverheden in verbindingen van elementen uit groep 1, en francium wordt aangetroffen in uraniumertsen.

Volgorde van ontdekking van alkalimetalen

De Britse scheikundige en natuurkundige G. Davy voerde in 1807 de elektrolyse van alkalismelten uit, waarbij hij voor het eerst natrium en kalium in vrije vorm verkreeg. In 1817 ontdekte de Zweedse wetenschapper Johann Arfvedson het element lithium in mineralen, en in 1825 isoleerde G. Davy het zuivere metaal. Rubidium werd voor het eerst ontdekt in 1861 door R. Bunsen en G. Kirchhoff. Duitse onderzoekers analyseerden de samenstelling van aluminosilicaten en verkregen een rode lijn in het spectrum die overeenkomt met het nieuwe element. In 1939 stelde Margarita Pere, een medewerker van het Parijse Instituut voor Radioactiviteit, het bestaan ​​van de franciumisotoop vast. Ze noemde het element ter ere van haar thuisland. Ununennium (eka-francium) is de voorlopige naam voor een nieuw type atoom met atoomnummer 119. Tijdelijk wordt het chemische symbool Uue gebruikt. Sinds 1985 proberen onderzoekers een nieuw element te synthetiseren, dat het eerste zal zijn in de 8e periode, het zevende in de 1e groep.

Fysische eigenschappen van alkalimetalen

Bijna alle alkalimetalen hebben een zilverwitte kleur en een metaalachtige glans wanneer ze vers worden gesneden (cesium heeft een goudgele kleur). In de lucht vervaagt de glans en verschijnt er een grijs laagje; bij lithium wordt het groenzwart. Dit metaal heeft de grootste hardheid onder zijn buren, maar is inferieur aan talk, het zachtste mineraal op de schaal van Mohs. Natrium en kalium zijn gemakkelijk te buigen en te snijden. Rubidium, cesium en francium zijn in hun pure vorm een ​​deegachtige massa. Het smelten van alkalimetalen vindt plaats bij relatief lage temperaturen. Voor lithium bereikt deze 180,54 °C. Natrium smelt bij een temperatuur van 97,86 °C, kalium - bij 63,51 °C, rubidium - bij 39,32 °C, cesium - bij 28,44 °C. De dichtheid van alkalimetalen is kleiner dan die van hun verwante stoffen. Lithium drijft in kerosine, stijgt naar de oppervlakte van het water, ook kalium en natrium drijven erin.

Kristallijne staat

Kristallisatie van alkalimetalen vindt plaats in het kubieke systeem (lichaamsgericht). De atomen in hun samenstelling hebben een geleidingsband, naar de vrije niveaus waarvan elektronen kunnen bewegen. Het zijn deze actieve deeltjes die speciaal presteren chemische binding- metaal. Gemeenschappelijke structuur van energieniveaus en aard kristalroosters verklaar de gelijkenis van elementen van groep 1. Bij de overgang van lithium naar cesium nemen de massa's van atomen van elementen toe, wat leidt tot een natuurlijke toename van de dichtheid, evenals tot een verandering in andere eigenschappen.

Chemische eigenschappen van alkalimetalen

Het enige buitenste elektron in alkalimetaalatomen wordt zwak aangetrokken door de kern, daarom worden ze gekenmerkt door lage ionisatie-energie en negatieve of bijna nul elektronenaffiniteit. Elementen van groep 1, die een reducerende activiteit hebben, zijn praktisch niet in staat te oxideren. In de groep van boven naar beneden neemt de activiteit bij chemische reacties toe:

Bereiding en gebruik van alkalimetalen

Metalen die tot groep 1 behoren, worden industrieel geproduceerd door elektrolyse van smeltingen van hun halogeniden en andere natuurlijke verbindingen. Wanneer positieve ionen aan de kathode worden ontleed door elektrische stroom, winnen ze elektronen en worden ze gereduceerd tot vrij metaal. Aan de tegenoverliggende elektrode wordt het anion geoxideerd.

Tijdens de elektrolyse smelten hydroxiden aan de anode, worden OH-deeltjes geoxideerd, komt zuurstof vrij en wordt water verkregen. Een andere methode is de thermische reductie van alkalimetalen uit gesmolten zouten met calcium. Eenvoudige stoffen en verbindingen van elementen van groep 1 hebben dat wel praktische betekenis. Lithium dient als grondstof voor kernenergie en wordt gebruikt in rakettechnologie. In de metallurgie wordt het gebruikt om resterende waterstof, stikstof, zuurstof en zwavel te verwijderen. Hydroxide wordt gebruikt als aanvulling op de elektrolyt in alkalische batterijen.

Natrium is nodig voor kernenergie, metallurgie en organische synthese. Cesium en rubidium worden gebruikt bij de vervaardiging van zonnecellen. Brede toepassing vind hydroxiden en zouten, vooral chloriden, nitraten, sulfaten en carbonaten van alkalimetalen. Kationen hebben biologische activiteit; natrium- en kaliumionen zijn vooral belangrijk voor het menselijk lichaam.