Metalele alcaline litiu, sodiu, potasiu, rubidiu, cesiu și franciu constituie grupa 1 a tabelului periodic. Deși hidrogenul se află în grupa 1 (și, de asemenea, în grupa 17), este un nemetal și merită o analiză separată mai târziu în acest capitol. Denumirea de metal alcalin se referă la faptul că aceste metale și oxizii lor reacționează cu apa pentru a forma soluții foarte bazice (alcaline).
Proprietățile metalelor alcaline sunt similare între ele, așa cum este de așteptat pentru elementele din aceeași familie. Metalele alcaline au cele mai mari raze atomice și cea mai mică energie de primă ionizare din perioadele lor. Această combinație face foarte ușoară îndepărtarea electronului individual din stratul exterior (de valență) al fiecăruia. Pierderea ușoară a acestui electron de valență înseamnă că aceste metale formează cu ușurință cationi stabili cu o sarcină de 1+. Reactivitatea lor crește odată cu creșterea numărului atomic datorită ușurinței de a pierde singurul electron de valență (scăderea energiei de ionizare). Deoarece oxidarea este atât de ușoară, inversa, reducerea, este dificilă, ceea ce explică de ce este greu de izolat elementele. Metalele alcaline solide sunt foarte moi; litiul, prezentat în Figura 18.3, are cea mai mică densitate dintre toate metalele (0,5 g/cm3).
Toate metalele alcaline reacționează viguros cu apa pentru a forma hidrogen gazos și o soluție bazică a hidroxidului metalic. Aceasta înseamnă că sunt mai ușor de oxidat decât hidrogenul. De exemplu, reacția litiului cu apa este:
2Li(s) + 2H2O(l) ⟶ 2LiOH(aq) + H2(g)
Figura 18.3 Litiul plutește în ulei de parafină deoarece densitatea sa este mai mică decât densitatea uleiului de parafină.
Metalele alcaline reacționează direct cu toate nemetalele (cu excepția gazelor nobile) pentru a produce compuși ionici binari care conțin ioni metalici 1+. Aceste metale sunt atât de reactive încât este necesar să se evite contactul atât cu umiditatea, cât și cu oxigenul din aer. Prin urmare, acestea sunt depozitate în recipiente etanșe sub ulei mineral, așa cum se arată în Figura 18.4, pentru a preveni contactul cu aerul și umiditatea. Metalele pure nu există niciodată libere (necombinate) în natură datorită reactivității lor ridicate. În plus, această reactivitate ridicată face necesară prepararea metalelor prin electroliza compușilor metalelor alcaline.
Figura 18.4 Pentru a preveni contactul cu aerul și apa, potasiul pentru uz de laborator se prezintă sub formă de bețișoare sau mărgele depozitate sub kerosen sau ulei mineral sau în recipiente etanșe. (Credit: http://images-of-elements.com/potassium.php, licența CC BY 3.0)
Spre deosebire de multe alte metale, reactivitatea și moliciunea metalelor alcaline fac ca aceste metale să nu fie potrivite pentru aplicații structurale. Cu toate acestea, există aplicații în care reactivitatea metalelor alcaline este un avantaj. De exemplu, producția de metale precum titanul și zirconiul se bazează, în parte, pe capacitatea sodiului de a reduce compușii acestor metale. Fabricarea multor compuși organici, inclusiv anumiți coloranți, medicamente și parfumuri, utilizează reducerea cu litiu sau sodiu.
Sodiul și compușii săi conferă o culoare galben strălucitor unei flăcări, așa cum se vede în Figura 18.5. Trecerea unei descărcări electrice prin vapori de sodiu produce, de asemenea, această culoare. În ambele cazuri, acesta este un exemplu de spectru de emisie, așa cum se discută în capitolul despre structura electronică. Stâlpii de iluminat stradal folosesc uneori lămpi cu vapori de sodiu, deoarece vaporii de sodiu penetrează ceața mai bine decât majoritatea celorlalte lumini. Acest lucru se datorează faptului că ceața nu împrăștie lumina galbenă la fel de mult pe cât împrăștie lumina albă. Celelalte metale alcaline și sărurile lor conferă, de asemenea, culoare unei flăcări. Litiul creează o culoare purpurie strălucitoare, în timp ce celelalte creează o culoare violet palidă.
Figura 18.5 Scufundarea unui fir într-o soluție de sare de sodiu și apoi încălzirea firului provoacă emisia unei lumini galbene strălucitoare, caracteristică sodiului.
Sursa: Chemistry 2e, by OpenStax, access for free at https://openstax.org. ©2020 Rice University, licența CC BY 4.0. Traducere și adaptare: Nicolae Sfetcu, © 2024 MultiMedia Publishing
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2
Descoperă universul fizicii printr-o perspectivă fenomenologică captivantă!
Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 1
O explorare cuprinzătoare a fizicii, combinând perspective teoretice cu fenomene din lumea reală.
Știința – Filosofia științei
Adăugați această lucrare remarcabilă în biblioteca dvs. și faceți un pas înainte spre o înțelegere mai profundă a lumii în care trăim.
Descoperă mai multe la MultiMedia
Abonează-te ca să primești ultimele articole prin email.
Lasă un răspuns