Skupina 1: Alkalické Kovy
slovo „alkalické“ je odvozen z arabského slova, které znamená „popel“. Mnoho sloučenin sodíku a draslíku bylo izolováno z dřevěného popela(Na2CO3 a K2CO3 jsou stále občas označovány jako „soda“ a „potaš“). V alkalické skupině, jak jdeme dolů, máme prvky Lithium (Li), sodík (Na), draslík (K), Rubidium (Rb), Cesium (Cs) a Francium (Fr). Několik fyzikálních vlastností těchto prvků je porovnáno v tabulce \(\PageIndex{1}\). Tyto prvky mají ve svých nejvzdálenějších skořápkách pouze jeden elektron. Všechny prvky vykazují kovové vlastnosti a mají valenci +1, a proto se snadno vzdávají elektronu.
| Element | Electronic Configuration | Melting Point (°C) | Density (g/cm3) | Atomic Radius | Ionization Energy (kJ/mol) |
|---|---|---|---|---|---|
| Lithium | \(2s^1\) | 181 | 0.53 | 1.52 | 520 |
| Sodium | \(3s^1\) | 98 | 0.97 | 1.86 | 496 |
| Potassium | \(4s^1\) | 63 | 0.86 | 2.27 | 419 |
| Rubidium | \(5s^1\) | 39 | 1.53 | 2.47 | 403 |
| Cesium | \(6s^1\) | 28 | 1.88 | 2.65 | 376 |
Jak jsme se přesunout dolů skupiny (od Li k Fr), tyto trendy jsou pozorovány (Tabulka \(\PageIndex{1}\)):
- Všechny mají jeden elektron v “ s “ valenční orbital
- bod tání klesá
- hustota zvyšuje
- atomový poloměr zvyšuje
- ionizační energie Se snižuje (první ionizační energie)
alkalické kovy mají nejnižší \(I_1\) hodnoty prvků
To představuje relativní snadnost, s níž osamělý elektron ve vnější “ s “ orbitalu mohou být odstraněny.
alkalické kovy jsou velmi reaktivní, snadno ztrácejí 1 elektron za vzniku iontu s nábojem 1+ :
\
díky této reaktivitě se alkalické kovy nacházejí v přírodě pouze jako sloučeniny. Alkalické kovy kombinovat přímo s většinou nekovů:
- Reagovat s vodíkem tvoří pevné hydridy
\
(Poznámka: vodík je přítomen v metal-hydridové jako hydrid, H – ion)
- Reagovat se sírou tvoří pevné sulfidy
\
Reagovat s chlorem tvoří pevné chloridy
\
Alkalické kovy reagují s vodou k výrobě vodíku a alkalických kovů hydroxidy; jedná se o velmi exotermickou reakci (obrázek \(\PageIndex{1}\)).
\
reakce mezi alkalickými kovy a kyslíkem je složitější:
- běžná reakce je tvoří oxidy, které obsahují O2 – ion
\
Ostatní alkalické kovy mohou tvořit kovové peroxidy (obsahuje O22 – ion)
\
K, Rb a Cs může také tvořit superoxides (O2 – ion)
\
Barvy prostřednictvím Absorpce
barva chemické látky je produkován, když se valenční elektron v atomu je nadšený z jedné energetické hladiny do jiné tím, že viditelné záření. V tomto případě je absorbována konkrétní frekvence světla, která excituje elektron. Zbývající světlo, které vidíte, je tedy bílé světlo postrádající jednu nebo více vlnových délek(takto zbarvené). Alkalické kovy, které ztratily své nejvzdálenější elektrony, nemají žádné elektrony, které by mohly být vzrušeny viditelným zářením. Soli alkalických kovů a jejich vodný roztok jsou bezbarvé, pokud neobsahují barevný anion.
Barvy prostřednictvím Emisí
Když alkalických kovů jsou umístěny v plameni ionty jsou redukovány (získat elektron) v dolní části plamene. Elektron je excitován (skočí na vyšší orbitál) vysokou teplotou plamene. Když excitovaný elektron spadne zpět na nižší orbital, uvolní se foton. Přechod valenční elektron sodíku z 3p dolů do podslupka 3s následek uvolnění fotonu s vlnovou délkou 589 nm (žlutá)
Plamen barvy:
- Lithium: crimson red
- Sodík: žlutá
- Draslík: fialová