gruppe 1: alkalimetallerne
ordet “alkali” stammer fra et arabisk ord, der betyder “aske”. Mange natrium – og kaliumforbindelser blev isoleret fra træaske (Na2CO3 og K2CO3 kaldes stadig lejlighedsvis “soda” og “potash”). I alkaligruppen, når vi går ned i gruppen, har vi elementer Lithium (Li), natrium (Na), kalium (K), Rubidium (Rb), cæsium (Cs) og Francium (Fr). Flere fysiske egenskaber af disse elementer sammenlignes i tabel \(\Sideindeks{1}\). Disse elementer har alle kun en elektron i deres yderste skaller. Alle elementer viser metalliske egenskaber og har Valens +1, Derfor giver de op elektron let.
| 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 |
| cæsium | \(6s^1\) | 28 | 1.88 | 2.65 | 376 |
når vi bevæger os ned i gruppen (fra Li til Fr), observeres følgende tendenser (tabel \(\Sideindeks{1}\)):
- alle har en enkelt elektron i en’ s ‘ Valens orbital
- smeltepunktet falder
- densiteten stiger
- atomradiusen stiger
- ioniseringsenergien falder (første ioniseringsenergi falder))
alkalimetallerne har de laveste \(I_1\) værdier af elementerne
dette repræsenterer den relative lethed, hvormed den ensomme elektron i den ydre ‘s’ orbital kan fjernes.
alkalimetallerne er meget reaktive og taber let 1 Elektron for at danne en ion med en 1 + ladning:
\
på grund af denne reaktivitet findes alkalimetallerne kun i naturen som forbindelser. Alkalimetallerne kombineres direkte med de fleste ikke-metaller:
- Reager med hydrogen for at danne faste hydrider
\
(Bemærk: hydrogen er til stede i metalhydridet som hydrid H-ion)
- reagerer med Svovl for at danne faste sulfider
\
reagere med chlor til dannelse af faste chlorider
\
alkalimetaller reagerer med vand for at producere hydrogengas og alkalimetalhydroksider; dette er en meget eksoterm reaktion (figur \(\Sideindeks{1}\)).
\
reaktionen mellem alkalimetaller og ilt er mere kompleks:
- en fælles reaktion er at danne metaloksider, der indeholder O2-ion
\
andre alkalimetaller kan danne metalperoksider (indeholder O22-ion)
\
k, Rb og Cs kan også danne superoksider (O2-ion)
\
farver via Absorption
farven på et kemikalie produceres, når en valenselektron i et atom ophidses fra et energiniveau til et andet ved synlig stråling. I dette tilfælde absorberes den særlige lysfrekvens, der spænder elektronen. Således er det resterende lys, du ser, hvidt lys uden en eller flere bølgelængder (således farvet). Alkalimetaller, der har mistet deres yderste elektroner, har ingen elektroner, der kan ophidses af synlig stråling. Alkalimetalsalte og deres vandige opløsning er farveløse, medmindre de indeholder en farvet anion.
farver via Emission
når alkalimetaller placeres i en flamme, reduceres ionerne (få en elektron) i den nederste del af flammen. Elektronen er ophidset (hopper til en højere orbital) ved flammens høje temperatur. Når den ophidsede elektron falder tilbage til en lavere orbital, frigives en foton. Overgangen af valenselektronen af natrium fra 3p ned til 3s-underskallen resulterer i frigivelse af en foton med en bølgelængde på 589 nm (gul)
flamme farver:
- Lithium: crimson rød
- natrium: gul
- kalium: lilla