グループ1:アルカリ金属
“アルカリ”という言葉は、”灰”を意味するアラビア語に由来しています。 多くのナトリウムおよびカリウムの混合物は木灰から隔離されました（Na2Co3およびK2CO3はまだ時折”ソーダ灰”および”カリ”と言われます）。 アルカリ基では、基を下るにつれて、リチウム（Li）、ナトリウム（Na）、カリウム（K）、ルビジウム（Rb）、セシウム（Cs）、フランシウム（Fr）の元素があります。 これらの要素のいくつかの物理的性質を表\(\PageIndex{1}\)で比較します。 これらの元素は、それらの最も外側の殻にすべて一つの電子しか持っていません。 すべての元素は金属的性質を示し、価数+1を有するので、電子を容易に放棄する。
| 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 |
| ルビジウム | \(5^1\) | 39 | 1.53 | 2.47 | 403 |
| セシウム | \(6^1\) | 28 | 1.88 | 2.65 | 376 |
グループを下に移動すると（LiからFrに）、次の傾向が観察されます（テーブル\(\PageIndex{1}\)）:
- すべてが’s’価電子軌道に単一の電子を持っています
- 融点が低下します
- 密度が増加します
- 原子半径が増加します
- 電離エネルギーが減少)
アルカリ金属は、元素
の中で最も低い\(I_1\)値を持ち、これは外側の’s’軌道の孤立電子を除去することができる相対的な容易さを表しています。
アルカリ金属は非常に反応性があり、容易に1電子を失い、1+電荷を持つイオンを形成する:
\
この反応性のために、アルカリ金属は自然界では化合物としてのみ見出される。 アルカリの金属はほとんどの非金属と直接結合します:
- 水素と反応して固体水素化物を形成する
\
(注:水素は水素化物Hイオンとして金属の水素化物にあります)
- 固体硫化物を形作るために硫黄と反応して下さい
\
固体塩化物を形作るために塩素と反応して下さい
\
アルカリ金属は水と反応して水素ガスおよびアルカリ金属水酸化物を生成する; これは非常に発熱反応です（図\(\PageIndex{1}\)）。
\
アルカリ金属と酸素との反応はより複雑です:
- 一般的な反応は、O2-イオンを含む金属酸化物を形成することです
\
他のアルカリの金属は金属の過酸化物を形作ることができます（O22イオンを含んでいます)
\
K、RbおよびCsはまたsuperoxides（O2イオンを形作ることができます)
\
吸収による色
化学物質の色は、原子中の価電子が可視光線によってあるエネルギー準位から別のエネルギー準位に励起されたときに生成されます。 この場合、電子を励起する特定の周波数の光が吸収される。 したがって、あなたが見る残りの光は、1つ以上の波長を欠いた白色光である（したがって着色されているように見える）。 アルカリ金属は、それらの最も外側の電子を失ったが、可視光線によって励起することができる電子を有していない。 アルカリ金属塩およびその水溶液は、着色アニオンを含まない限り無色である。
発光による色
アルカリ金属を炎の中に置くと、炎の下部でイオンが還元される（電子を得る）。 電子は炎の高温によって励起される（より高い軌道にジャンプする）。 励起された電子がより低い軌道に戻ると、光子が放出される。 3pから3sサブシェルへのナトリウムの価電子の遷移は、589nm（黄色）の波長を有する光子の放出をもたらす)
炎の色:
- リチウム：紅色
- ナトリウム：黄
- カリウム：ライラック