Group 1: The Alkali Metals
the word “alkali” is derived from an Arabic word meaning “ashes”. Muitos compostos de sódio e potássio foram isolados das cinzas de madeira (Na2CO3 e K2CO3 ainda são ocasionalmente referidos como “carbonato de sódio” e “potassa”). No grupo alcalino, à medida que descemos, temos elementos Lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr). Várias propriedades físicas destes elementos são comparadas na tabela \(\PageIndex{1}\). Estes elementos têm apenas um electrão nas suas conchas exteriores. Todos os elementos mostram propriedades metálicas e têm Valência +1, Portanto eles desistem facilmente do elétron.
| 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 |
| Rubídio | \(5s^1\) | 39 | 1.53 | 2.47 | 403 |
| Césio | \(6s^1\) | 28 | 1.88 | 2.65 | 376 |
Como nós nos movemos para baixo o grupo (a partir de Li para Fr), as seguintes tendências são observadas (Tabela \(\PageIndex{1}\)):
- Todos têm um único elétron em um ‘s’ valência, orbitais
- O ponto de fusão diminui
- A densidade aumenta
- O raio atómico aumenta
- A energia de ionização diminui (primeira energia de ionização)
Os metais alcalinos têm o menor \(I_1\) os valores dos elementos
representa a relativa facilidade com que o solitário elétron no exterior ‘s’ orbital pode ser removido.
os metais alcalinos são muito reactivos, perdendo facilmente 1 electrão para formar um ião com uma carga de 1+ :
\
devido a esta reatividade, os metais alcalinos são encontrados na natureza apenas como compostos. Os metais alcalinos combinar diretamente com a maioria dos nonmetals:
- Reagir com o hidrogênio para formar o sólido hidretos
\
(Nota: o hidrogênio está presente no metal hidreto como o hidreto de H – ion)
- Reagir com enxofre para formar o sólido sulfetos
\
Reagir com o cloro para formar o sólido cloretos
\
os metais Alcalinos reagem com a água para produzir gás hidrogênio e hidróxidos de metais alcalinos; esta é uma reacção muito exotérmica (figura \(\PageIndex{1}\)).
\
a reação entre metais alcalinos e oxigênio é mais complexa.:
- Uma reação comum é a de formar óxidos metálicos que contêm o O2 – ion
\
Outros metais alcalinos pode formar peróxidos de metais (contém O22 – ion)
\
K, Rb e Cs podem também formar superóxidos (O2 – ion)
\
Cores via de Absorção
A cor de uma substância química é produzido quando um de elétrons de valência em um átomo é excitado de um nível de energia para outro, por radiação visível. Neste caso, a frequência particular de luz que excita o elétron é absorvida. Assim, a luz restante que você vê é luz branca desprovida de um ou mais comprimentos de onda (assim aparecendo colorido). Metais alcalinos, tendo perdido seus elétrons mais distantes, não têm elétrons que possam ser excitados pela radiação visível. Sais metálicos alcalinos e sua solução aquosa são incolor a menos que contenham um ânion colorido.
cores via emissão
quando metais alcalinos são colocados em uma chama os iões são reduzidos (ganhar um elétron) na parte inferior da chama. O elétron é animado (salta para um orbital mais alto) pela alta temperatura da chama. Quando o elétron excitado cai de volta para um orbital inferior, um fóton é liberado. A transição de valência elétrons de sódio a partir do 3p para baixo para a 3s sub-shell resulta na liberação de um fóton com comprimento de onda de 589 nm (amarelo)
Chama cores:
- Lítio: vermelho carmesim
- > Sódio: amarelo
- Potássio: lilás