Chapter 8: Periodic Properties of the Elements

Back to chapter

8.6:

Alkali Metaller

JoVE Core
Química

É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou comece sua avaliação gratuita.

JoVE Core Química

Alkali Metals

Vídeo Anterior
8.5: Electron Affinity

Próximo Vídeo
8.7: Halogens

Idiomas

COMPARTILHAR

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Alkali metaller, lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum ve fransiyum dahil grup 1 elementlerdir. Fransiyum radyoaktiftir ve kararlı izotopu yoktur. Tüm alkali metaller alışılmadık derecede yumuşaktır ve yüksek elektriksel ve termal iletkenlik gibi metalik özellikler içerirler.Grupta aşağı doğru inildiğinde, erime noktaları ve iyonlaşma enerjileri azalırken, kütle, yoğunluk ve atom yarıçapları artar. Bu elementlerin elektron konfigürasyonu, valans kabuğunun sadece bir elektrona sahip olduğunu gösterir. Bu elementler düşük iyonlaşma enerjileri sayesinde kolayca elektron kaybederek soy gaz konfigürasyonuna sahip katyonlar haline gelebilirler.Bu aynı zamanda, alkali metallerin neden mükemmel indirgeyici maddeler olduklarını açıklar;lityum en az ve sezyum en reaktif olanıdır. Alkali metaller, tuz oluşturmak için halojenler gibi ametallerle kuvvetli bir reaksiyona girer. Sodyum metalin klor gazı ile reaksiyonu oldukça ekzotermiktir ve kıvılcım ve ısı açığa çıkarır.Grupta aşağı indikçe alkali metallerin iyonlaşma enerjileri azaldır ve reaksiyonun şiddeti artar. Alkali metaller, hidrojen gazı ve sabun yapımında sıklıkla kullanılan bir baz olan potasyum hidroksit gibi bir alkali metal hidroksit çözeltisi oluşturmak için su ile kuvvetli bir reaksiyona girer. Daha düşük iyonlaşma enerjileri nedeniyle daha ağır alkali metaller için reaksiyon daha şiddetli hale gelir.Reaksiyon sırasında üretilen ısı, açığa çıkan hidrojen gazını tutuşturarak yangına veya patlamaya neden olabilir. Alkali metaller ayrıca, genellikle güçlü bazlar olarak kullanılan alkali metal hidritler oluşturmak için hidrojen ile reaksiyona girebilir. Bu reaksiyonda hidrojen atomu bir elektron kazanır ve hidrit iyonu olarak bulunur.Yüksek reaktiviteleri nedeniyle, alkali metaller havaya maruz kaldıklarında kolayca oksitlenir ve bu nedenle mineral yağlarda depolanırlar. Alkali metal tuzları aleve konulduğunda ve gaz halindeki metal atomlarına indirgendiğinde karakteristik renkler yayarlar. Isı, değerlik elektronunu daha yüksek bir enerji seviyesine çıkarır.Uyarılmış elektronlar temel duruma döndüğünde, görünür bölgede radyasyon şeklinde enerji yayılır. Her bir elementin emisyon spektrumu benzersizdir ve elementi niteliksel olarak tanımlamak için kullanılır.

8.6:

Alkali Metaller

Grup 1A elementleri yumuşak ve parlak metalik katılardır. Yumuşak, şekil verilebilir ve iyi ısı ve elektrik iletkenleridir. Alkali metallerin erime noktaları, metaller için alışılmadık derecede düşüktür ve gruptan aşağı doğru gidildikçe azalır. Yoğunluk da potasyum haricinde aynı yönde azalır (Tablo 1).

Tablo 1: Alkali metallerin özellikleri

Element	Elektron Konfigürasyonu	Atom Yarıçapı (pm)	IE₁(kJ/mol)	Erime Noktası (°C)	25 °C’deki Yoğunluk (g/cm³)
Li	[He] 2s¹	152	520	181	0,53
Na	[Ne] 3s¹	186	496	98	0,97
K	[Ar] 4s¹	227	420	64	0,86
Rb	[Kr] 5s¹	248	400	39	1,53
Cs	[Xe] 6s¹	265	380	29	1,93

Grupta aşağı doğru gidildikçe, temel kuantum sayısı n, her element için bir artar. Böylece, dış elektronlar çekirdekten uzaklaşır ve atom yarıçapı lityumdan sezyuma doğru artar.

Bu elementlerin elektron konfigürasyonu, değerlik kabuğunun sadece bir elektrona sahip olduğunu gösterir (Tablo 1). Bu elektronun kaybı, soy gaz konfigürasyonda bir katyon üretir. Bu nedenle, alkali metaller bu elektronu verme eğilimindedir ve grubta aşağı doğru gidildikçe ilk iyonlaşma enerjisi düşmektedir. Bir elektron kaybetme yetenekleri, onları oldukça reaktif ve mükemmel indirgeyici ajanlar yapar.

Alkali metaller, halojenler gibi ametaller ile şiddetli bir şekilde reaksiyona girer. Sodyum klorür üretmek için sodyum ve klorun reaksiyonu ekzotermiktir. Alkali metaller ayrıca suyla şiddetli bir şekilde reaksiyona girer ve hidrojen gazı ve bir alkali metal hidroksit üretilir. Reaksiyon sırasında üretilen ısı, açığa çıkan hidrojen gazını tutuşturarak bir patlamaya neden olabilir. Bu reaksiyonların her ikisi de, daha düşük iyonlaşma enerjileri nedeniyle daha ağır alkali metaller için daha ekzotermik hale gelir.

Havaya maruz kalma, oksijen ile reaksiyona girip oksitlenme meydana geleceğinden, alkali metallerin metalik parlaklığını azaltır. Lityum, oksijenle reaksiyona girerek lityum oksit oluştururken, sodyum gibi diğer alkali metaller oksitler ve peroksitler oluşturur. Peroksit iyonu tek bir oksijen-oksijen kovalent bağına sahiptir ve güçlü bir hidrojen iyon alıcısıdır, bu da alkali metallerin peroksitlerini güçlü bazlar yapar. Potasyum, rubidyum ve sezyum gibi alkali metaller de süperoksitler üretir. Süperoksitler, O₂⁻ varlığı ile karakterize edilir. Potasyum süperoksit, 560 °C’de ayrışan sarı bir katıdır.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 6.5: Periodic Variations in Element Properties.