Alkalimetall

Alkalimetall , något av de sex kemiska elementen som utgör grupp 1 (Ia) i det periodiska systemet - nämligen litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) och francium (Fr). Alkalimetallerna är så kallade för reaktion med vatten bildar alkalier (dvs. starka baser som kan neutralisera syror). Natrium och kalium är det sjätte och sjunde mest förekommande av elementen, konstituerande 2,6 respektive 2,4 procent av jordskorpan. De andra alkalimetallerna är betydligt mer sällsynta, varvid rubidium, litium respektive cesium bildar 0,03, 0,007 och 0,0007 procent av jordskorpan. Francium, en naturlig radioaktiv isotop, är mycket sällsynt och upptäcktes inte förrän 1939.

periodiska systemet

periodiskt system Modern version av det periodiska systemet för elementen (utskrivbar). Encyclopædia Britannica, Inc.



Toppfrågor

Vad är definitionen av en alkalimetall?

Alkalimetallerna är sex kemiska element i grupp 1, kolumnen längst till vänster i det periodiska systemet. De är litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) och francium (Fr). (Liksom de andra elementen i grupp 1 har väte (H) en elektron i sitt yttersta skal, men det klassas inte som en alkalimetall eftersom det inte är en metall utan en gas vid rumstemperatur.)



Elementens periodiska system Borsta upp det periodiska systemet.

Varför kallas de alkalimetallerna?

Alkalimetallerna heter så för när de reagerar med vatten de bildar alkalier. Alkalier är hydroxid föreningar av dessa element, såsom natriumhydroxid och kaliumhydroxid. Alkalier är mycket starka baser som är kaustiska. Lye är till exempel natriumhydroxid. Alkalier reagerar med syror för att bilda salter.

Bas Läs mer om baser.

Vilka är några egenskaper hos alkalimetallerna?

Alkalimetallerna har låga smältpunkter. Litium smälter vid 180,5 ° C (356,9 ° F); cesium smälter vid bara 28,4 ° C (83,1 ° F). Dessa element är också utmärkta ledare för värme och el. Alkalimetallerna är mycket reaktiva och finns vanligtvis i föreningar med andra grundämnen, såsom salt (natriumklorid, NaCl) och kaliumklorid (KCl).



Läs mer nedan: Gruppens allmänna egenskaper

Vad är den vanligaste alkalimetallen?

Den vanligaste alkalimetallen är natrium , vilket är 2,8 procent av jordskorpan. Det vanligaste natrium förening är natriumklorid (NaCl), salt. Den näst vanligaste är kalium , vilket är 2,6 procent av jordskorpan. De andra alkalimetallerna är mycket sällsynta. Rubidium, litium och cesium är 0,01, 0,002 respektive 0,0007 procent av jordskorpan. Francium är radioaktiv , och bara små mängder av det finns i naturen.

Sodium Läs mer om natrium.

Alkalimetallerna är så reaktiva att de i allmänhet finns i naturen i kombination med andra element. Enkel mineraler såsom halit (natriumklorid, NaCl), sylvit (kaliumklorid, KCl) och karnallit (en kalium-magnesiumklorid, KCl-MgCltvå· 6HtvåO), är lösliga i vatten och extraheras och renas därför lätt. Mer komplexa, vattenolösliga mineraler är dock mycket vanligare i jordskorpan. En mycket utspädd gas av atomärt natrium (cirka 1000 atomer per kubik cm [cirka 16 000 atomer per kubikcentimeter]) produceras i jordens mesosfär (höjd ca 90 km) genom ablation av meteorer. Efterföljande reaktion av natrium med ozon och atomsyre producerar upphetsade natriumatomer som avger ljuset som vi ser som en meteors svans såväl som den mer diffusa atmosfäriska nattglödet. Mindre mängder litium och kalium är också närvarande.

Alkalimetallerna har silverliknande glans, hög duktilitet och utmärkt ledningsförmåga hos elektricitet och värme i allmänhet associerade med metaller. Litium är det lättaste metallelementet. Alkalimetallerna har låga smältpunkter, från högst 179 ° C (354 ° F) för litium till ett lågt av 28,5 ° C (83,3 ° F) för cesium. Legeringar av alkalimetaller finns som smälter så lågt som -78 ° C (-109 ° F).



Upptäck hur ett godartat bakterievirus kan användas för att förbättra prestandan hos litium-syreförvaringsbatterier

Upptäck hur ett godartat bakterievirus kan användas för att förbättra prestandan hos litium-syreförvaringsbatterier Lär dig hur ett godartat bakterievirus kan användas för att förbättra prestandan hos litium-syreförvaringsbatterier. Massachusetts Institute of Technology (En Britannica Publishing Partner) Se alla videor för den här artikeln

Alkalimetallerna reagerar lätt med atmosfäriskt syre och vattenånga. (Litium reagerar också med kväve .) De reagerar kraftigt och ofta våldsamt med vatten för att frigöra väte och bilda starka kaustiska lösningar. Vanligaste icke-metalliska ämnen som halogener , halogen syror, svavel och fosfor reagera med alkalimetallerna. Själva alkalimetallerna reagerar med många organiska föreningar , särskilt de som innehåller en halogen eller en lätt utbytbar väteatom.

Natrium är den absolut viktigaste alkalimetallen när det gäller industriell användning. Metallen används vid reduktion av organiska föreningar och vid framställning av många kommersiella föreningar. Som fri metall används den som värmeöverföringsvätska i vissa kärnreaktorer. Hundratusentals ton kommersiella föreningar som innehåller natrium används årligen, inklusive vanligt salt (NaCl), natron (NaHCO3natriumkarbonat (NatvåVAD3) och kaustisk soda (NaOH). Kalium har betydligt mindre användning än natrium som fri metall. Kaliumsalter konsumeras emellertid i betydande tonnage vid tillverkning av gödselmedel. Litiummetall används i vissa lättmetalllegeringar och som reaktant i organiska synteser. En viktig användning av litium är i konstruktionen av lättvikt batterier . Primära litiumbatterier (inte uppladdningsbara) används ofta i många enheter som kameror, mobiltelefoner och pacemakers. Laddningsbart litiumbatterier som kan vara lämpliga för framdrivning av fordon eller energilagring är föremål för intensiv forskning. Rubidium och cesium och deras föreningar har begränsad användning, men cesiummetallånga används i atomur, som är så exakta att de används som tidsstandarder.



cesium-atomklocka

Cesium atomklocka Cesium atomklocka. Encyclopædia Britannica, Inc.

vad som är sammanlänkat av suez-kanalen

Historia

De gamla alkalimetallsalterna var kända. Gamla testamentet hänvisar till ett salt som kallas Neter (natriumkarbonat), som extraherades från askan av vegetabiliskt material. Saltpetre (kaliumnitrat) användes i krut, som uppfanns i Kina omkring 800-talettilloch hade introducerats i Europa på 1200-talet.



I oktober 1807 isolerade den engelska kemisten Sir Humphry Davy kalium och då natrium . Namnet natrium kommer från italienska soda , en term som använts under medeltiden på alla alkalier; kalium kommer från franska kali , ett namn som används för återstoden kvar i avdunstningen av vattenlösningar som härrör från träaska.

Litium upptäcktes av den svenska kemisten Johan August Arfwedson 1817 när man analyserade mineralet petalit. Namnet litium kommer från litos , det grekiska ordet för stenig. Elementet isolerades inte i ren form förrän Davy producerade en liten mängd genom elektrolys av litiumklorid.



Medan de tyska kemisterna Robert Bunsen och Gustav Kirchhoff undersökte mineralvattnet i Pfalz 1860, erhöll de ett filtrat som kännetecknades av två linjer i det blå området av dess spektrum (det ljus som avges när provet infördes i en flamma ). De föreslog närvaron av ett nytt alkalielement och kallade det cesium , härledd från latin caesius , används för att beteckna himmelens blå. Samma forskare, när de extraherade alkalierna från mineralet lepidolit, separerade en annan lösning, som gav två spektrala linjer i röd färg. De föreslog namnet rubidium för elementet i denna lösning från latin rubidus , som användes för den mörkaste röda färgen. Francium upptäcktes först 1939 av Marguerite Perey från Radium Institute i Paris.

På 1800-talet var den enda användningen av alkalimetallerna användning av natrium som reagens vid tillverkning av aluminium. När den elektrolytiska processen för aluminiumrening etablerades verkade det som om storskalig användning av natrium skulle upphöra. Efterföljande förbättringar av den elektrolytiska produktionen av natrium minskade emellertid kostnaden för detta element i en sådan utsträckning att det kan användas ekonomiskt för att tillverka bensintillsatser, reagens för kemisk industri, herbicider, insektsmedel , nylon, läkemedel och reagens för metallraffinering. Den kontinuerliga elektrolysen av natriumhydroxid, en teknik som kallas Castner-processen, ersattes 1926 av Downs-cellprocessen. Denna process, i vilken en smält natriumklorid-kalciumkloridblandning (för att minska smältpunkten) elektrolyseras, producerar både natriummetall och klor.