Ia grupa periodnog sistema elemenata

Alkalni metali

• Li - litijum
• Na - natrijum
• K - kalijum
• Rb - rubidijum
• Cs - cezijum
• Fr - francijum

Zajednička konfiguracija je ns¹(n=2-7)

Raspored elektrona u zadnjoj ljusci je:

Alkalni metali imaju valenciju (+1)

Opšte osobine

Poznati naučnik Dejvi je dobio natrijum i kalijum elektrolizom rastopa njihovih soli. U elektronskom stanju se vežu slabom metalnom vezom zbog angažovanja samo jednog elektrona u toj vezi. Imaju malu gustinu, laki su, plivaju povodi, male su tvrdoće pa se mogu rezati nožem. Unutar grupe raste gustina ovih elemenata dok tačku ključanja i topljenja opadaju Ovi izraziti metali provode toplotu i elektricitet. Unutar grupe Li po svojim osobinama odstupa od drugih elemenata, tako da je sličniji magnezijumu (elemenat IIa grupe). Li ima veću veću gustinu i veću tačku topljenja i ključanja od ostalih elemenata što se objašnjava malom dimenzijom. Alkalni metali boje plamen karakterističnom bojom što se koristi za njihovo dokazivanje u analitičkoj hemiji.

• Li - crveno
• Na - žuta
• K -ljubičasto
• Rb - crvenoljubičast
• Cs - Plavoljubičast

Na povišenoj temperaturi elektroni alkala na lako prelaze u viši elektronski nivo a pri povratku mi to vidimo u vidljivom dijelu spektra kao boju. Ei i Ea kod olkalnih metala imaju male vrijednosti. Oni su dobra pedukciona sredstva, a najbolje redukciono sredsto je litijum (odstupanje).

Rasprostranjenost u prirodi

Zbog velike reaktivnosti alkali se nalaze samo u obliku jedinjenja. Najrasprostranjeni su alumosilikati i silikati:

• NaCl - kamena so
• NaNO₃ - čilska šilitra
• Na₃AlF₆ - kriolit
• KCl - silvin
• KCl x MgCl₂ x 6H₂O - karnalit
• KAlSi₃O₈ - ortoplas
• Rb, Cs, Fr se nalaze samo u tragovima.

Na i K sedobijaju elektrolizom rastopa njihovih soli najčešće hlorida ili hidroksida:

NaCl Na⁺+Cl^-

(-) K: 2Na⁺+2e^-i2Na

(+) A: 2Cl^--2e^-Cl₂

Upotreba

Li se upotrebljava kao redukciono i dehidraticiono sredstvo. Koristi se kao katalizator, za izradu legura i galvanskih elemenata.

Na se koristi kao redukciono sredstvo, u industriji boja, lijekova, plastičnih masa, za proizvodnju Na-jedinjenja. Sijalice punjene parama natrijuma daju žutu boju svjetlosti koja prodire kroz malglu i prašinu.

K se koristi kao redukciono sredstvo, u industriji sapuna, za proizvodnju vještačkog đubriva, u proizvodnji kiseonika tako što kalijumsuperoksid KO₂ kada veže CO₂ daje O₂.

4KO₂+2CO₂2K₂CO₃+3O₂

 Rb i Cs se koriste kod izrade fotoćelija zato što lako jonizuju. Za njihovu jonizaciju je potrebna energija svjetlosti.

Jedinjenja alkalnih metala

Oksidi

4Li+O₂2Li₂O - litijum-oksid

2Na+O₂Na₂O₂ - natrijum-peroksid

4Na+O₂2Na₂O - natrijum-oksid

K+O₂KO₂ - kalijum-superoksid

Rb+O₂RbO₂ - rubidijum-superoksid

Cs+O₂CsO₂ - cezijum-superoksid

Hidroksidi

Li₂O+H₂O2LiOH

Na₂O₂+2H₂O2NaOH+H₂O₂

2KO₂+2H₂O2KOH+H₂O₂+O₂

Hidroksidi su čvrste kristalne supstance koje se rastvaraju u vodi i pri tom jonizuju na:

MOHM⁺+OH^-

Alkalni metali grade jeke baze - alkalije, a opšta reakcija nastajanja hidroksida je:

2M+2H₂O2MOH+H₂

Sa halogenim elementima alkali grade soli:

2M+X₂ 2MX

Unutar grupe raste reaktivnost alkana:

Li - sporo

Na - burno

K - uz paljenje

Rb, Cs - uz eksploziju

Fr - radioaktivan

Vrh            Dno            Sadržaj

Jedinjenja natrijuma

NaCl - natrijum-hlorid

Nalazi se u obliku prozirnih kristala. kristali su u obliku kocke o koordinacioni broj NaCl je 6/6, što znači da je 1Na⁺ jon povezan sa 6Cl^- jona a i obratno.  U prirodi je rasprostranjen u obliku kamene soli i dobija se običnim rudarskim kopanjem. Ulazi u sastav morske vode (2,7%), odakle se dobija isparavanjem vode. NaCl u obliku kamene soli je češći nego u obliku morske soli. NaCl se upotrebljavba kao začin u prehrani. Upotrebljava se  proizvodnji NaCl, NaOH, Na₂CO₃, Na₂SO₄...

NaOH - natrijum-hidroksid (masna soda)

To je bijela, kristalna supstanca, koja u trgovinu dolazi u obliku ljuspica. Rastvara se dobro u vodi, etanolu i glicerolu. Nagriza staklo, porculan i plastiku, dok su željezo i nikl otporni.

Labaratorijski se dobija:

2Na+2H₂O2NaOH+H₂

Industrijski se može dobiti elektrolizom iz zasićenog vodenog rastvora NaCl:

NaCl Na⁺+Cl^-

2H₂OH3O⁺+OH^-

(-) K: 2H₃O⁺+2e^-2H₂O+H₂

(+) A: 2Cl^--2e^-Cl₂

    Na⁺+OH^-NaOH

U reakciji sa hlorom NaOH daje natrijum-hlorid i natrijum-hipohlorid:

2NaOH+Cl₂NaCl+ NaOCl+ H₂O

NaOH se čuva u zatvorenim posudama jer na vazduhu reaguje sa ugljen-dioksidom:

2NaOH+CO₂Na₂CO₃+H₂O

Na₂CO₃+CO₂+H₂O2NaHCO₃

NAOH se upotrebljava u proizvodnji sapuna, tekstilnoj, metalurgiji, industriji plastičnih masa, kožarskoj industriji, industriji deterdženata itd.

Na₂CO₃ x 10H₂O - kristalna soda

Na₂CO₃ - kristalna soda u obliku bijelog praha. Proizvodi se po Solvejevom postupku tako što se u zasićenom rastvoru NaCl uvodi gasoviti amonijak:

NaCl+H₂O+NH₃+CO₂+NH₄Cl

2NaHCO₃ Na₂CO₃ +H₂O+CO₂  Ugljen-dioksid se vraća na početak reakcije.

NH₄Cl+CaOCaCl₂+NH₃+H₂O   Amonijak se vraća na početak reakcije.

Soda se upotrebljava u proizvodnji stakala, tekstilnoj industriji, za proizvodnju detepdženata.....

NaHCO₃ +HClNaCl+H₂O+CO₂  - ulazi u sastav aparata za gašenje zajedno sa HCl.

KNO₃ - kalijum-nitrat

NaNO₃+KClNaCl+KNO₃

Koristi se za proizvodnji baruta zajedno sa sumporom i drvenim ugljom, kao i za i proizvodnju vještačkog đubriva.

    Vrh        Jedinjenja natrijuma        Sadržaj        IIa grupa        IIIa grupa        Kviz