Métaux alcalins

Pourquoi ils réagissent si violemment

Chaque métal alcalin possède un seul électron sur sa couche externe, loin du noyau et masqué par les couches pleines situées en dessous. En perdant cet électron, l’atome acquiert la configuration électronique stable d’un gaz noble : il s’en sépare donc très facilement. Il en résulte un ion 1+ et une grande quantité d’énergie.

Plongé dans l’eau, le lithium pétille tranquillement. Le sodium file à la surface et peut s’enflammer. Le potassium s’embrase aussitôt d’une flamme lilas, tandis que le rubidium et le césium explosent. Dans tous les cas, le métal dégage de l’hydrogène et forme une solution d’hydroxyde fortement alcaline, d’où le nom de la famille : « alcali » vient de l’arabe al-qalī, les cendres de plantes dont on a d’abord extrait la potasse et la soude.

Ce qui change en descendant le groupe

En descendant le groupe 1, chaque élément gagne une nouvelle couche électronique. L’électron externe se trouve plus loin et il est moins retenu, si bien que la réactivité augmente fortement. Dans le même temps, les liaisons métalliques qui unissent les atomes s’affaiblissent : le point de fusion passe de 181 °C pour le lithium à 28 °C pour le césium, qui fond par une chaude journée.

Les métaux deviennent aussi plus denses et plus mous. Le lithium, le sodium et le potassium flottent sur l’eau, alors que le rubidium et le césium coulent. Tous se coupent au couteau et révèlent une surface argentée et brillante qui se ternit en quelques secondes.

Les conserver et les manipuler

Comme ils réagissent avec l’oxygène et l’humidité de l’air, les métaux alcalins sont conservés dans de l’huile minérale ou dans des ampoules scellées remplies d’argon. Le lithium est si léger qu’il flotte sur l’huile : on l’enrobe donc souvent de vaseline. Un feu impliquant ces métaux ne s’éteint jamais à l’eau ; il faut du sable sec ou des extincteurs à poudre spéciaux.

Là où on les croise au quotidien

Les métaux alcalins purs sont rares hors des laboratoires, mais leurs composés sont partout. Les ions sodium et potassium transportent les signaux électriques de vos nerfs, et votre organisme travaille en permanence à maintenir leur équilibre.

• Lithium : batteries rechargeables des téléphones, ordinateurs portables et voitures électriques
• Sodium : sel de table, bicarbonate de soude et lueur jaune des anciens lampadaires
• Potassium : engrais, et le potassium des bananes et des pommes de terre
• Rubidium et césium : horloges atomiques, dont l’étalon au césium qui définit la seconde