Элементов: 6
Щелочные металлы
Щелочные металлы занимают группу 1 под водородом. У каждого на внешней оболочке один электрон, который он очень легко отдаёт, поэтому эти металлы бурно реагируют с водой и воздухом и никогда не встречаются в природе в свободном виде. Они так мягки, что их режут ножом, а температуры плавления у них низкие и падают вниз по группе.
- Элементов
- 6
- При комн. темп.
- 6 твёрдое
- Диапазон плавления
- от 27 до 181 °C
- Электроотрицательность
- 0.7 – 0.98
Все: щелочные металлы
- 3LiЛитий7 u · 1817
- 11NaНатрий22,9898 u · 1807
- 19KКалий39,0983 u · 1807
- 37RbРубидий85,468 u · 1861
- 55CsЦезий132,9055 u · 1860
- 87FrФранций[223] u · 1939
Почему они так бурно реагируют
У каждого щелочного металла на внешней оболочке всего один электрон. Он находится далеко от ядра и экранирован заполненными оболочками под ним. Отдав этот электрон, атом приобретает устойчивую электронную конфигурацию благородного газа, поэтому расстаётся с ним очень легко. В результате образуется ион с зарядом 1+ и выделяется много энергии.
Брошенный в воду литий ровно шипит. Натрий носится по поверхности и может воспламениться. Калий сразу вспыхивает сиреневым пламенем, а рубидий и цезий взрываются. Во всех случаях металл выделяет водород и образует раствор гидроксида с сильной щелочной реакцией. Отсюда и название группы: слово «щёлочь» в европейских языках (alkali) восходит к арабскому al-qalī — золе растений, из которой когда-то впервые получали поташ и соду.
Что меняется вниз по группе
При движении вниз по 1-й группе у каждого следующего элемента появляется новая электронная оболочка. Внешний электрон оказывается всё дальше от ядра и удерживается всё слабее, поэтому активность резко растёт. Одновременно ослабевает металлическая связь между атомами: температура плавления падает со 181 °C у лития до 28 °C у цезия, который плавится в жаркий день.
Металлы становятся также плотнее и мягче. Литий, натрий и калий плавают в воде, а рубидий и цезий тонут. Все они режутся ножом, обнажая блестящую серебристую поверхность, которая тускнеет за считаные секунды.
Закономерности в группе 1 сверху вниз
С каждым шагом вниз добавляется новая электронная оболочка. Читайте столбцы сверху вниз.
Как их хранят и с ними обращаются
Поскольку щелочные металлы реагируют с кислородом и влагой воздуха, их хранят под слоем минерального масла или в запаянных ампулах, заполненных аргоном. Литий настолько лёгок, что всплывает в масле, поэтому его часто покрывают вазелином. Горящие щелочные металлы нельзя тушить водой: для этого нужен сухой песок или специальные порошковые огнетушители.
Где они встречаются нам каждый день
В чистом виде щелочные металлы редко покидают лаборатории, зато их соединения повсюду. Ионы натрия и калия передают электрические сигналы по нервам, и организм постоянно поддерживает их баланс.
- Литий: аккумуляторы телефонов, ноутбуков и электромобилей
- Натрий: поваренная соль, пищевая сода и жёлтый свет старых уличных фонарей
- Калий: удобрения, а также калий в бананах и картофеле
- Рубидий и цезий: атомные часы, в том числе цезиевый эталон, которым определяется секунда
Часто задаваемые вопросы
Водород — щелочной металл?
Нет. Водород стоит во главе 1-й группы, потому что у него один электрон, но это газ-неметалл, и ведёт он себя совсем не так, как щелочные металлы. Его относят к активным неметаллам.
Какой щелочной металл самый активный?
Цезий — самый активный из щелочных металлов, которые можно изучать в заметных количествах. Франций должен быть ещё активнее, но он настолько радиоактивен и редок, что видимый образец так и не удалось получить.
Почему щелочные металлы не встречаются в природе в чистом виде?
Они слишком охотно реагируют с водой и кислородом. В природе они всегда находятся в составе соединений — каменной соли, сильвина и различных силикатных минералов.