アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、およびフランシウムを含む元素の最初のグループです。それらは、周期表の s ブロック要素に属します。 (s ブロック要素は、最後の電子が s 軌道にあることを意味します。)
周期表の左側には、s ブロック元素であるアルカリ金属が含まれています。アルカリ金属は、急速に電子を放出する傾向があるため、世界で最も反応性の高い元素です。それらの金属水酸化物は、これらの化合物の塩基性またはアルカリ性のため、アルカリと呼ばれます。それらは、水と結合すると酸をすばやく中和できる強塩基であるアルカリを形成するため、アルカリ金属と呼ばれます。
電子構成
ns1 電気配置はアルカリ金属に対応します。それらは、元素の最初の行の周期表にあります。周期表には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムの 7 つのアルカリ元素があります。放射性元素であるフランシウムの半減期は信じられないほど短い。通常の温度と圧力では、水素は通常、アルカリ金属よりも気体として存在します。水素は非常に高い圧力で性質を帯びたり、アルカリ金属に変化したりします。
アルカリ金属は銀色の光沢があります。それらは通常、空気との反応を防ぐために油または他の同様の溶液に入れられます。それらは非常にしなやかで、ナイフでさえ簡単に切ることができます。ナトリウムはアルカリ金属の中で最も一般的です。フランシウムの放射性は非常にまれです.
原子番号 (陽子の数)、電気的構成、および繰り返される化学的性質に従って並べられた周期表には、化学元素が表示されます。同等のプロパティを持つ要素は、簡単に比較できるように同じ列にグループ化されます。また、ほぼ同じ化学的特性を持つ 4 つの長方形のブロックも示されています。一般に、要素は、1 つの行 (ピリオド) 内の左側が金属で、右側が非金属です。
アルカリ金属の物性
元素の原子半径とイオン半径
元素の原子半径とイオン半径には直線的な進行があります。さらに、アルカリ金属は、周期表の他のどの元素よりも最大の半径を持っています。
アルカリ元素の密度
アルカリ元素は最大の半径と体積を持ちますが、密度は最も低くなります。このため、非常に柔軟で、ナイフで切ることができます。水より重いものが存在するとは考えられません。カリウムは、アルカリ金属の中で最も密度が低いです。
イオン化エネルギーと電気陽性
すべてのアルカリ金属は、一価の電気陽性金属です。リチウム原子から価電子を取り除くには、最小の原子が最大のイオン化エネルギーを必要とします。原子スケールが大きくなると、内側の電子が価電子を保護するため、価電子の除去が容易になり、必要なエネルギーが少なくなります。その結果、イオン化エネルギーは分子内の原子の数とともに増加します。
アルカリ金属のイオン溶解度または水和
サイズが大きくなるにつれて溶解度が低下し、セシウム イオンはアルカリ金属同位体の中で最も水溶性が低くなります。リチウムイオンは最も水溶性です。物質のイオン性とサイズによっては、水溶性が影響を受ける場合があります。より多くの水分子は、電荷密度が高く、溶液中の水分子に対する反発力が低いため、より小さいイオンを溶解できます。このため、水和エンタルピーが上昇し、水和粒子がより安定します。
炎の色
s ブロック要素では、可能なエネルギー レベルを切り替えるために必要なエネルギー量は、可視スペクトル内に収まります。その結果、加熱すると炎の中に特徴的な色が生成され、発光スペクトルまたは吸収スペクトルに基づいて識別できます。
アルカリ金属の化学的特徴
水素化物
アルカリ金属は、高温で水素と反応して金属水素化物を生成します。水素化物イオンは金属水素化物から放出されます。
窒化物
アルカリ金属が窒素と反応すると、窒化物が生成されます。大気中でも。
酸化物
アルカリ金属は大気中の酸素と反応すると、まぶしい外観を失います。酸素が物質と反応すると、酸化物が生成されます。ただし、生成される酸化物の種類はさまざまです。酸素は、それらのそれぞれで異なる方法で酸化されます。
ナトリウム原子およびそれらのより大きな対応物によって形成される過酸化物およびスーパーオキシドとは対照的に、より小さいリチウム原子は典型的な酸化物を生成します。アルカリ金属は空気中の窒素、酸素、水と反応するため、灯油以外の場所に保管することはできません。
アルカリ金属の抽出
アルカリ金属は、標準の抽出プロセスを使用して抽出することはできません。これらの金属は最大の電気陽性率を持っているため、置換と電気分解は適していません。さらに、電極電圧が高いため、炭素などの物質の還元が制限されます。
水溶液電気分解は、ナトリウムイオンよりも優先的に水素イオンをガス状水素に還元します。水酸化ナトリウムと塩化ナトリウムの溶融塩の電気分解は、ナトリウムとカリウムを得る唯一の方法です。アルカリ金属が銅、ニッケル、亜鉛などの他の金属と結合すると、合金とアマルガムが形成されます。
結論
アルカリ金属の原子価殻には電子が 1 つしかありません。これらの要素の電子配置は ns1 です。外殻の電子が失われると、+1 の電荷を持つ陽イオン (一価イオン) が形成されます。それらが最も電気陽性の要素であるという事実は、それらが純粋な形で発見されることはめったにないことも意味します.
