Sifat apa yang dimiliki unsur basa? Daftar dan sifat logam alkali

Ini adalah unsur-unsur golongan I tabel periodik: litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), fransium (Fr); sangat lembut, ulet, dapat melebur dan ringan, biasanya berwarna putih keperakan; secara kimia sangat aktif; bereaksi hebat dengan air, membentuk alkali(karena itu namanya).

Semua logam alkali sangat aktif, menunjukkan sifat pereduksi dalam semua reaksi kimia, melepaskan satu-satunya elektron valensinya, berubah menjadi kation bermuatan positif, dan menunjukkan bilangan oksidasi tunggal +1.

Kemampuan mereduksi meningkat pada deret ––Li–Na–K–Rb–Cs.

Semua senyawa logam alkali bersifat ionik.

Hampir semua garam larut dalam air.

Suhu leleh rendah,

Kepadatan rendah,

Lembut, potong dengan pisau

Karena aktivitasnya, logam alkali disimpan di bawah lapisan minyak tanah untuk menghalangi akses udara dan kelembapan. Litium sangat ringan dan mengapung ke permukaan dalam minyak tanah, sehingga disimpan di bawah lapisan Vaseline.

Sifat kimia logam alkali

1. Logam alkali aktif berinteraksi dengan air:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. Reaksi logam alkali dengan oksigen:

4Li + O 2 → 2Li 2 O (litium oksida)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (natrium peroksida)

K + O 2 → KO 2 (kalium superoksida)

Di udara, logam alkali langsung teroksidasi. Oleh karena itu, disimpan di bawah lapisan pelarut organik (minyak tanah, dll).

3. Dalam reaksi logam alkali dengan nonlogam lainnya, terbentuk senyawa biner:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (halida)

2Na + S → Na 2 S (sulfida)

2Na + H 2 → 2NaH (hidrida)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (nitrida)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (karbida)

4. Reaksi logam alkali dengan asam

(jarang dilakukan, ada reaksi bersaing dengan air):

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

5. Interaksi logam alkali dengan amonia

(natrium Amida terbentuk):

2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2

6. Interaksi logam alkali dengan alkohol dan fenol, yang dalam hal ini menunjukkan sifat asam:

2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2 ;

2K + 2C 6 H 5 OH = 2C 6 H 5 OK + H 2 ;

7. Reaksi kualitatif terhadap kation logam alkali - pewarnaan nyala api dengan warna berikut:

Li+ – merah tua

Na+ – kuning

K + , Rb + dan Cs + – ungu

Persiapan logam alkali

Litium logam, natrium dan kalium mendapatkan dengan elektrolisis garam cair (klorida), dan rubidium serta sesium dengan reduksi dalam ruang hampa ketika kloridanya dipanaskan dengan kalsium: 2CsCl+Ca=2Cs+CaCl 2
Produksi natrium dan kalium vakum-termal juga digunakan dalam skala kecil:

2NaCl+CaC 2 =2Na+CaCl 2 +2C;
4KCl+4CaO+Si=4K+2CaCl 2 +Ca 2 SiO 4.

Logam alkali aktif dilepaskan dalam proses vakum-termal karena volatilitasnya yang tinggi (uapnya dikeluarkan dari zona reaksi).

Ciri-ciri sifat kimia unsur golongan I dan efek fisiologisnya

Konfigurasi elektron atom litium adalah 1s 2 2s 1. Ia memiliki jari-jari atom terbesar pada periode ke-2, yang memfasilitasi pelepasan elektron valensi dan munculnya ion Li + dengan konfigurasi stabil gas inert (helium). Akibatnya, senyawanya terbentuk dengan mentransfer elektron dari litium ke atom lain dan membentuk ikatan ionik dengan sejumlah kecil kovalen. Litium adalah unsur logam yang khas. Dalam bentuk zatnya adalah logam alkali. Berbeda dengan anggota kelompok I lainnya dalam ukurannya yang kecil dan aktivitasnya paling sedikit dibandingkan dengan mereka. Dalam hal ini, ia menyerupai unsur magnesium Golongan II yang terletak secara diagonal dari Li. Dalam larutan, ion Li+ sangat terlarut; dikelilingi oleh beberapa lusin molekul air. Dalam hal energi solvasi - penambahan molekul pelarut, litium lebih dekat dengan proton dibandingkan dengan kation logam alkali.

Ukuran ion Li + yang kecil, muatan inti yang tinggi dan hanya dua elektron menciptakan kondisi munculnya medan muatan positif yang cukup signifikan di sekitar partikel ini, oleh karena itu, dalam larutan, sejumlah besar molekul pelarut polar adalah tertarik padanya dan bilangan koordinasinya tinggi, logam tersebut mampu membentuk senyawa organolitium dalam jumlah besar.

Natrium memulai periode ke-3, sehingga hanya memiliki 1e di tingkat eksternal - , menempati orbital 3s. Jari-jari atom Na paling besar pada periode ke-3. Kedua fitur ini menentukan karakter elemen. Konfigurasi elektronnya adalah 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 . Satu-satunya bilangan oksidasi natrium adalah +1. Keelektronegatifannya sangat rendah, oleh karena itu, dalam senyawa, natrium hanya terdapat dalam bentuk ion bermuatan positif dan memberikan sifat ionik pada ikatan kimia. Ion Na+ berukuran jauh lebih besar daripada Li+, dan solvasinya tidak terlalu besar. Namun, ia tidak ada dalam bentuk solusi yang bebas.

Signifikansi fisiologis ion K+ dan Na+ dikaitkan dengan perbedaan daya serapnya pada permukaan komponen penyusun kerak bumi. Senyawa natrium hanya sedikit rentan terhadap adsorpsi, sedangkan senyawa kalium terikat kuat oleh tanah liat dan zat lainnya. Membran sel, sebagai antarmuka antara sel dan lingkungan, permeabel terhadap ion K+, sehingga konsentrasi K+ intraseluler jauh lebih tinggi dibandingkan konsentrasi ion Na+. Pada saat yang sama, konsentrasi Na+ dalam plasma darah melebihi kandungan kalium di dalamnya. Keadaan ini berhubungan dengan munculnya potensi membran sel. Ion K+ dan Na+ merupakan salah satu komponen utama fase cair tubuh. Hubungannya dengan ion Ca 2+ sangat jelas, dan pelanggarannya menyebabkan patologi. Masuknya ion Na+ ke dalam tubuh tidak menimbulkan efek berbahaya yang nyata. Peningkatan kandungan ion K+ memang berbahaya, namun dalam kondisi normal peningkatan konsentrasinya tidak pernah mencapai nilai berbahaya. Pengaruh ion Rb + , Cs + , Li + belum cukup dipelajari.

Dari berbagai cedera yang terkait dengan penggunaan senyawa logam alkali, yang paling umum adalah luka bakar akibat larutan hidroksida. Efek alkali dikaitkan dengan pembubaran protein kulit di dalamnya dan pembentukan albuminat basa. Alkali dilepaskan kembali sebagai hasil hidrolisisnya dan bekerja pada lapisan dalam tubuh, menyebabkan munculnya bisul. Kuku di bawah pengaruh alkali menjadi kusam dan rapuh. Kerusakan pada mata, bahkan dengan larutan alkali yang sangat encer, tidak hanya disertai dengan kerusakan yang dangkal, tetapi juga kerusakan pada bagian mata yang lebih dalam (iris) dan menyebabkan kebutaan. Selama hidrolisis Amida logam alkali, alkali dan amonia terbentuk secara bersamaan, menyebabkan trakeobronkitis fibrinosa dan pneumonia.

Kalium diperoleh oleh G. Davy hampir bersamaan dengan natrium pada tahun 1807 melalui elektrolisis kalium hidroksida basah. Unsur ini mendapatkan namanya dari nama senyawa ini – “kalium kaustik”. Sifat-sifat kalium sangat berbeda dengan sifat-sifat natrium, hal ini disebabkan oleh perbedaan jari-jari atom dan ionnya. Dalam senyawa kalium, ikatannya lebih bersifat ionik, dan sebagai ion K+, efek polarisasinya lebih kecil dibandingkan natrium karena ukurannya yang lebih besar. Campuran alam terdiri dari tiga isotop 39 K, 40 K, 41 K. Salah satunya adalah 40 K ‑ bersifat radioaktif dan sejumlah radioaktivitas mineral dan tanah dikaitkan dengan keberadaan isotop ini. Waktu paruhnya panjang - 1,32 miliar tahun. Menentukan keberadaan kalium dalam suatu sampel cukup mudah: uap logam dan senyawanya mewarnai nyala api berwarna ungu-merah. Spektrum unsurnya cukup sederhana dan membuktikan keberadaan 1e - di orbital 4s. Studinya menjadi salah satu dasar untuk menemukan pola umum dalam struktur spektrum.

Pada tahun 1861, saat mempelajari garam mata air mineral dengan analisis spektral, Robert Bunsen menemukan unsur baru. Kehadirannya dibuktikan dengan garis-garis merah tua pada spektrumnya, yang tidak dihasilkan oleh unsur lain. Berdasarkan warna garis-garis tersebut, unsur tersebut diberi nama rubidium (rubidus - merah tua). Pada tahun 1863, R. Bunsen memperoleh logam ini dalam bentuk murni dengan mereduksi rubidium tartrat (tartrat) dengan jelaga. Ciri khas suatu unsur adalah mudahnya rangsangan atom-atomnya. Emisi elektronnya muncul di bawah pengaruh sinar merah dari spektrum tampak. Hal ini disebabkan oleh sedikit perbedaan energi orbital atom 4d dan 5s. Dari semua unsur alkali yang memiliki isotop stabil, rubidium (seperti cesium) memiliki salah satu jari-jari atom terbesar dan potensi ionisasi yang kecil. Parameter tersebut menentukan sifat suatu unsur: elektropositif tinggi, aktivitas kimia ekstrim, titik leleh rendah (39 0 C) dan ketahanan rendah terhadap pengaruh luar.

Penemuan cesium, seperti rubidium, dikaitkan dengan analisis spektral. Pada tahun 1860, R. Bunsen menemukan dua garis biru terang dalam spektrum yang bukan milik unsur apa pun yang diketahui pada saat itu. Dari sinilah nama “caesius” berasal yang artinya biru langit. Ini adalah unsur terakhir dari subkelompok logam alkali yang masih terdapat dalam jumlah yang dapat diukur. Jari-jari atom terbesar dan potensial ionisasi pertama terkecil menentukan sifat dan perilaku unsur tersebut. Ia telah menyatakan elektropositif dan menyatakan kualitas logam. Keinginan untuk menyumbangkan elektron 6s terluar mengarah pada fakta bahwa semua reaksinya berlangsung sangat hebat. Perbedaan kecil energi orbital atom 5d dan 6s menyebabkan sedikit rangsangan atom. Emisi elektron dari cesium diamati di bawah pengaruh sinar infra merah yang tidak terlihat (panas). Fitur struktur atom ini menentukan konduktivitas listrik yang baik saat ini. Semua ini menjadikan cesium sangat diperlukan dalam perangkat elektronik. Baru-baru ini, semakin banyak perhatian diberikan pada plasma cesium sebagai bahan bakar masa depan dan sehubungan dengan penyelesaian masalah fusi termonuklir.

Di udara, litium bereaksi aktif tidak hanya dengan oksigen, tetapi juga dengan nitrogen dan ditutupi dengan lapisan yang terdiri dari Li 3 N (hingga 75%) dan Li 2 O. Logam alkali yang tersisa membentuk peroksida (Na 2 O 2) dan superoksida (K 2 O 4 atau KO 2).

Zat-zat berikut bereaksi dengan air:

Li 3 N + 3 H 2 O = 3 LiOH + NH 3;

Na 2 O 2 + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2 O 2;

K 2 O 4 + 2 H 2 O = 2 KOH + H 2 O 2 + O 2.

Untuk meregenerasi udara di kapal selam dan pesawat ruang angkasa, dalam mengisolasi masker gas dan alat bantu pernapasan perenang tempur (penyabot bawah air), campuran Oxon digunakan:

Na 2 O 2 +CO 2 =Na 2 CO 3 +0,5O 2;

K 2 O 4 + CO 2 = K 2 CO 3 + 1,5 O 2.

Saat ini merupakan pengisian standar untuk regenerasi kartrid masker gas bagi petugas pemadam kebakaran.
Logam alkali bereaksi dengan hidrogen ketika dipanaskan, membentuk hidrida:

Litium hidrida digunakan sebagai zat pereduksi kuat.

Hidroksida logam alkali menimbulkan korosi pada piring kaca dan porselen; mereka tidak dapat dipanaskan dalam piring kuarsa:

SiO 2 +2NaOH=Na 2 SiO 3 +H 2 O.

Natrium dan kalium hidroksida tidak memisahkan air ketika dipanaskan hingga titik didihnya (lebih dari 1300 0 C). Beberapa senyawa natrium disebut soda:

a) soda abu, soda anhidrat, soda cuci atau hanya soda - natrium karbonat Na 2 CO 3;
b) soda kristal - kristal hidrat natrium karbonat Na 2 CO 3. 10H 2 O;
c) bikarbonat atau minuman - natrium bikarbonat NaHCO 3;
d) Natrium hidroksida NaOH disebut soda kaustik atau soda kaustik.

Mereka diklasifikasikan sebagai elemen-s. Elektron pada lapisan elektron terluar suatu atom logam alkali adalah yang terjauh dari inti dibandingkan dengan unsur-unsur lain pada periode yang sama, yaitu jari-jari atom logam alkali paling besar dibandingkan dengan jari-jari atom unsur lain dalam logam alkali. periode yang sama. Sehubungan

dengan ini, elektron valensi pada lapisan terluar atom logam alkali dengan mudah terkelupas, mengubahnya menjadi ion positif bermuatan tunggal. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa senyawa logam alkali dengan unsur lain dibangun menurut jenis ikatan ionik.

Dalam reaksi redoks, senyawa basa berperilaku sebagai zat pereduksi kuat, dan kemampuan ini meningkat dari logam ke logam seiring dengan meningkatnya muatan inti atom.

Di antara logam, logam alkali menunjukkan reaktivitas kimia tertinggi. Pada deret tegangan, semua logam alkali terletak di awal deret. Elektron pada lapisan elektron terluar adalah satu-satunya elektron valensi, oleh karena itu logam alkali dalam senyawa apa pun bersifat monovalen. Bilangan oksidasi logam alkali biasanya +1.
Sifat fisik logam alkali diberikan dalam tabel. 19.

Perwakilan khas logam alkali adalah natrium dan kalium.
■ 26. Buatlah gambaran umum tentang logam alkali menurut rencana berikut:
a) persamaan dan perbedaan struktur atom logam alkali;
b) ciri-ciri perilaku logam alkali dalam reaksi redoks;
c) jenis kisi kristal pada senyawa logam alkali;
d) ciri-ciri perubahan sifat fisik logam tergantung pada jari-jari atom.

Sodium

Konfigurasi elektron atom natrium adalah ls 2 2s 2 2p 6 3s 1. Struktur lapisan luarnya:

Natrium terdapat di alam hanya dalam bentuk garam. Garam natrium yang paling umum adalah garam meja NaCl, serta mineral silvinit KCl · NaCl dan beberapa garam asam sulfat, misalnya garam Glauber Na2SO4 · 10H2O, ditemukan dalam jumlah besar di Teluk Kara-Bogaz-Gol di Laut Kaspia.
Dari garam meja NaCl, logam natrium diperoleh dengan elektrolisis garam cair. Instalasi elektrolisis ditunjukkan pada Gambar. 76. Elektroda dicelupkan ke dalam garam cair. Ruang anoda dan katoda dipisahkan oleh diafragma yang mengisolasi natrium yang terbentuk sehingga tidak terjadi reaksi sebaliknya. Ion natrium positif menerima elektron dari katoda dan menjadi atom natrium netral. Atom natrium netral berkumpul di katoda dalam bentuk logam cair. Proses yang terjadi di katoda dapat digambarkan dengan diagram berikut:
Na + + Na 0 .
Karena penerimaan elektron terjadi di katoda, dan semua penerimaan elektron oleh atom atau ion merupakan reduksi, maka ion natrium di katoda tereduksi. Di anoda, ion klor melepaskan elektron, yaitu proses oksidasi dan pelepasan elektron bebas

gas klor, yang dapat digambarkan dengan diagram berikut:

Kl — — e— → Kl 0

Logam natrium yang dihasilkan berwarna putih keperakan dan mudah dipotong dengan pisau. Potongan natrium, jika diperiksa segera setelah pemotongan, memiliki kilau logam yang cerah, tetapi cepat memudar karena oksidasi logam yang sangat cepat.

Beras. 76. Diagram instalasi elektrolisis garam cair. 1 - katoda cincin; 2 - bel untuk menghilangkan gas klorin dari ruang anoda

Jika natrium dioksidasi dalam sejumlah kecil oksigen pada suhu sekitar 180°, natrium oksida diperoleh:
4Na + O2 = 2Na2O.
Ketika dibakar dalam oksigen, natrium peroksida dihasilkan:
2Na + O2 = Na2O2.
Dalam hal ini, natrium terbakar dengan nyala api kuning yang menyilaukan.
Karena oksidasi natrium yang mudah dan cepat, natrium disimpan di bawah lapisan minyak tanah atau parafin, yang lebih disukai, karena sejumlah udara masih larut dalam minyak tanah dan oksidasi natrium, meskipun lambat, masih terjadi.

Natrium dapat membentuk senyawa dengan hidrogen - hidrida NaH, yang menunjukkan bilangan oksidasi 1. Ini adalah senyawa seperti garam, yang berdasarkan sifat ikatan kimia dan besarnya bilangan oksidasi, berbeda dari hidrida yang mudah menguap dari unsur-unsur subkelompok utama golongan IV-VII.
Logam natrium dapat bereaksi tidak hanya dengan oksigen dan hidrogen, tetapi juga dengan banyak zat sederhana dan kompleks. Misalnya, ketika digiling dalam mortar dengan belerang, natrium bereaksi hebat dengannya, membentuk:
2Na + S = Na2S

Reaksinya disertai dengan wabah, jadi sebaiknya jauhkan mortar dari mata Anda dan bungkus tangan Anda dengan handuk. Untuk reaksinya, Anda harus mengambil sedikit natrium.
Natrium terbakar hebat dalam klorin untuk membentuk natrium klorida, yang khususnya baik untuk diamati dalam tabung kalsium klorida di mana arus klorin dialirkan melalui natrium cair dan sangat panas:
2Na + Cl2 = 2NaCl
Natrium bereaksi tidak hanya dengan zat sederhana, tetapi juga dengan zat kompleks, misalnya dengan air, menggantikannya, karena ini adalah logam yang sangat aktif, dalam rangkaian tegangannya ia berada jauh di sebelah kiri hidrogen dan dengan mudah menggantikan hidrogen darinya. air:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Api logam alkali tidak dapat dipadamkan dengan air. Yang terbaik adalah mengisinya dengan bubuk soda ash. Dengan adanya natrium, nyala api kompor gas yang tidak berwarna berubah menjadi kuning.
Logam natrium dapat digunakan sebagai katalis dalam sintesis organik, misalnya dalam produksi karet sintetis dari butadiena. Ini berfungsi sebagai bahan awal untuk produksi senyawa natrium lainnya, seperti natrium peroksida.

■ 27. Dengan menggunakan persamaan reaksi yang melibatkan natrium logam yang diberikan dalam teks, buktikan bahwa ia berperilaku sebagai zat pereduksi.

28. Mengapa natrium tidak dapat disimpan di udara?

29. Seorang siswa mencelupkan sepotong natrium ke dalam larutan tembaga sulfat, dengan harapan dapat menggantikan garam logam dari garam tersebut. Alih-alih logam merah, hasilnya adalah endapan biru agar-agar. Jelaskan reaksi yang terjadi dan tulis persamaannya dalam bentuk molekul dan ion. Bagaimana cara mengubah kondisi reaksi agar reaksi menghasilkan hasil yang diinginkan? Tuliskan persamaan dalam bentuk molekul, bentuk ion penuh dan disingkat.
30. 2,3 g logam natrium ditempatkan dalam bejana berisi 45 ml air. Berapa jumlah natrium hidroksida yang terbentuk pada akhir reaksi?
31. Alat apa yang dapat digunakan untuk memadamkan api natrium? Berikan jawaban yang masuk akal.

Senyawa oksigen natrium. Natrium hidroksida

Senyawa oksigen natrium sebagaimana telah disebutkan adalah natrium oksida Na2O dan natrium peroksida Na2O2.
Natrium oksida Na2O tidak terlalu penting. Bereaksi kuat dengan air, membentuk soda kaustik:
Na2O + H2O = 2NaOH
Natrium peroksida Na202 berbentuk bubuk kekuningan. Ini dapat dianggap sebagai sejenis garam hidrogen peroksida, karena strukturnya sama dengan H2O2. Seperti natrium peroksida, ini adalah zat pengoksidasi kuat. Ketika terkena air, ia membentuk alkali dan:
Na2O2 + H2O = H2O2 + 2NaOH
juga dibentuk oleh aksi asam encer pada natrium peroksida:
Na2O2 + H2SO4 = H2O2 + Na2SO4
Semua sifat natrium peroksida di atas memungkinkannya digunakan untuk memutihkan semua bahan yang memungkinkan.

Beras. 77. Diagram instalasi elektrolisis larutan garam meja. 1 - anoda; 2 - diafragma yang memisahkan ruang anoda dan katoda; 3-katoda

Senyawa natrium yang sangat penting adalah natrium hidroksida, atau natrium hidroksida, NaOH. Ini juga disebut soda kaustik, atau sekadar soda kaustik.
Untuk mendapatkan soda kaustik, garam meja, senyawa natrium alami termurah, digunakan dengan cara elektrolisis, tetapi dalam hal ini, bukan lelehan, tetapi larutan garam yang digunakan (Gbr. 77). Untuk penjelasan tentang proses elektrolisis larutan garam meja, lihat § 33. Pada Gambar. Gambar 77 menunjukkan bahwa ruang anoda dan katoda dipisahkan oleh diafragma. Hal ini dilakukan agar produk yang dihasilkan tidak saling berinteraksi, misalnya Cl2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O.

Soda kaustik adalah padatan kristal putih, sangat larut dalam air. Ketika soda kaustik dilarutkan dalam air, sejumlah besar panas dilepaskan dan larutan menjadi sangat panas. Soda kaustik harus disimpan dalam wadah tertutup rapat untuk melindunginya dari penetrasi uap air, yang di bawah pengaruhnya dapat menjadi sangat lembab, serta karbon dioksida, di bawah pengaruh soda kaustik yang secara bertahap dapat berubah menjadi natrium karbonat. :
2NaOH + CO2 = Na2CO3+ H2O.
Soda kaustik adalah alkali yang khas, jadi tindakan pencegahan saat menanganinya sama seperti saat menangani alkali lainnya.
Soda kaustik digunakan di banyak industri, misalnya untuk pemurnian produk minyak bumi, produksi sabun dari lemak, industri kertas, produksi serat dan pewarna buatan, produksi obat-obatan, dll. 78).

Tuliskan area penerapan soda kaustik di buku catatan Anda.

Dari garam natrium, pertama-tama yang perlu diperhatikan adalah garam meja NaCl, yang berfungsi sebagai bahan baku utama produksi soda kaustik dan natrium logam (untuk informasi lebih lanjut tentang garam ini, lihat halaman 164), soda Na2CO3 (lihat halaman 278), Na2SO4 (lihat halaman .224), NaNO3 (lihat halaman 250), dll.

Beras. 78. Penggunaan soda kaustik

■ 32. Jelaskan metode pembuatan natrium hidroksida melalui elektrolisis garam meja.
33. Soda kaustik dapat dibuat dengan mengolah natrium karbonat dengan jeruk nipis. Tuliskan persamaan bentuk molekul dan ion untuk reaksi ini, dan hitung juga berapa banyak soda yang mengandung 95% karbonat yang diperlukan untuk menghasilkan 40 kg natrium hidroksida.
34. Mengapa, ketika menyimpan larutan soda kaustik dalam labu dengan sumbat yang dibumikan, sumbatnya “menempel” dan tidak dapat dilepas? Jika Anda membiarkan botol terbalik di dalam air selama beberapa waktu, sumbatnya dapat dilepas dengan mudah. Jelaskan, dengan memberikan persamaan reaksi, proses apa yang terjadi dalam kasus ini.
35. Tulis persamaan reaksi dalam bentuk molekul dan ion yang mencirikan sifat-sifat soda kaustik sebagai alkali yang khas.
36. Tindakan pencegahan apa yang harus diambil saat menangani soda kaustik? Tindakan pertolongan pertama apa yang harus diambil untuk luka bakar soda kaustik?

Kalium

Kalium K juga merupakan logam alkali yang cukup umum, berbeda dari natrium dalam ukuran jari-jari atomnya (periode keempat) dan oleh karena itu memiliki aktivitas kimia yang lebih besar daripada natrium. Konfigurasi elektron atom kalium adalah 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1.
Struktur lapisan elektronik terluarnya

Kalium adalah logam lunak yang dapat dipotong dengan baik menggunakan pisau. Untuk menghindari oksidasi, seperti natrium, disimpan di bawah lapisan minyak tanah.
Kalium bereaksi dengan air bahkan lebih hebat daripada natrium, membentuk alkali dan melepaskan hidrogen, yang menyebabkan kebakaran:
2K + 2H2O = 2KOH + H2.
Ketika dibakar dalam oksigen (dan disarankan untuk mengambil potongan logam yang lebih kecil untuk pembakaran daripada untuk membakar natrium), seperti natrium, ia terbakar dengan sangat kuat untuk membentuk kalium peroksida.
Perlu dicatat bahwa kalium jauh lebih berbahaya daripada natrium yang beredar. Ledakan yang kuat dapat terjadi bahkan ketika potasium dipotong, jadi Anda harus menanganinya dengan lebih hati-hati.
Kalium hidroksida, atau kalium hidroksida KOH, adalah zat kristal putih. Kalium kaustik dalam segala hal mirip dengan soda kaustik. Mereka banyak digunakan dalam industri sabun, namun produksinya agak lebih mahal, sehingga tidak digunakan dengan cara yang sama seperti NaOH.
Garam kalium harus mendapat perhatian khusus, karena beberapa di antaranya banyak digunakan sebagai pupuk. Ini adalah kalium klorida KCl, kalium nitrat KNO3, yang juga merupakan pupuk nitrogen.

■ 37. Bagaimana kita menjelaskan fakta bahwa kalium kaustik lebih aktif secara kimia dibandingkan soda kaustik?
38. Sepotong kalium dicelupkan ke dalam alat kristalisasi dengan air. Setelah reaksi selesai, dituang sedikit seng dalam bentuk endapan agar-agar berwarna putih. Endapannya hilang, dan ketika larutan diuji dengan fenolftalein, fenolftalein berubah menjadi merah tua. Proses kimia apa yang terjadi di sini?
Apa 34

Logam alkali adalah unsur s. Pada lapisan elektron terluar, masing-masing memiliki satu elektron (ns1). Jari-jari atom dari atas ke bawah dalam subkelompok meningkat, energi ionisasi menurun, dan aktivitas reduksi, serta kemampuan mendonorkan elektron valensi dari lapisan terluar, meningkat.

Logam-logam yang dimaksud sangat aktif sehingga tidak ditemukan di alam dalam keadaan bebas. Mereka dapat ditemukan dalam bentuk senyawa dalam mineral (garam meja NaCl, silvinit NaCl∙KCl, garam Glauber NaSO4∙10H2O dan lain-lain) atau sebagai ion dalam air laut.

Sifat fisik logam alkali

Semua logam alkali dalam kondisi normal adalah zat kristal berwarna putih keperakan dengan konduktivitas termal dan listrik yang tinggi. Mereka memiliki pengepakan kubik berpusat pada tubuh (BCCP). Massa jenis, titik didih dan titik leleh logam golongan I relatif rendah. Dari atas ke bawah dalam subkelompok, kepadatan meningkat dan suhu leleh menurun.

Persiapan logam alkali

Logam alkali biasanya diperoleh dengan elektrolisis garam cair (biasanya klorida) atau basa. Selama elektrolisis lelehan NaCl, misalnya, natrium murni dilepaskan di katoda, dan gas klor dilepaskan di anoda: 2NaCl(meleleh)=2Na+Cl2.

Sifat kimia logam alkali

Dilihat dari sifat kimianya, litium, natrium, kalium, rubidium, cesium, dan fransium adalah logam paling aktif dan salah satu zat pereduksi paling kuat. Dalam reaksinya, mereka dengan mudah melepaskan elektron dari lapisan terluar, berubah menjadi ion bermuatan positif. Dalam senyawa yang dibentuk oleh logam alkali, ikatan ionik mendominasi.

Ketika logam alkali berinteraksi dengan oksigen, peroksida terbentuk sebagai produk utama, dan oksida sebagai produk sampingan:

4Na+O2=2Na2O (natrium oksida).

Dengan halogen menghasilkan halida, dengan belerang - sulfida, dengan hidrogen - hidrida:

2Na+Cl2=2NaCl (natrium klorida),

2Na+S=Na2S (natrium sulfida),

2Na+H2=2NaH (natrium hidrida).

Natrium hidrida adalah senyawa yang tidak stabil. Ia terurai dengan air, menghasilkan alkali dan hidrogen bebas:

NaH+H2O=NaOH+H2.

Hidrogen bebas juga terbentuk ketika logam alkali bereaksi dengan air:

2Na+2H2O=2NaOH+H2.

Logam-logam ini juga bereaksi dengan asam encer, menggantikan hidrogen dari asam tersebut:

2Na+2HCl=2NaCl+H2.

Logam alkali bereaksi dengan halida organik menggunakan reaksi Wurtz.

SUBGROUP IA. LOGAM ALKALI
LITHIUM, NATRIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CESIUM, PERANCIS
Struktur elektronik logam alkali dicirikan oleh adanya satu elektron pada kulit elektron terluar, yang terikat relatif lemah pada inti. Setiap logam alkali memulai periode baru dalam tabel periodik. Logam alkali mampu melepaskan elektron terluarnya lebih mudah dibandingkan unsur lain pada periode ini. Potongan logam alkali dalam lingkungan inert memiliki kilau keperakan cerah. Logam alkali mempunyai ciri kepadatan rendah, konduktivitas listrik yang baik, dan meleleh pada suhu yang relatif rendah (Tabel 2).
Karena aktivitasnya yang tinggi, logam alkali tidak ada dalam bentuk murni, tetapi ditemukan di alam hanya dalam bentuk senyawa (tidak termasuk fransium), misalnya dengan oksigen (tanah liat dan silikat) atau dengan halogen (natrium klorida). Klorida merupakan bahan baku produksi logam alkali dalam keadaan bebas. Air laut mengandung LOGAM ALKALI 3% NaCl dan sejumlah garam lainnya. Jelas sekali bahwa danau dan laut pedalaman, serta endapan garam dan air asin di bawah tanah, mengandung logam alkali halida dalam konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan air laut. Misalnya kandungan garam di perairan Great Salt Lake (Utah, USA) adalah 13.827,7%, dan di Laut Mati (Israel) hingga 31%, tergantung luas permukaan air, yang berubah seiring dengan waktu. waktu dalam setahun. Dapat diasumsikan bahwa rendahnya kandungan KCl dalam air laut dibandingkan NaCl disebabkan oleh asimilasi ion K+ oleh tumbuhan laut.
Dalam bentuk bebasnya, logam alkali diperoleh dengan elektrolisis garam cair seperti NaCl, CaCl2, CaF2 atau hidroksida (NaOH), karena tidak ada lagi logam aktif yang mampu menggantikan logam alkali dari halida. Selama elektrolisis halida, perlu untuk mengisolasi logam yang dilepaskan di katoda, karena pada saat yang sama gas halogen dilepaskan di anoda, yang secara aktif bereaksi dengan logam yang dilepaskan.
Lihat juga PRODUKSI ALKALI
Karena logam alkali hanya mempunyai satu elektron pada lapisan terluarnya, masing-masing elektron adalah yang paling aktif pada periodenya, sehingga Li adalah logam paling aktif pada periode pertama dari delapan unsur, Na berturut-turut pada periode kedua, dan K adalah logam alkali yang paling aktif pada periode pertama dari delapan unsur. logam paling aktif pada periode ketiga, mengandung 18 unsur (masa transisi pertama). Pada subkelompok logam alkali (IA), kemampuan mendonorkan elektron meningkat dari atas ke bawah.
Sifat kimia. Semua logam alkali bereaksi aktif dengan oksigen, membentuk oksida atau peroksida, yang berbeda satu sama lain dalam hal ini: Li berubah menjadi Li2O, dan logam alkali lainnya menjadi campuran M2O2 dan MO2, dan Rb dan Cs menyala. Semua logam alkali terbentuk dengan hidrida mirip garam hidrogen dengan komposisi M+H, stabil secara termal pada suhu tinggi, yang merupakan zat pereduksi aktif; hidrida terurai dengan air untuk membentuk alkali dan hidrogen dan melepaskan panas, menyebabkan penyalaan gas, dan laju reaksi litium ini lebih tinggi daripada Na dan K.
Lihat juga HIDROGEN; OKSIGEN.
Dalam amonia cair, logam alkali larut, membentuk larutan berwarna biru, dan (tidak seperti reaksi dengan air) dapat dilepaskan kembali dengan menguapkan amonia atau menambahkan garam yang sesuai (misalnya, NaCl dari larutan amonianya). Ketika bereaksi dengan gas amonia, reaksinya mirip dengan reaksi dengan air:

Amida logam alkali menunjukkan sifat dasar yang mirip dengan hidroksida. Sebagian besar senyawa logam alkali, kecuali beberapa senyawa litium, sangat larut dalam air. Dalam hal ukuran atom dan kepadatan muatan, litium mendekati magnesium, sehingga sifat senyawa unsur-unsur ini serupa. Dalam hal kelarutan dan stabilitas termal, litium karbonat mirip dengan magnesium dan berilium karbonat dari unsur subkelompok IIA; karbonat ini terurai pada suhu yang relatif rendah karena ikatan MO yang lebih kuat. Garam litium lebih larut dalam pelarut organik (alkohol, eter, pelarut minyak bumi) dibandingkan garam logam alkali lainnya. Litium (seperti magnesium) bereaksi langsung dengan nitrogen membentuk Li3N (magnesium membentuk Mg3N2), sedangkan natrium dan logam alkali lainnya hanya dapat membentuk nitrida dalam kondisi yang keras. Logam subkelompok IA bereaksi dengan karbon, tetapi interaksi paling mudah terjadi dengan litium (tentu saja karena radiusnya yang kecil) dan paling tidak mudah dengan sesium. Sebaliknya, logam alkali aktif bereaksi langsung dengan CO, membentuk karbonil (misalnya K(CO)x), dan Li dan Na yang kurang aktif hanya dalam kondisi tertentu.
Aplikasi. Logam alkali digunakan baik dalam industri maupun di laboratorium kimia, misalnya untuk sintesis. Litium digunakan untuk memproduksi paduan keras dan ringan, namun rapuh. Natrium dalam jumlah besar dikonsumsi untuk menghasilkan paduan Na4Pb, yang darinya diperoleh timbal tetraetil Pb(C2H5)4, suatu zat antiknock untuk bahan bakar bensin. Litium, natrium dan kalsium digunakan sebagai komponen paduan bantalan lunak. Elektron tunggal dan bergerak pada lapisan terluar menjadikan logam alkali sebagai konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Paduan kalium dan natrium, yang tetap cair pada rentang suhu yang luas, digunakan sebagai cairan penukar panas di beberapa jenis reaktor nuklir dan, karena suhu tinggi dalam reaktor nuklir, digunakan untuk menghasilkan uap. Natrium logam dalam bentuk busbar suplai digunakan dalam teknologi elektrokimia untuk mentransmisikan arus berdaya tinggi. Litium hidrida LiH adalah sumber hidrogen yang mudah dilepaskan ketika hidrida bereaksi dengan air. Litium aluminium hidrida LiAlH4 dan litium hidrida digunakan sebagai zat pereduksi dalam sintesis organik dan anorganik. Karena jari-jari ionnya yang kecil dan kepadatan muatan yang tinggi, litium aktif dalam reaksi dengan air, oleh karena itu senyawa litium sangat higroskopis, dan litium klorida LiCl digunakan untuk mengeringkan udara saat mengoperasikan perangkat. Hidroksida logam alkali adalah basa kuat, sangat larut dalam air; mereka digunakan untuk menciptakan lingkungan basa. Natrium hidroksida, sebagai alkali termurah, digunakan secara luas (lebih dari 2,26 juta ton dikonsumsi per tahun di AS saja).
Litium. Logam paling ringan, memiliki dua isotop stabil dengan massa atom 6 dan 7; Isotop berat lebih umum, kandungannya 92,6% dari seluruh atom litium. Litium ditemukan oleh A. Arfvedson pada tahun 1817 dan diisolasi oleh R. Bunsen dan A. Mathiesen pada tahun 1855. Litium digunakan dalam produksi senjata termonuklir (bom hidrogen), untuk meningkatkan kekerasan paduan, dan dalam bidang farmasi. Garam litium digunakan untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan kimia kaca, dalam teknologi baterai alkaline, dan untuk mengikat oksigen selama pengelasan.
Sodium. Dikenal sejak jaman dahulu, diisolasi oleh H. Davy pada tahun 1807. Merupakan logam lunak, senyawanya seperti alkali (natrium hidroksida NaOH), soda kue (natrium bikarbonat NaHCO3) dan soda abu (natrium karbonat Na2CO3) banyak digunakan. Logam juga digunakan dalam bentuk uap pada lampu pelepasan gas redup untuk penerangan jalan.
Kalium. Dikenal sejak zaman dahulu, juga diisolasi oleh H. Davy pada tahun 1807. Garam kalium yang terkenal: kalium nitrat (kalium nitrat KNO3), kalium (kalium karbonat K2CO3), kalium kaustik (kalium hidroksida KOH), dll. Logam kalium juga menemukan berbagai kegunaan dalam teknologi paduan perpindahan panas.
Rubidium ditemukan dengan spektroskopi oleh R. Bunsen pada tahun 1861; mengandung 27,85% radioaktif rubidium Rb-87. Rubidium, seperti logam subkelompok IA lainnya, secara kimiawi sangat reaktif dan harus disimpan di bawah lapisan minyak atau minyak tanah untuk menghindari oksidasi oleh oksigen atmosfer. Rubidium memiliki beragam kegunaan, termasuk dalam teknologi sel surya, perangkat vakum radio, dan obat-obatan.
sesium. Senyawa cesium tersebar luas di alam, biasanya dalam jumlah kecil bersama dengan senyawa logam alkali lainnya. Mineral pollucite silikat mengandung 34% cesium oksida Cs2O. Unsur ini ditemukan oleh R. Bunsen menggunakan spektroskopi pada tahun 1860. Kegunaan utama cesium adalah produksi sel surya dan tabung elektron; salah satu isotop radioaktif cesium, Cs-137, digunakan dalam terapi radiasi dan penelitian ilmiah.
Franc. Anggota terakhir dari keluarga logam alkali, fransium, sangat radioaktif sehingga tidak ditemukan dalam jumlah lebih dari sedikit di kerak bumi. Informasi tentang fransium dan senyawanya didasarkan pada studi tentang sejumlah kecil fransium, yang diperoleh secara artifisial (dalam akselerator energi tinggi) selama peluruhan aktinium-227. Isotop 22387Fr yang berumur paling lama meluruh dalam 21 menit menjadi partikel 22388Ra dan b. Sebagai perkiraan kasar, jari-jari logam fransium adalah 2,7. Fransium memiliki sebagian besar sifat yang khas dari logam alkali lainnya dan ditandai dengan aktivitas donor elektron yang tinggi. Ini membentuk garam larut dan hidroksida. Dalam semua senyawa, fransium menunjukkan bilangan oksidasi I.

• -: litium Li, natrium Na, kalium K, rubidium Rb, cesium Cs, fransium Fr. Shch.m., selain Cs, memiliki warna metalik keperakan. bersinar, Cs - warna kuning keemasan...

  Ensiklopedia kimia

• - kimia. unsur golongan I berkala Sistem Mendeleev: litium, natrium, kalium, rubidium, cesium, fransium. Nama terkait dengan kemampuan membentuk basa kuat – basa, dikenal sejak zaman dahulu...

  Kamus Besar Ensiklopedis Politeknik

• - golongan yang meliputi Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Lihat juga: - Logam - logam murni - logam ultra murni - logam berat - logam tahan api - logam langka - logam sisa - logam radioaktif -...
• - unsur kimia Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Dinamakan demikian karena hidroksidanya merupakan basa terkuat. Secara kimia logam alkali merupakan logam yang paling aktif...

  Kamus Ensiklopedis Metalurgi

• - Logam alkali - Logam golongan pertama Tabel Periodik yaitu: litium, natrium, kalium, rubidium, sesium, dan fransium. Mereka membentuk hidroksida yang sangat basa, oleh karena itu namanya...

  Kamus istilah metalurgi

• - SUBGROUP IA. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CESIUM, FRANCE Struktur elektronik logam alkali dicirikan oleh adanya satu elektron pada kulit elektron terluar, yang terikat secara relatif lemah pada inti...

  Ensiklopedia Collier

• - M.V., memiliki reaksi basa terhadap lingkungan...

  Kamus kedokteran besar

• - geokimia fasies diidentifikasi oleh peningkatan nilai pH rata-rata dalam lumpur. Ciri-ciri dasar laut dan samudera yang luas, sejumlah danau dan beberapa laguna; bisa disebut berkapur...

  Ensiklopedia Geologi

• - - penempaan magmatik. batuan yang mengandung feldspathoids dan silikat alkali berwarna gelap - basa piroksen dan amfibol basa...

  Ensiklopedia Geologi

• - Wilayah Semirechensk, distrik Vernensky, di pegunungan Alatau, pada abad ke-33. dari Seni. Targan. Ngarai ini sangat dalam sehingga siang hari hanya berlangsung beberapa jam. Mata airnya telah dirawat dan orang Kyrgyzstan menggunakannya...
• - atau logam alkali dan alkali tanah...

  Kamus Ensiklopedis Brockhaus dan Euphron

• - batuan beku yang relatif kaya akan logam alkali - natrium dan kalium...
• - unsur kimia bab. subgrup golongan I sistem periodik unsur D.I.Mendeleev: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Nama ini berasal dari hidroksida logam alkali, yang disebut alkali kaustik...

  Ensiklopedia Besar Soviet

• - LOGAM: litium Li, natrium Na, kalium K, rubidium Rb, cesium Cs, fransium Fr. Logam lunak, mudah dipotong, Rb, Cs dan Fr hampir seperti pasta dalam kondisi normal...

  Ensiklopedia modern

• - Batuan ALKALI - batuan beku dengan kandungan logam alkali yang tinggi. Mineral pembentuk batuan utama: feldspar, feldspathoids, alkali amfibol, piroksen...
• - unsur kimia Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Namanya berasal dari alkali - hidroksida logam alkali...

  Kamus ensiklopedis besar

"LOGAM ALKALI" dalam buku

Saudara logam

pengarang Terletsky Efim Davidovich

Saudara logam

Dari buku Logam yang Selalu Bersamamu pengarang Terletsky Efim Davidovich

Logam bersaudara Natrium dan kalium dapat disebut, jika bukan logam kembar, maka pastilah logam bersaudara. Keduanya termasuk logam alkali, keduanya mempunyai bilangan ganjil, menempati sel yang berdekatan dalam tabel periodik, meskipun dalam periode yang berbeda; dan yang itu

Logam mulia

Dari buku Perbaikan dan restorasi furnitur dan barang antik pengarang Khorev Valery Nikolaevich

Logam mulia Jadi, zaman kuno memberikan kepada kita tiga kategori logam dan paduan yang terkenal: besi, non-besi, dan mulia. Yang terakhir ini juga milik orang kulit berwarna, tetapi mereka secara tepat dipilih sebagai kelompok khusus. Semuanya jelas di sini - baik emas, perak, maupun

Logam

Dari buku Ayurveda untuk pemula. Ilmu tertua tentang penyembuhan diri dan umur panjang oleh Lad Vasant

Logam Selain penggunaan tanaman obat, Ayurveda menggunakan khasiat penyembuhan dari logam, perhiasan dan batu. Ajaran Ayurveda mengatakan bahwa segala sesuatu yang ada di alam diberkahi dengan energi Kesadaran Universal. Segala bentuk materi hanyalah bersifat eksternal

Logam

Dari buku Ayurveda dan yoga untuk wanita oleh Varma Juliet

Logam Semua logam, tanpa kecuali, mempunyai kekuatan penyembuhan. Hal utama adalah menggunakan kekuatan ini dengan benar. Ketika bersentuhan dengan kulit, mereka memancarkan gelombang elektromagnetik. Gelombang ini tidak hanya mempengaruhi kulit, tetapi juga seluruh organ dan jaringan tubuh. Tapi kamu harus begitu

Baterai Alkaline yang dapat diisi ulang

Dari buku Mantan Penghuni Kota di Desa. Resep terbaik untuk kehidupan pedesaan pengarang Andrey Kashkarov

Baterai Alkaline yang dapat diisi ulang Baterai alkaline yang dapat diisi ulang (jangan bingung dengan baterai yang disebut “baterai alkaline nikel-kadmium” dalam publikasi lama sebelum tahun 1990) memiliki ketahanan internal yang tinggi bahkan pada suhu kamar,

tsb

Logam alkali

Dari buku Great Soviet Encyclopedia (SHCHE) oleh penulis tsb

MENGAPA AIR ALKALI BERBAHAYA BAGI KITA?

Dari buku Cara Memperpanjang Kehidupan yang Singkat pengarang Druzyak Nikolai Grigorievich

MENGAPA AIR ALKALI BERBAHAYA BAGI KITA Bab ini juga membahas tentang sensitivitas khusus pusat pernapasan terhadap ion bikarbonat (HCO3-) - ketika natrium bikarbonat dimasukkan ke dalam darah, yang terdisosiasi menjadi ion Na+ dan HCO3-, terjadi peningkatan pernapasan. Yang terakhir ini muncul

MINERAL ALKALI

Dari buku Kebenaran Mengejutkan Tentang Air dan Garam oleh Bragg Patricia

MINERAL ALKALI Tubuh manusia mengandung bahan penghilang toksin dan racun alami yang dikumpulkan dalam produk limbah. Likuidator seperti itu adalah penyembuh sesungguhnya bagi tubuh kita. Mineral alkali, yang juga sangat penting bagi tubuh untuk menjalankan fungsinya

Logam

Dari buku Inca. Kehidupan Budaya. Agama oleh Boden Louis

Logam Logam yang dikenal pada era pra-Columbus antara lain emas, perak, tembaga, timah, platinum, dan timah. Orang India tidak mengenal besi. Ada keraguan tertentu mengenai hal ini, namun penemuan terbaru telah mengkonfirmasi fakta ini. Pejabat tinggi dari rombongan Atahualpa segera

Logam

Dari buku Filter untuk penjernihan air pengarang Khokhryakova Elena Anatolyevna

Logam Besi biasa Besi adalah salah satu unsur paling umum di alam. Kandungannya di kerak bumi sekitar 4,7% beratnya, oleh karena itu besi jika dilihat dari keberadaannya di alam biasa disebut unsur makro dalam air alami

Logam alkali adalah nama umum untuk unsur golongan 1 tabel periodik unsur kimia. Komposisinya adalah: litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), fransium (Fr), dan unsur hipotetis - ununennium (Uue). Nama golongan tersebut berasal dari nama natrium dan kalium hidroksida yang larut, yang mempunyai reaksi basa dan berasa. Mari kita perhatikan ciri-ciri umum struktur atom unsur, sifat, persiapan dan penggunaan zat sederhana.

Penomoran grup yang ketinggalan jaman dan baru

Menurut sistem penomoran yang sudah ketinggalan zaman, logam alkali yang menempati kolom vertikal paling kiri pada tabel periodik termasuk golongan I-A. Pada tahun 1989, International Chemical Union (IUPAC) mengusulkan opsi lain (jangka panjang) sebagai opsi utama. Logam alkali, sesuai dengan klasifikasi baru dan penomoran kontinu, termasuk dalam golongan 1. Kompleks ini dibuka oleh perwakilan periode ke-2 - litium, dan diakhiri oleh unsur radioaktif periode ke-7 - fransium. Semua logam golongan 1 mengandung satu elektron s di kulit terluar atomnya, yang mudah dilepaskan (dipulihkan).

Struktur atom logam alkali

Unsur-unsur golongan 1 dicirikan oleh adanya tingkat energi kedua, yang mengulangi struktur gas inert sebelumnya. Litium memiliki 2 elektron di lapisan kedua dari belakang, dan 8 elektron di lapisan sisanya. Dalam reaksi kimia, atom dengan mudah melepaskan elektron terluarnya, memperoleh konfigurasi gas mulia yang menguntungkan secara energetik. Unsur golongan 1 memiliki energi ionisasi dan keelektronegatifan (EO) yang rendah. Mereka dengan mudah membentuk ion positif bermuatan tunggal. Ketika berpindah dari litium ke fransium, jumlah proton dan elektron serta jari-jari atom bertambah. Rubidium, cesium, dan fransium lebih mudah melepaskan elektron terluarnya dibandingkan unsur-unsur sebelumnya dalam satu golongan. Akibatnya, pada kelompok dari atas ke bawah, kapasitas regeneratifnya meningkat.

Oksidasi logam alkali yang mudah mengarah pada fakta bahwa unsur-unsur golongan 1 ada di alam dalam bentuk senyawa kation bermuatan tunggal. Kandungan natrium di kerak bumi adalah 2,0%, kalium - 1,1%. Unsur lain ditemukan dalam jumlah kecil, misalnya cadangan fransium - 340 g Natrium klorida larut dalam air laut, air garam danau garam dan muara, dan membentuk endapan batu atau garam meja. Seiring dengan halit, terjadi silvinit NaCl. KCl dan silvit KCl. Feldspar dibentuk oleh kalium aluminosilikat K2. Natrium karbonat dilarutkan dalam air sejumlah danau, dan cadangan unsur sulfat terkonsentrasi di perairan Laut Kaspia (Kara-Bogaz-Gol). Ada deposit natrium nitrat di Chili (sendawa Chili). Ada sejumlah terbatas senyawa litium yang terbentuk secara alami. Rubidium dan cesium ditemukan sebagai pengotor dalam senyawa unsur golongan 1, dan fransium ditemukan dalam bijih uranium.

Urutan penemuan logam alkali

Ahli kimia dan fisikawan Inggris G. Davy pada tahun 1807 melakukan elektrolisis lelehan alkali, memperoleh natrium dan kalium dalam bentuk bebas untuk pertama kalinya. Pada tahun 1817, ilmuwan Swedia Johann Arfvedson menemukan unsur litium dalam mineral, dan pada tahun 1825 G. Davy mengisolasi logam murni. Rubidium pertama kali ditemukan pada tahun 1861 oleh R. Bunsen dan G. Kirchhoff. Peneliti Jerman menganalisis komposisi aluminosilikat dan memperoleh garis merah pada spektrum yang sesuai dengan unsur baru tersebut. Pada tahun 1939, Margarita Pere, seorang karyawan Institut Radioaktivitas Paris, menetapkan keberadaan isotop fransium. Dia menamai elemen tersebut untuk menghormati tanah airnya. Ununennium (eka-francium) adalah nama sementara untuk atom jenis baru dengan nomor atom 119. Simbol kimia Uue digunakan untuk sementara. Sejak tahun 1985, para peneliti telah mencoba mensintesis unsur baru, yang akan menjadi unsur pertama pada periode ke-8, dan unsur ketujuh pada kelompok pertama.

Sifat fisik logam alkali

Hampir semua logam alkali memiliki warna putih keperakan dan kilau logam saat baru dipotong (cesium berwarna kuning keemasan). Di udara, kilaunya memudar dan lapisan film abu-abu muncul; pada litium berubah menjadi hitam kehijauan. Logam ini memiliki kekerasan paling besar di antara kelompok tetangganya, tetapi lebih rendah dari bedak, mineral paling lembut pada skala Mohs. Natrium dan kalium mudah dibengkokkan dan dapat dipotong. Rubidium, cesium dan fransium dalam bentuk murninya berbentuk massa seperti adonan. Pelelehan logam alkali terjadi pada suhu yang relatif rendah. Untuk litium mencapai 180,54 °C. Natrium meleleh pada suhu 97,86 °C, kalium - pada 63,51 °C, rubidium - pada 39,32 °C, cesium - pada 28,44 °C. Massa jenis logam alkali lebih kecil dibandingkan massa jenis zat terkaitnya. Litium mengapung di minyak tanah, naik ke permukaan air, kalium dan natrium juga mengapung di dalamnya.

Keadaan kristal

Kristalisasi logam alkali terjadi dalam sistem kubik (berpusat pada benda). Atom-atom dalam komposisinya memiliki pita konduksi, pada tingkat bebas dimana elektron dapat berpindah. Partikel aktif inilah yang melaksanakan ikatan kimia khusus—logam. Struktur umum tingkat energi dan sifat kisi kristal menjelaskan kesamaan unsur-unsur golongan 1. Ketika berpindah dari litium ke sesium, massa atom unsur meningkat, yang menyebabkan peningkatan kepadatan secara alami, serta perubahan sifat lainnya.

Sifat kimia logam alkali

Satu-satunya elektron terluar dalam atom logam alkali tertarik lemah ke inti, sehingga dicirikan oleh energi ionisasi yang rendah dan afinitas elektron negatif atau mendekati nol. Unsur-unsur golongan 1, yang memiliki aktivitas pereduksi, praktis tidak mampu melakukan oksidasi. Pada golongan dari atas ke bawah, aktivitas reaksi kimia meningkat:

Persiapan dan penggunaan logam alkali

Logam yang termasuk dalam golongan 1 diproduksi secara industri melalui elektrolisis lelehan halida dan senyawa alami lainnya. Ketika terurai oleh arus listrik, ion positif di katoda memperoleh elektron dan direduksi menjadi logam bebas. Pada elektroda yang berlawanan, anion teroksidasi.

Selama elektrolisis lelehan hidroksida di anoda, partikel OH - dioksidasi, oksigen dilepaskan dan air diperoleh. Metode lain adalah reduksi termal logam alkali dari garam cair dengan kalsium. Zat sederhana dan senyawa unsur golongan 1 mempunyai kepentingan praktis. Lithium berfungsi sebagai bahan baku energi nuklir dan digunakan dalam teknologi roket. Dalam metalurgi digunakan untuk menghilangkan sisa hidrogen, nitrogen, oksigen, dan belerang. Hidroksida digunakan untuk melengkapi elektrolit dalam baterai alkaline.

Natrium diperlukan untuk energi nuklir, metalurgi, dan sintesis organik. Cesium dan rubidium digunakan dalam pembuatan sel surya. Hidroksida dan garam banyak digunakan, terutama klorida, nitrat, sulfat, dan karbonat logam alkali. Kation memiliki aktivitas biologis; ion natrium dan kalium sangat penting bagi tubuh manusia.