Alkalimetal , hvilket som helst af de seks kemiske grundstoffer, der udgør gruppe 1 (Ia) i det periodiske system - nemlig lithium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cæsium (Cs) og francium (Fr). Alkalimetalerne kaldes så fordi reaktion med vand danner alkalier (dvs. stærke baser, der er i stand til at neutralisere syrer). Natrium og kalium er den sjette og syvende mest forekommende af elementerne, udgør henholdsvis 2,6 og 2,4 procent af jordskorpen. De andre alkalimetaller er betydeligt mere sjældne, hvor henholdsvis rubidium, lithium og cæsium udgør 0,03, 0,007 og 0,0007 procent af jordskorpen. Francium, en naturlig radioaktiv isotop, er meget sjælden og blev først opdaget i 1939.
periodisk system Moderne version af det periodiske system over elementerne (kan udskrives). Encyclopædia Britannica, Inc.
Alkalimetalerne er seks kemiske grundstoffer i gruppe 1, kolonnen længst til venstre i det periodiske system. De er lithium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cæsium (Cs) og francium (Fr). (Ligesom de andre elementer i gruppe 1 har hydrogen (H) en elektron i sin yderste skal, men det er ikke klassificeret som et alkalimetal, da det ikke er et metal, men en gas ved stuetemperatur.)
Alkalimetalerne er så navngivet, for når de reagerer med vand de danner alkalier. Alkalier er hydroxid forbindelser af disse grundstoffer, såsom natriumhydroxid og kaliumhydroxid. Alkalier er meget stærke baser, der er ætsende. Lye er for eksempel natriumhydroxid. Alkalier reagerer med syrer til dannelse af salte.
Base Læs mere om baser.Alkalimetalerne har lave smeltepunkter. Lithium smelter ved 180,5 ° C (356,9 ° F); cæsium smelter ved kun 28,4 ° C (83,1 ° F). Disse elementer er også fremragende ledere af varme og elektricitet. Alkalimetalerne er meget reaktive og findes normalt i forbindelser med andre grundstoffer, såsom salt (natriumchlorid, NaCl) og kaliumchlorid (KCl).
Det mest almindelige alkalimetal er natrium , hvilket er 2,8 procent af jordskorpen. Den mest almindelige natrium forbindelse er natriumchlorid (NaCl), salt. Det næst mest almindelige er kalium , hvilket er 2,6 procent af jordskorpen. De andre alkalimetaller er meget sjældnere. Rubidium, lithium og cæsium er henholdsvis 0,01, 0,002 og 0,0007 procent af jordskorpen. Francium er radioaktiv , og kun små mængder af det findes i naturen.
Sodium Lær mere om natrium.Alkalimetalerne er så reaktive, at de generelt findes i naturen kombineret med andre grundstoffer. Enkel mineraler såsom halit (natriumchlorid, NaCl), sylvit (kaliumchlorid, KCl) og carnallit (et kalium-magnesiumchlorid, KCl · MgClto· 6HtoO), er opløselige i vand og ekstraheres og renses derfor let. Mere komplekse, vanduopløselige mineraler er dog langt mere rigelige i jordskorpen. En meget fortyndet gas af atomatrium (ca. 1.000 atomer pr. Kubik cm [ca. 16.000 atomer pr. Kubikcentimeter]) produceres i Jordens mesosfære (højde ca. 90 km) ved ablation af meteorer. Efterfølgende reaktion af natrium med ozon og atomært ilt producerer ophidsede natriumatomer, der udsender det lys, vi ser som en meteors hale såvel som den mere diffuse atmosfæriske natglød. Mindre mængder lithium og kalium er også til stede.
Alkalimetallerne har den sølvlignende glans, høj duktilitet og fremragende ledningsevne af elektricitet og varme, der generelt er forbundet med metaller. Lithium er det letteste metalelement. Alkalimetalerne har lave smeltepunkter, der spænder fra en højde på 179 ° C (354 ° F) for lithium til et lavt niveau på 28,5 ° C (83,3 ° F) for cæsium. Legeringer af alkalimetaller findes der smelter så lavt som -78 ° C (-109 ° F).
Find ud af, hvordan en godartet bakterievirus kan bruges til at forbedre ydeevnen for lithium-oxygen-opbevaringsbatterier Lær, hvordan en godartet bakterievirus kan bruges til at forbedre udførelsen af lithium-oxygen-opbevaringsbatterier. Massachusetts Institute of Technology (en Britannica Publishing Partner) Se alle videoer til denne artikel
Alkalimetalerne reagerer let med atmosfærisk ilt og vanddamp. (Lithium reagerer også med kvælstof .) De reagerer kraftigt og ofte voldsomt med vand for at frigive brint og danne stærke kaustiske opløsninger. Mest almindelige ikke-metalliske stoffer såsom halogener , halogen syrer, svovl og fosfor reagerer med alkalimetalerne. Alkalimetallerne reagerer selv med mange organiske stoffer forbindelser , især dem, der indeholder et halogen eller et let udskifteligt hydrogenatom.
Natrium er langt det vigtigste alkalimetal med hensyn til industriel anvendelse. Metallet anvendes til reduktion af organiske forbindelser og til fremstilling af mange kommercielle forbindelser. Som et frit metal bruges det som varmeoverføringsvæske i nogle atomreaktorer. Hundredtusinder af kommercielle forbindelser, der indeholder natrium, anvendes årligt, inklusive almindeligt salt (NaCl), bagepulver (NaHCO3natriumcarbonat (NatoHVAD3) og kaustisk soda (NaOH). Kalium har betydeligt mindre anvendelse end natrium som et frit metal. Kaliumsalte forbruges imidlertid i betydelige mængder ved fremstilling af gødning. Lithiummetal anvendes i visse letmetallegeringer og som reaktant i organiske synteser. En vigtig anvendelse af lithium er i konstruktionen af letvægts batterier . Primære lithium-batterier (ikke genopladelige) bruges i vid udstrækning i mange enheder såsom kameraer, mobiltelefoner og pacemakere. Genopladelig lithium-opbevaringsbatterier der kunne være egnet til fremdrift af køretøj eller energilagring er genstand for intensiv forskning. Rubidium og cæsium og deres forbindelser har begrænset anvendelse, men cæsiummetaldamp bruges i atomure, der er så nøjagtige, at de bruges som tidsstandarder.
cæsium atomur Cæsium atomur. Encyclopædia Britannica, Inc.
hvad er levestedet for en løve
Alkalimetalsalte var kendt for de gamle. Det Gamle Testamente henviser til et salt kaldet neter (natriumcarbonat), der blev ekstraheret fra asken af vegetabilsk stof. Saltpetre (kaliumnitrat) blev brugt i krudt, som blev opfundet i Kina omkring det 9. århundredetilog var blevet introduceret i Europa i det 13. århundrede.
I oktober 1807 isolerede den engelske kemiker Sir Humphry Davy kalium og så natrium . Navnet natrium stammer fra det italienske soda , et udtryk anvendt i middelalderen på alle baser; kalium kommer fra franskmændene kaliumchlorid , et navn brugt på den rest, der er tilbage i fordampningen af vandige opløsninger afledt af træaske.
Lithium blev opdaget af den svenske kemiker Johan August Arfwedson i 1817 under analyse af mineral petalitten. Navnet lithium er afledt af lithos , det græske ord for stenet. Elementet blev ikke isoleret i ren form, før Davy producerede en lille mængde ved elektrolyse af lithiumchlorid.
Mens de tyske kemikere Robert Bunsen og Gustav Kirchhoff undersøgte mineralvandene i Pfalz i 1860, opnåede de et filtrat, der var karakteriseret ved to linjer i det blå område af dets spektrum (det lys, der udsendes, når prøven blev indsat i en flamme ). De foreslog tilstedeværelsen af et nyt alkali-element og kaldte det cæsium , afledt af latin caesius , bruges til at betegne den blå himmel. Ved udvinding af alkalier fra mineralet lepidolit adskilte de samme forskere en anden opløsning, som gav to spektrale linjer med rød farve. De foreslog navnet rubidium for elementet i denne løsning fra latin rubidus , som blev brugt til den mørkeste røde farve. Francium blev først opdaget i 1939 af Marguerite Perey fra Radium Institute i Paris.
I det 19. århundrede var den eneste anvendelse af alkalimetaller anvendelsen af natrium som et reagens til fremstilling af aluminium. Da den elektrolytiske proces til aluminiumrensning blev etableret, så det ud til, at anvendelse af natrium i stor skala ville ophøre. Efterfølgende forbedringer i den elektrolytiske produktion af natrium reducerede imidlertid omkostningerne ved dette element i en sådan grad, at det kan anvendes økonomisk til fremstilling af benzinadditiver, reagenser til kemisk industri, herbicider, insekticider , nylon, lægemidler og reagenser til metalraffinering. Den kontinuerlige elektrolyse af natriumhydroxid, en teknik kaldet Castner-processen, blev erstattet i 1926 af Downs-celleprocessen. Denne proces, hvor en smeltet natriumchlorid-calciumchloridblanding (for at reducere smeltepunktet) elektrolyseres, producerer både natriummetal og klor.
