Tiesitkö, että jaksollisen järjestelmän alkuaineet luokitellaan edelleen niiden ominaisuuksien perusteella? No, riippuen metallien osoittaman reaktion luonteesta, joitakin metalleja kutsutaan emäksisiksi metalleiksi. Tällaisen luokittelun tekeminen on joskus elintärkeää eri alkuaineiden ymmärtämisen kannalta.
Se auttaa meitä myös määrittämään tietyn alkuaineen odotettavissa olevan lopputuloksen sen perusteella, miten se sijoittuu jaksollisessa järjestelmässä. Näin ollen alkalimetallien ja niiden ominaisuuksien tutkiminen on hyvin mielenkiintoista ja stimuloivaa jaksollisen järjestelmän yleisen tuntemuksen kannalta. Ymmärtäkäämme lisää näistä metalleista.
Suggested Videos
Luettelo emäksisistä metalleista
(Lähde: Image40)
Jaksollisen järjestelmän ryhmään 1 kuuluvat seuraavat alkalimetallit:
- Lithium
- Natrium
- Kalium
- Rubidium
- Kaesium
Alkalimetallit Ominaisuudet
Ryhmän 1 alkuaineiden yleinen elektronikonfiguraatio on ns1. Niillä on voimakas taipumus luovuttaa valenssielektroninsa viimeisellä kuorella vahvojen ionisidosten muodostamiseksi. Niillä on pienin ydinvaraus omissa jaksoissaan. Ryhmässä alaspäin mentäessä atomisäde kasvaa. Siksi ydinvaraus pienenee. Cesium on ryhmän metallisin alkuaine.
Jotta alkuaineet eivät pääsisi kosketuksiin hapen kanssa, niitä säilytetään öljyä sisältävissä purkeissa. Näiden alkuaineiden sulamispisteet ovat melko alhaiset, eli litiumin sulamispiste on 180 celsiusastetta ja rubidiumin 39 celsiusastetta. Mitä tulee metallin tiheyteen, ykkösryhmän alkuaineilla on hyvin alhainen tiheys, jopa 1 gcm-3, mikä tarkoittaa, että ne voivat helposti kellua veden pinnalla.
Jos siis päätämme leikata näitä metalleja, pystymme tekemään sen ilman suurempia ongelmia. Kun ne on leikattu kahteen osaan, voimme havaita, että niiden pinta on yhtä kiiltävä kuin minkä tahansa muun metallin, mutta jopa sen jälkeen, kun niitä säilytetään öljyssä, ne himmenevät. Lämmön- ja sähkönjohtimina ne ovat erinomaisia.
Lue lisää ryhmän 14 alkuaineista täältä.
Alkalimetallien reaktiivisuus veden kanssa
Alkalimetallit ovat saaneet luokittelunsa veden kanssa tapahtuvan reaktionsa tulosten perusteella. Emäksiset metallit tuottavat veden kanssa reagoidessaan emäksistä liuosta sekä vetykaasua. Seuraavat kemialliset yhtälöt osoittavat, miten eri metallit reagoivat veden kanssa:
litium + vesi → litiumhydroksidi + vety
2 Li(s) + 2 H2O(l) → 2 LiOH (aq) + H2(g)
natrium + vesi → natriumhydroksidi + vety
2 Na(s) + 2 H2O(l) → 2 NaOH (aq) + H2(g)
kalium + vesi → kaliumhydroksidi + vety
2 K(s) + 2 H2O(l) → 2 KOH (aq) + H2(g)
Kaikki alkuaineet tietyssä ryhmässä reagoivat analogisesti.
Miten alkalimetallit reagoivat muuten?
Koska alkalimetallit ovat jaksollisen järjestelmän reaktiivisin metalliryhmä, kukin näistä metalleista pystyy reagoimaan eri alkuaineiden kanssa erilaisiin tuloksiin. Seuraavat kemialliset yhtälöt osoittavat joitakin tapoja, joilla ne reagoivat:
kalium + happi → kaliumoksidi
4 K(s) + O2(g) → 2 K2O(s)
natrium + kloori → natriumkloridi
2 Na(s) + Cl2(g) → 2 NaCl(s)
kalium + kloori → kaliumkloridi
2 K(s) + Cl2(g) → 2 KCl (s)
Kaikki emäkset ilmenevät yhdistemuodossaan valkoisena kiinteänä aineena, joka pystyy liukenemaan veteen. Useimmat näistä yhdisteistä ovat luonteeltaan ionisia.
Tutustu ryhmän 16 alkuaineisiin täältä.
Emäksimetallien historia
Vanhoina aikoina aikaisemmat ihmiset tiesivät emäksisistä metallisuoloista Vanhan testamentin kautta, jossa viitataan suolaan nimeltä ”Neter” (natriumkarbonaatti), joka uutettiin kasviperäisen aineksen tuhkasta. Salpietaria (kaliumnitraattia) käytettiin ruudissa, joka keksittiin Kiinassa noin 9. vuosisadalla jKr. ja joka oli tuotu Eurooppaan 1200-luvulla.
Lokakuussa vuonna 1807 englantilainen kemisti Sir Humphry Davy eristi kaliumin ja myöhemmin natriumin. Natriumin nimi tulee italian soda-nimestä, jota käytettiin keskiajalla kaikista emäksistä, ja kaliumin nimi tulee ranskan kielen potasse-nimestä, jota käytettiin puun tuhkasta peräisin olevien vesiliuosten haihdutuksessa jäljelle jääneestä jäännöksestä.
Vuonna 1817 ruotsalainen kemisti Johan August Arfwedson löysi litiumin analysoidessaan kivennäismaista petaliittia. Nimi litium tulee kreikan kiveä tarkoittavasta sanasta lithos. Alkuaine eristettiin puhtaassa muodossa vasta, kun Davy valmisti pienen määrän litiumkloridia elektrolyysin avulla.
Lue lisää ryhmän 17 alkuaineista täältä.
Ratkennut kysymys sinulle
Kysymys: Mitä ominaisuuksia alkalimetalleilla on?
Vastaukset: Alkalimetallit ovat luonnossa erittäin reaktiivisia, minkä vuoksi ne ilmenevät luonnossa yhdistelminä muiden alkuaineiden kanssa. Useimmat näistä metalleista liukenevat helposti veteen, mikä tekee niiden uuttamisesta melko helppoa. Kaikilla alkalimetalleilla on hopean kaltainen kiilto, joka saa ne näyttämään kiiltäviltä. Ne ovat erittäin sitkeitä ja johtavat sähköä ongelmitta.
Kaikilla alkalimetalleilla on hyvin alhainen sulamispiste, ja tällaisten alkalimetallien seoksilla on vielä alhaisempi sulamispiste. Ne reagoivat helpoimmin ilmakehän hapen ja vesihöyryn kanssa. Ne pystyvät myös reagoimaan melko voimakkaasti muodostaen vetykaasua ja vahvoja syövyttäviä liuoksia.