Алкален метал , който и да е от шестте химични елемента, които съставляват група 1 (Ia) на периодичната таблица - име, литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). Алкалните метали се наричат така, защото реакцията с вода образува алкали (т.е. силни основи, способни да неутрализират киселини). Натрият и калият са шестият и седмият по изобилие от елементите, съставляващи съответно 2,6 и 2,4 процента от земната кора. Другите алкални метали са значително по-редки, като рубидий, литий и цезий, съответно, образуват 0,03, 0,007 и 0,0007 процента от земната кора. Франциумът, естествен радиоактивен изотоп, е много рядък и е открит едва през 1939 г.
периодична таблица Модерна версия на периодичната таблица на елементите (за печат). Енциклопедия Британика, Inc.
Алкалните метали са шест химични елемента в група 1, най-лявата колона в периодичната таблица. Те са литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). (Подобно на другите елементи в група 1, водородът (H) има един електрон в най-външната си обвивка, но той не е класифициран като алкален метал, тъй като не е метал, а газ при стайна температура.)
Периодична таблица на елементите Изчистете периодичната таблица на елементите.Алкалните метали са наречени така, защото когато реагират с вода те образуват алкали. Алкалите са хидроксид съединения от тези елементи, като натриев хидроксид и калиев хидроксид. Алкалите са много силни основи, които са разяждащи. Лугата например е натриев хидроксид. Алкалите реагират с киселини, образувайки соли.
База Прочетете повече за основите.Алкалните метали имат ниски точки на топене. Литийът се топи при 180,5 ° C (356,9 ° F); цезий топи се само при 28,4 ° C (83,1 ° F). Тези елементи също са отлични проводници на топлина и електричество. Алкалните метали са много реактивни и затова обикновено се намират в съединения с други елементи, като сол (натриев хлорид, NaCl) и калиев хлорид (KCl).
Най-често срещаният алкален метал е натрий , което е 2,8 процента от земната кора. Най-често срещаният натрий съединение е натриев хлорид (NaCl), сол. Следващият най-често срещан е калий , което е 2,6 процента от земната кора. Другите алкални метали са много по-редки. Рубидий, литий и цезий са съответно 0,01, 0,002 и 0,0007 процента от земната кора. Франциумът е радиоактивен , а в природата съществуват само малки количества от него.
Натрий Научете повече за натрия.Алкалните метали са толкова реактивни, че обикновено се срещат в природата в комбинация с други елементи. Просто минерали , като халит (натриев хлорид, NaCl), силвит (калиев хлорид, KCl) и карналит (калиев-магнезиев хлорид, KCl · MgClдве· 6НдвеO), са разтворими във вода и следователно лесно се екстрахират и пречистват. По-сложните, неразтворими във вода минерали обаче са много по-богати в земната кора. Много разреден газ от атомен натрий (около 1000 атома на кубичен см [около 16 000 атома на кубичен инч]) се получава в мезосферата на Земята (надморска височина около 90 км) чрез аблация на метеори. Следващата реакция на натрий с озон и атомен кислород произвежда възбудени натриеви атоми, които излъчват светлината, която виждаме като опашка на метеор, както и по-дифузния атмосферен нощен блясък. Присъстват и по-малки количества литий и калий.
Алкалните метали имат подобен на сребро блясък, висока пластичност и отлична проводимост на електричество и топлина, обикновено свързани с металите. Литият е най-лекият метален елемент. Алкалните метали имат ниски точки на топене, вариращи от най-високите 179 ° С (354 ° F) за литий до ниска от 28,5 ° C (83,3 ° F) за цезий. Сплави от алкални метали съществуват, които се топят до -78 ° C (-109 ° F).
Открийте как може да се използва доброкачествен бактериален вирус, за да се подобри работата на литиево-кислородните акумулаторни батерии Научете как доброкачественият бактериален вирус може да се използва за подобряване на работата на литиево-кислородните акумулаторни батерии. Масачузетски технологичен институт (издателски партньор на Британика) Вижте всички видеоклипове за тази статия
Алкалните метали реагират лесно с атмосферния кислород и водната пара. (Литият също реагира с азот .) Те реагират енергично и често бурно с вода, за да отделят водород и да образуват силни разяждащи разтвори. Най-често срещаните неметални вещества като халогени , халоген киселини, сяра и фосфор взаимодействат с алкалните метали. Самите алкални метали реагират с много органични вещества съединения , особено тези, съдържащи халоген или лесно заменим водороден атом.
Натрият е най-важният алкален метал по отношение на индустриалната употреба. Металът се използва при редуцирането на органични съединения и при получаването на много търговски съединения. Като свободен метал се използва като флуид за пренос на топлина в някои ядрени реактори. Годишно се използват стотици хиляди тонове търговски съединения, които съдържат натрий, включително обикновена сол (NaCl), сода за хляб (NaHCO3), натриев карбонат (NaдвеКАКВО3) и сода каустик (NaOH). Калият се използва значително по-малко от натрия като свободен метал. Калиевите соли обаче се консумират в значителни тонажи при производството на торове. Литиевият метал се използва в някои сплави от леки метали и като реагент в органични синтези. Важно използване на литий е при конструирането на леки батерии . Първични литиеви батерии (не се презареждат) се използват широко в много устройства като камери, клетъчни телефони и пейсмейкъри. Акумулаторна литиеви акумулаторни батерии които биха могли да бъдат подходящи за задвижване на превозни средства или за съхранение на енергия са обект на интензивни изследвания. Рубидий и цезий и техните съединения имат ограничена употреба, но металните пари на цезий се използват в атомните часовници, които са толкова точни, че се използват като стандарти за време.
цезиев атомен часовник Цезиев атомен часовник. Енциклопедия Британика, Inc.
кога и къде започна ренесансът
Солите на алкалните метали са били известни на древните. Старият завет се отнася до сол, наречена нетер (натриев карбонат), който се извлича от пепелта от растителни вещества. Селитра (калиев нитрат) се използва в барута, който е изобретен в Китай около 9-ти векда сеи е въведен в Европа през 13 век.
През октомври 1807 г. английският химик сър Хъмфри Дейви изолира калий и тогава натрий . Името натрий произлиза от италианското Газирани напитки , термин, прилаган през Средновековието за всички алкали; калият идва от французите поташ , име, използвано за остатъка, оставен при изпаряване на водни разтвори, получени от дървесна пепел.
Литият е открит от шведския химик Йохан Август Арфведсън през 1817 г., докато анализира минерала петалит. Името литий произлиза от литос , гръцката дума за каменист. Елементът не беше изолиран в чиста форма, докато Дейви не произведе малко количество от електролизата на литиев хлорид.
Докато германските химици Робърт Бунзен и Густав Кирххоф са изследвали минералните води в Пфалц през 1860 г., те са получили филтрат, който се характеризира с две линии в синята област на неговия спектър (светлината, излъчена при вмъкване на пробата в пламък ). Те предположиха наличието на нов алкален елемент и го нарекоха цезий , получено от лат цезий , използван за обозначаване на синьото на небето. Същите изследователи, при извличането на алкалите от минерала лепидолит, отделят друг разтвор, който дава две спектрални линии с червен цвят. Те предложиха наименованието рубидий за елемента в това решение от латински рубидус , който е използван за най-тъмния червен цвят. Франциум е открит едва през 1939 г. от Маргарит Перей от Института по радий в Париж.
През 19 век единствената употреба на алкалните метали е използването на натрий като реагент при производството на алуминий. Когато се установи електролитният процес за пречистване на алуминий, се оказа, че широкомащабното използване на натрий ще спре. Последващите подобрения в електролитното производство на натрий обаче намаляват разходите за този елемент до такава степен, че той може да бъде използван икономически за производство на бензинови добавки, реактиви за химическата промишленост, хербициди инсектициди , найлон, фармацевтични продукти и реагенти за рафиниране на метали. Непрекъснатата електролиза на натриевия хидроксид, техника, наречена процес на Кастнър, е заменена през 1926 г. с клетъчния процес на Даунс. Този процес, при който разтопена смес натриев хлорид-калциев хлорид (за намаляване на температурата на топене) се електролизира, води до получаване на натриев метал и хлор.
