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Was sind Alkalimetalle im Periodensystem?

Was sind Alkalimetalle?

Die Alkalimetalle sind sechs chemische Elemente in Gruppe 1, der Spalte ganz links im Periodensystem. Sie sind Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs) und Francium (Fr). (Außer Wasserstoff (H) hat ein Elektron in seiner äußersten Schale, wird aber nicht als Alkalimetall eingestuft, da es bei Raumtemperatur kein Metall, sondern ein Gas ist.)

Die Alkalimetalle werden so genannt, weil sie bei der Reaktion mit Wasser Alkalien bilden. Alkalien sind Hydroxidverbindungen dieser Elemente, wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. Alkalien sind sehr starke Basen, die ätzend sind. Lauge ist beispielsweise Natriumhydroxid. Alkalien reagieren mit Säuren zu Salzen.

In ihrer reinen Form sind Alkalimetalle weiche, glänzende Metalle mit niedrigen Schmelzpunkten. Alkalimetalle reagieren leicht mit Luft und Feuchtigkeit. Aufgrund ihrer Reaktivität müssen bei der Verwendung und Lagerung dieser Metalle besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

Die Alkalimetalle sind hochreaktive Metalle bei Standardtemperatur und -druck und verlieren leicht ihr äußerstes Elektron, um Kationen mit einer Ladung von +1 zu bilden. Sie können alle aufgrund ihrer Weichheit leicht mit einem Messer geschnitten werden und zeigen eine glänzende Oberfläche, die an der Luft aufgrund von Oxidation durch Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff (und im Fall von Lithium durch Stickstoff) schnell anläuft.

Aufgrund ihrer hohen Reaktivität müssen sie unter Öl gelagert werden, um eine Reaktion mit Luft zu vermeiden, und kommen natürlicherweise nur in Salzen und niemals als freie Elemente vor. Cäsium, das fünfte Alkalimetall, ist das reaktivste aller Metalle. Alle Alkalimetalle reagieren mit Wasser, wobei die schwereren Alkalimetalle heftiger reagieren als die leichteren.

Alkalimetalle im Periodensystem

Die Alkalimetalle sind Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs) und Francium (Fr). Diese Gruppe liegt im s-Block des Periodensystems, da alle Alkalimetalle ihr äußerstes Elektron in einem s-Orbital haben.

Die Alkalimetalle sind das beste Beispiel für Gruppentendenzen von Eigenschaften im Periodensystem, wobei Elemente ähnliche Eigenschaften aufweisen. Wenn Sie sich beispielsweise in der Tabelle nach unten bewegen, zeigen alle bekannten Alkalimetalle:

Im Allgemeinen nehmen ihre Dichten zu, wenn man sich in der Tabelle nach unten bewegt, mit Ausnahme von Kalium, das eine geringere Dichte als Natrium hat.

Eigenschaften von Alkalimetallen

Die Alkalimetalle sind eine Gruppe chemischer Elemente im Periodensystem mit den folgenden physikalischen und chemischen Eigenschaften:

Die Alkalimetalle haben niedrige Schmelzpunkte. Lithium schmilzt bei 180,5 ° C (356,9 ° F); Cäsium schmilzt bereits bei 28,4 °C (83,1 °F). Diese Elemente sind auch hervorragende Wärme- und Stromleiter. Die Alkalimetalle sind sehr reaktiv und kommen daher normalerweise in Verbindungen mit anderen Elementen wie Salz (Natriumchlorid, NaCl) und Kaliumchlorid (KCl) vor.

Sie alle lassen sich aufgrund ihrer Weichheit leicht mit einem Plastikmesser schneiden, und ihre glänzende Oberfläche läuft an der Luft durch Oxidation schnell an. Aufgrund ihrer hohen Reaktivität müssen Alkalimetalle unter Öl gelagert werden, um eine Reaktion mit Luft zu vermeiden.

In der modernen IUPAC-Nomenklatur umfassen die Alkalimetalle die Elemente der Gruppe 1, ausgenommen Wasserstoff. Alle Alkalimetalle reagieren mit Wasser, wobei die schwereren Alkalimetalle heftiger reagieren als die leichteren.

Eigenschaften der Alkalimetalle:

Eigenschaften Lithium Natrium Kalium Rubidium Cäsium Francium
Ordnungszahl 3 11 19 37 55 87
Atomgewicht (oder stabilstes Isotop ) 6.941 22,99 38.098 86.468 132.905 223
Elementfarbe Silber Silber Silber Silber Silber
Schmelzpunkt (°c) 180,5 97,72 63,38 39.31 28.44 27
Siedepunkt (°c) 1.342 883 759 688 671 677
Dichte bei 20 °C (Gramm pro Kubikzentimeter) 0,534 0,971 0,862 1.532 1.873
Volumenzunahme beim Schmelzen (Prozent) 1.51 2.63 2.81 2.54 2.66
Valenz 1 1 1 1 1 1
Massenzahl der häufigsten Isotope (terrestrische Häufigkeit, Prozent) 6 (7,59), 7 (92,41) 23 (100) 39 (93,2581), 40 (0,0117), 41 (6,7302) 85 (72,17), 87 (27,83) 133 (100)
Der Flamme verliehene Farbe Rot Gelb Violett Gelbviolett Blau
Hauptspektralemissionslinien (Wellenlänge, Angström) 6.708; 6.104 5.890; 5.896 7.699; 7.665 4.216; 4.202 4.593; 4.555
Die Schmelzwärme (Kalorien pro Mol/Kilojoule pro Mol) 720 (3) 621 (2,6) 557 (2,33) 523 (2.19) 500 (2,09) 500 (2)
Spezifische Hitze (Joule pro Gramm Kelvin) 3.582 1.228 0,757 0,363 0,242
Elektrischer Widerstand bei 293–298 k (Mikroohm Zentimeter) 9.5 4.9 7.5 13.3 21
Magnetische Suszeptibilität (cgs-Einheiten) 14.2 (10 −6 ) 16 (10 −6 ) 20,8 (10 −6 ) 17 (10 −6 ) 29 (10 −6 )
Kristallstruktur Körperzentrierter Kubisch Körperzentrierter Kubisch Körperzentrierter Kubisch Körperzentrierter Kubisch Körperzentrierter Kubisch
Radius:Atom (Angström) 1,67 1.9 2.43 2,65 2,98
Radius:ionisch (+1 Ionen, Angström) 0,9 1.16 1,52 1,66 1,81 1,94
Radius:metallisch (Angström, 12-Koordinate) 1,57 1,91 2,35 2.5 2.72 2.8
Erste Ionisationsenergie (Kilojoule pro Mol) 520.2 495,8 418,8 403 375,7 380
Oxidationspotential für die Oxidation vom Oxidationszustand 0 zu +1 bei 25 °C (Volt) 3.04 2.71 2,93 2.92 2.92 2.92
Elektronegativität (Paulus) 0,98 0,93 0,82 0,82 0,79 0,7

Liste der Alkalimetalle

Die Alkalimetalle sind:

  • Lithium (Li)
  • Natrium (Na)
  • Kalium (K)
  • Rubidium (Rb)
  • Cäsium (Cs)
  • Francium (Fr)

Die International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) schließt Wasserstoff (H) als Alkalimetall aus, da es unter gewöhnlichen Temperaturen und Drücken als Gas auftritt. Wasserstoff weist jedoch viele der Eigenschaften auf, die mit Elementen dieser Gruppe verbunden sind, und wird unter extrem hohem Druck zu einem Alkalimetall.

Beispiele für Alkalimetalle

Die Alkalimetalle sind sechs chemische Elemente in Gruppe 1, der Spalte ganz links im Periodensystem. Sie sind Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs) und Francium (Fr).

Lithium

Lithium ist das leichteste bisher entdeckte Metall. Es ist das einzige Metall, das mit Stickstoff reagiert. Lithiumoxid ist amphoter (sowohl Säure- als auch Baseneigenschaften). Mit Ausnahme von Lithium sind andere Alkalielemente überwiegend ionisch. Die Ladungsdichte von Lithium ist stärker als bei anderen Alkalimetallen, wodurch es stark hydratisiert wird.

Lithium wurde 1817 von Johan Arfvedson während einer Petalit-LiAlSi4O10-Analyse entdeckt. Das Wort Lithium leitet sich vom griechischen Wort „lithos“ ab und bedeutet Stein. Lithium kommt in einer Reihe von pegmatitischen Mineralien, Tonen, Solen, Ozeanen und in allen Lebewesen vor.

Verwendung von Lithium

  • Lithium wird in hitzebeständigen Keramiken und Gläsern verwendet.
  • Eine Legierung aus Lithium wird im Flugzeugbau verwendet.
  • Lithiumdeuterid wird als Fusionsbrennstoff in thermonuklearen Waffen verwendet.
  • Lithiumbatterien stecken im Vergleich zu anderen Metallen voller Energie. Revolutionäre Geräte wie Mobiltelefone und Computer verwenden Lithiumbatterien.
  • Lithiumsalze werden als stimmungsstabilisierendes Medikament verwendet.
  • Lithium-6 ist die Hauptquelle der Tritiumproduktion.
  • Lithium wird zur Desoxidation von Kupfer und Kupferlegierungen verwendet.
  • Lithiumverbindungen werden als pyrotechnische Farbstoffe in Feuerwerkskörpern verwendet, die eine rote Leuchtdichte erzeugen.
  • Schmierfette werden aus Lithium hergestellt.

Natrium

Natrium ist ein chemischer Stoff, den wir täglich in Form von Natriumchlorid (Kochsalz) mit unserer Nahrung aufnehmen. Natrium wird durch Elektrolyse von Natriumchlorid hergestellt. Natriumelement ist sehr reaktiv.

Im Jahr 1806 erhielt Sir Humphry Davy, ein Chemiker, Natrium, indem er elektrischen Strom durch geschmolzenes Natriumhydroxid leitete. Natrium wurde zuerst durch Kernfusion in Sternen hergestellt, durch die Fusion von zwei Kohlenstoffatomen. Es kann auch in Sternen entstehen, wenn Neonatome ein Proton gewinnen.

Verwendung von Natrium

  • Natrium wird als Glanz in Metallen verwendet.
  • Flüssiges Natrium wird als Kühlmittel in Kernreaktoren verwendet.
  • Das Natriumsalz von Fettsäuren wird in Seife verwendet.
  • NaK, eine Legierung aus Natrium und Kalium, ist ein wichtiges Wärmeübertragungsmittel.
  • Natriumverbindungen werden in der Papier-, Textil-, Erdöl- und chemischen Industrie verwendet.
  • Natriumjodid wird verwendet, um ausgedehnte Scherpilzflechte zu behandeln.
  • Natrium wird in Straßenlaternen und Natriumdampflampen verwendet, da es ein gelbes Leuchten mit heller Leuchtdichte erzeugen kann.
  • Als Ofenreiniger wird Natriumhydroxid verwendet.

Kalium

Kalium ist das 19. Element im Periodensystem. Kalium spielt eine wichtige Rolle für das reibungslose Funktionieren unseres Körpers. Es ist ein essentielles Mineral, das in Organismen erhalten bleiben sollte. Wenn der Kaliumspiegel nicht ausgeglichen ist, kann es zu Hyperkaliämie oder Hypokaliämie kommen.

Kalium wird an der Luft grau. Um Oxidation zu verhindern und Feuchtigkeit fernzuhalten, wird Kalium in Erdöl gespeichert.

Verwendung von Kalium

  • Kaliumchlorid ist essentiell für das Wachstum von Pflanzen. Es wird in Düngemitteln verwendet.
  • Kali verbessert die Wasserretention, den Ertrag, den Nährwert, den Geschmack, die Farbe, die Textur und die Krankheitsresistenz von Nahrungspflanzen.
  • Kaliumchlorat und Kaliumnitrat werden in Sprengstoffen und Feuerwerkskörpern verwendet.
  • Kaliumnitrat wird als Konservierungsmittel für Lebensmittel verwendet.
  • Kalium hält den Blutdruck und den Säuregehalt in unserem Körper aufrecht.
  • Kaliumchromat wird beim Gerben von Leder und bei der Herstellung von Tinten, Schießpulver, Farbstoffen, Streichhölzern usw. verwendet
  • Kalium ist für eine normale Zellatmung und Elektrolytfunktion unerlässlich, da 95 % unserer Zellen aus Kalium bestehen.
  • Kaliumhydroxid wird zur Herstellung von Waschmitteln verwendet.
  • Kalium hilft, Flüssigkeiten in das Herz und die Nerven zu pumpen.

Rubidium

Rubidium ist ein radioaktives Element. Es leitet sich vom lateinischen Wort rubius ab und bedeutet tiefstes Rot.

Verwendung von Rubidium

  • Rubidium 82 wird in der myokardialen Perfusion verwendet.
  • Rubidium wird bei der Herstellung von Atomuhren, elektronischen Röhren und Fotozellen verwendet.
  • Rubidium wird als Arbeitsflüssigkeit in Dampfturbinen verwendet.
  • Es wird als Komponente in den Motoren von Raumfahrzeugen verwendet.
  • Rubidiumdampf wird bei der Laserkühlung verwendet.
  • Rubidiumchlorid wird verwendet, um Zellen zur Aufnahme von DNA zu induzieren.
  • Es wird in thermoelektrischen Generatoren verwendet.
  • Rubidiumcarbonat wird zur Herstellung optischer Gläser verwendet.
  • Aufgrund der Hyperfeinstruktur der Energieniveaus von Rubidium wird es in Atomuhren verwendet.
  • Eine Verbindung aus Rubidium, Silber und Jod hat bestimmte elektrische Eigenschaften und wird zur Herstellung von Dünnschichtbatterien verwendet.

Cäsium

Cäsium ist ein aktives Metall. Cäsium ist chemisch gesehen das elektropositivste Element und verbindet sich mit Anionen zu Verbindungen. Es ist ein hochgiftiges Element. Cäsiumhydroxid ist die stärkste bisher entdeckte Base.

Es hat viele Isotope, von denen Cäsium-133 ein stabiles Isotop und der wichtigste Standard für die Zeitmessung ist (Cäsiumuhren oder Atomuhren). Cäsium ist bei oder nahe Raumtemperatur flüssig.

Verwendung von Cäsium

  • Cäsium-134 wird in der Kernenergieindustrie verwendet.
  • Verwendet in photoelektrischen Zellen aufgrund ihrer schnellen Elektronenemission.
  • Cäsium wird als Katalysator für die Hydrierung bestimmter organischer Verbindungen verwendet.
  • Es wird in Antriebssystemen verwendet.
  • Entfernt Luftspuren aus Vakuumröhren.
  • Cäsium wird in Fotovoltaikzellen, Fernsehbildgeräten und Nachtsichtgeräten verwendet.
  • Cäsiumdampf wird im Magnetometer verwendet.
  • Cäsium-137 wird in der Brachytherapie zur Behandlung von Krebs eingesetzt. (Die Brachytherapie ist eine Krebsbehandlungsmethode, bei der radioaktive Elemente verwendet werden)
  • Cäsiumchloridlösung wird in der Molekularbiologie für die Dichtegradienten-Ultrazentrifugation verwendet, hauptsächlich zur Isolierung von Viruspartikeln, subzellulären Organellen und Fraktionen und Nukleinsäuren aus biologischen Proben.
  • Cäsium wird als Standard in der Spektrophotometrie verwendet
  • Es wird in Militärflugzeugen verwendet.

Francium

Francium hat die niedrigste Elektronegativität unter allen bekannten Elementen. Es ist ein hochradioaktives Metall und das schwerste dieser Metalle. Francium wird durch Beschuss von Thorium mit Protonen oder durch Beschuss von Radium mit Neutronen hergestellt.

Dieses Element ist selten und wird nicht viel verwendet. Es wird hauptsächlich für die wissenschaftliche Forschung in einem Labor verwendet. Es zerfällt schnell, da es eine kurze Halbwertszeit hat.

Alkalimetalle sind für uns von großem Nutzen, sollten jedoch nicht ohne fachmännische Anleitung verwendet werden, da sie bei Reaktionen heftig werden und mit Vorsicht gehandhabt werden sollten, da sie giftig sind.

Häufig gestellte Fragen.

Wie nennt man Alkalimetalle?

Gruppe 1A (oder IA) des Periodensystems sind die Alkalimetalle:Wasserstoff (H), Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs) und Francium (Fr) . Dies sind (außer Wasserstoff) weiche, glänzende, niedrig schmelzende, hochreaktive Metalle, die an der Luft anlaufen.

Was sind 5 Eigenschaften von Alkalimetallen?

Eigenschaften von Alkalimetallen:

  • Gefunden in Spalte 1A des Periodensystems.
  • Ein Elektron in ihrer äußersten Elektronenschicht haben.
  • Leicht ionisiert.
  • Silbrig, weich und nicht dicht.
  • Niedrige Schmelzpunkte.
  • Unglaublich reaktiv.

Was sind 3 Fakten über Alkalimetalle?

  • Alkalimetalle sind sehr reaktiv.
  • Sie reagieren mit Wasser. Es kann manchmal explodieren, wenn es mit Luft und Wasser in Kontakt kommt.
  • Sie sind formbar und gute Wärme- und Stromleiter.

Wofür werden Alkalimetalle verwendet?

Zu den industriellen Anwendungen gehören hitzebeständiges Glas und Keramik, Lithiumfett-Schmiermittel, Flussmittelzusätze für die Eisen-, Stahl- und Aluminiumproduktion. Mobile Geräte und Elektrofahrzeuge sind auf Lithium-Ionen-Batterien angewiesen.

Ist Aluminium ein Alkalimetall?

Cäsium, das fünfte Alkalimetall, ist das reaktivste aller Metalle. Alle Alkalimetalle reagieren mit Wasser, wobei die schwereren Alkalimetalle heftiger reagieren als die leichteren.

Wo kommen Alkalimetalle vor?

Alkalimetalle:Fakten über die Elemente der ersten Spalte des Periodensystems. Es gibt jetzt überall Alkalimetalle um dich herum. Natrium ist in Speisesalz enthalten, Lithium in Ihrem Telefonakku und Kalium in Ihren Bananen. Alkalimetalle bilden sechs verschiedene Elemente, die in der ersten Spalte des Periodensystems zu finden sind.

Wo kommen Alkalimetalle natürlich vor?

Alkalimetalle sind die erste Gruppe im Periodensystem. Sie kommen in der Natur niemals ungebunden vor, da sie instabil sind und schnell auf andere Elemente reagieren. Sie verbinden sich gut mit allen Elementen außer den Edelgasen. Wenn sie in der Luft sind, werden sie schnell schwarz.

Was sind die 2 reaktivsten Alkalimetalle?

Die Reaktivität von Alkalimetallen nimmt von oben nach unten in der Gruppe zu, sodass Lithium (Li) das am wenigsten reaktive Alkalimetall und Francium (Fr) das reaktivste ist. Da Alkalimetalle so reaktiv sind, kommen sie in der Natur nur in Kombination mit anderen Elementen vor.

Woraus wird Alkali hergestellt?

Die Herstellung von Industriealkali bezieht sich normalerweise auf die Herstellung von Soda (Na2CO3; Natriumcarbonat) und Natronlauge (NaOH; Natriumhydroxid). Andere industrielle Laugen umfassen Kaliumhydroxid, Pottasche und Lauge. Die Herstellung einer Vielzahl von Konsumgütern hängt in einem gewissen Stadium von der Verwendung von Alkali ab.

Warum sind Alkalimetalle sehr aktiv?

Alkalimetalle sind extrem reaktiv, weil sie ein einzelnes Elektron in der äußersten Schale haben. Das Vorhandensein eines einzelnen Valenzelektrons macht Alkalimetalle sehr reaktiv. Sie verlieren ein Elektron, um eine Edelgaskonfiguration zu erhalten.

In welchem ​​Block sind Alkalimetalle?

Der s-Block im Periodensystem der Elemente besetzt die Alkalimetalle und Erdalkalimetalle, auch bekannt als Gruppen 1 und 2. Helium ist ebenfalls Teil des s-Blocks. Die Hauptquantenzahl „n“ füllt das s-Orbital. Es gibt maximal zwei Elektronen, die das s-Orbital besetzen können.

Warum kommen Alkalimetalle in der Natur vor?

Alkalimetalle haben niedrige Ionisationsenthalpiewerte. Daher verlieren sie leicht ihre Valenzelektronen und sind hochreaktiv. Daher kommen sie in der Natur nicht im elementaren Zustand vor. Im kombinierten Zustand liegen sie in Form von Halogeniden, Oxiden, Silikaten, Boraten und Nitraten vor.

Warum explodieren Alkalimetalle in Wasser?

Alkalimetalle reagieren mit Wasser, um Wärme, Wasserstoffgas und das entsprechende Metallhydroxid zu erzeugen. Die durch diese Reaktion erzeugte Wärme kann den Wasserstoff oder das Metall selbst entzünden, was zu einem Brand oder einer Explosion führen kann.

Warum werden Alkalimetalle nicht in der Erde gefunden?

Alkalimetalle haben niedrige Ionisationsenthalpiewerte. Daher verlieren sie leicht ihre Valenzelektronen und sind hochreaktiv. Daher kommen sie in der Natur nicht in einem elementaren Zustand vor.

Warum werden Alkalimetalle in Öl gespeichert?

Die Elemente der Gruppe 1 werden Alkalimetalle genannt. Sie werden in der vertikalen Spalte auf der linken Seite des Periodensystems platziert. Alle Elemente der Gruppe 1 sind sehr reaktiv. Sie müssen unter Öl gelagert werden, um Luft und Wasser von ihnen fernzuhalten.


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