Metales alcalinos (grupo 1)

Un electrón externo

Todos los metales alcalinos tienen un único electrón externo en un orbital s, por lo que su configuración termina en ns¹: el litio es [He] 2s¹ y el sodio es [Ne] 3s¹. Al perder ese electrón queda la disposición estable del gas noble anterior, por lo que los metales alcalinos forman fácilmente iones 1+ como Li⁺, Na⁺ y K⁺. Nunca se encuentran libres en la naturaleza y en el laboratorio se guardan bajo aceite.

Propiedades físicas

Los metales alcalinos son lo bastante blandos como para cortarlos con un cuchillo, y una superficie recién cortada y plateada se empaña en segundos al aire. El litio, el sodio y el potasio son menos densos que el agua, y sus puntos de fusión son bajos para ser metales, desde unos 180 °C para el litio hasta 28 °C para el cesio. Sus compuestos colorean la llama: carmesí el litio, amarillo anaranjado el sodio y lila el potasio.

Reacciones con el agua y con otros elementos

Todos los metales alcalinos reaccionan con el agua y forman un hidróxido e hidrógeno gaseoso: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂. La disolución del hidróxido es fuertemente alcalina, lo que da nombre a la familia. El litio burbujea de forma constante, el sodio se funde en una bola y recorre la superficie a toda velocidad, el potasio estalla en una llama lila, y el rubidio y el cesio reaccionan de manera explosiva.

También se combinan directamente con no metales y forman sales iónicas blancas con el cloro (2Na + Cl₂ → 2NaCl) y óxidos en el aire, por ejemplo 4Li + O₂ → 2Li₂O.

Tendencias a lo largo del grupo

Cada paso hacia abajo en el grupo añade una capa de electrones, por lo que el electrón externo está más lejos del núcleo, mejor apantallado y es más fácil de perder. Por eso la reactividad aumenta del litio al cesio. El radio atómico aumenta, mientras que la primera energía de ionización y los puntos de fusión y de ebullición disminuyen. La densidad suele aumentar, aunque el potasio es menos denso que el sodio. El francio es difícil de estudiar: su isótopo más estable tiene un período de semidesintegración de solo 22 minutos.

Usos de los metales alcalinos

El litio alimenta las baterías recargables de iones de litio de los teléfonos y los coches eléctricos, y el carbonato de litio es un medicamento para el trastorno bipolar. El sodio se encuentra en la sal de mesa (NaCl), el bicarbonato de sodio (NaHCO₃) y el hidróxido de sodio que se usa para hacer jabón. El potasio es un nutriente esencial y un ingrediente importante de los fertilizantes, y los relojes atómicos de cesio definen el segundo.