Litowce (grupa 1)

Jeden elektron zewnętrzny

Każdy litowiec ma jeden elektron zewnętrzny na orbitalu s, więc jego konfiguracja kończy się na ns¹: lit to [He] 2s¹, a sód to [Ne] 3s¹. Utrata tego elektronu zostawia trwały układ poprzedniego gazu szlachetnego, więc litowce łatwo tworzą jony 1+, takie jak Li⁺, Na⁺ i K⁺. Nigdy nie występują w przyrodzie w stanie wolnym, a w laboratorium przechowuje się je pod olejem.

Właściwości fizyczne

Litowce są tak miękkie, że można je kroić nożem, a świeża, srebrzysta powierzchnia matowieje na powietrzu w ciągu sekund. Lit, sód i potas mają mniejszą gęstość niż woda, a temperatury topnienia są jak na metale niskie, od około 180 °C dla litu do 28 °C dla cezu. Ich związki barwią płomień: karminowo dla litu, żółtopomarańczowo dla sodu i liliowo dla potasu.

Reakcje z wodą i innymi pierwiastkami

Wszystkie litowce reagują z wodą, tworząc wodorotlenek i gazowy wodór: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂. Roztwór wodorotlenku jest silnie zasadowy (alkaliczny), co dało tej rodzinie angielską nazwę alkali metals. Lit musuje spokojnie, sód topi się w kulkę i śmiga po powierzchni, potas zapala się liliowym płomieniem, a rubid i cez reagują wybuchowo.

Łączą się też bezpośrednio z niemetalami, tworząc białe sole jonowe z chlorem (2Na + Cl₂ → 2NaCl) oraz tlenki w powietrzu, na przykład 4Li + O₂ → 2Li₂O.

Tendencje w dół grupy

Każdy krok w dół grupy dodaje powłokę elektronową, więc elektron zewnętrzny jest dalej od jądra, lepiej osłonięty i łatwiej go stracić. Dlatego reaktywność rośnie od litu do cezu. Promień atomowy rośnie, a pierwsza energia jonizacji oraz temperatury topnienia i wrzenia maleją. Gęstość na ogół rośnie, choć potas ma mniejszą gęstość niż sód. Frans jest trudny do badania: jego najdłużej żyjący izotop ma okres półtrwania zaledwie 22 minuty.

Zastosowania litowców

Lit zasila akumulatory litowo-jonowe w telefonach i samochodach elektrycznych, a węglan litu jest lekiem na chorobę dwubiegunową. Sód znajduje się w soli kuchennej (NaCl), sodzie oczyszczonej (NaHCO₃) i wodorotlenku sodu używanym do produkcji mydła. Potas jest niezbędnym składnikiem odżywczym i głównym składnikiem nawozów, a zegary atomowe na cezie definiują sekundę.