Alkali metaller (1. grup)

Bir dış elektron

Her alkali metalin bir s orbitalinde tek bir dış elektronu vardır, bu yüzden elektron dizilimi ns¹ ile biter: lityum [He] 2s¹, sodyum ise [Ne] 3s¹'dir. Bu elektronu kaybetmek, bir önceki soy gazın kararlı düzenini bırakır; bu yüzden alkali metaller Li⁺, Na⁺ ve K⁺ gibi 1+ iyonlarını kolayca oluşturur. Doğada hiçbir zaman serbest bulunmazlar ve laboratuvarda yağ altında saklanırlar.

Fiziksel özellikler

Alkali metaller bıçakla kesilebilecek kadar yumuşaktır ve taze, gümüşi bir yüzey havada saniyeler içinde kararır. Lityum, sodyum ve potasyum sudan daha az yoğundur ve erime noktaları bir metal için düşüktür; lityumda yaklaşık 180 °C'den sezyumda 28 °C'ye kadar iner. Bileşikleri alevi renklendirir: lityum için koyu kırmızı, sodyum için sarı-turuncu ve potasyum için leylak rengi.

Su ve diğer elementlerle tepkimeler

Tüm alkali metaller su ile tepkimeye girerek bir hidroksit ve hidrojen gazı oluşturur: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂. Hidroksit çözeltisi güçlü alkalidir ve ailenin adı buradan gelir. Lityum düzenli olarak köpürür, sodyum eriyip bir top hâlini alır ve yüzeyde hızla gezinir, potasyum leylak renkli bir alevle tutuşur, rubidyum ve sezyum ise patlayarak tepkimeye girer.

Ayrıca ametallerle doğrudan birleşerek klorla beyaz iyonik tuzlar (2Na + Cl₂ → 2NaCl) ve havada oksitler oluşturur; örneğin 4Li + O₂ → 2Li₂O.

Grupta aşağı doğru eğilimler

Grupta aşağı inilen her basamak bir elektron kabuğu ekler, bu yüzden dış elektron çekirdekten daha uzaktır, daha iyi perdelenir ve daha kolay kaybedilir. Bu nedenle tepkimeye yatkınlık lityumdan sezyuma doğru artar. Atom yarıçapı artar, birinci iyonlaşma enerjisi ile erime ve kaynama noktaları ise azalır. Yoğunluk genellikle artar, ancak potasyum sodyumdan daha az yoğundur. Fransiyumu incelemek zordur: en uzun ömürlü izotopunun yarı ömrü yalnızca 22 dakikadır.

Alkali metallerin kullanım alanları

Lityum, telefonlardaki ve elektrikli arabalardaki şarj edilebilir lityum-iyon pillere güç verir; lityum karbonat ise bipolar bozukluk için bir ilaçtır. Sodyum sofra tuzunda (NaCl), yemek sodasında (NaHCO₃) ve sabun yapımında kullanılan sodyum hidroksitte bulunur. Potasyum temel bir besin maddesi ve gübrelerin önemli bir bileşenidir; sezyum atom saatleri ise saniyeyi tanımlar.