8.6 : المعادن القلوية

الفلزات القلوية هي عناصر المجموعة 1،بما في ذلك الليثيوم،الصوديوم،البوتاسيوم،الروبيديوم،السيزيوم،وفرانسيوم. الفرانسيوم مشع وليس له نظائر مستقرة. جميع المعادن القلوية ناعمة بشكل غير عادي وتتشارك مع المعادن في الخواص،مثل قابلية توصيل الكهرباء والحرارة العالية.

بالتحرك أسفل المجموعة فإنّالكتلة والكثافة ونصف القطر الذري تزداد،بينما نقاط الانصهار وطاقات التأين تنخفض. التكوين الإلكتروني لهذه العناصر يتضمن أن غلاف التكافؤ يحتوي على إلكترون واحد فقط. طاقات التأين المنخفضة تشير على أن المعادن القلوية تفقد الإلكترونات بسهولة لتصبح كاتيونات بتكوين غاز نبيل.

وهذا يفسر أيضًا سبب كون الفلزات القلوية عوامل اختزال ممتازة،مع كون الليثيوم أقلها تفاعلاًوالسيزيوم أكثرها. تتفاعل المعادن القلوية بقوة مع اللافلزات،مثل الهالوجينات لتشكيل الأملاح. تفاعل فلز الصوديوم مع غاز الكلور طارد للحرارة بدرجة عالية ويطلق شرارات وحرارة.

تزداد شدة التفاعل بإتجاه أسفل المجموعة،حيث طاقات تأين المعادن القلوية تنخفض. تتفاعل المعادن القلوية بشدة مع الماء لتوليد غاز الهيدروجين ومحلول هيدروكسيد فلزي قلوي مثل هيدروكسيد البوتاسيوم،وهي قاعدة تستخدم غالبًا في صناعة الصابون. يصبح رد الفعل أكثر عنفًا للمعادن القلوية الأكثر ثقلاًنظرا لطاقات التأين المنخفضة الخاصة بهم.

الحرارة الناتجة أثناء التفاعل،قد تشعل غاز الهيدروجين المتحرر،مما يؤدي الى اضرام النار أو الانفجار. يمكن أن تتفاعل المعادن القلوية أيضًا مع الهيدروجين لتشكيل هيدرات الفلزات القلوية،وغالبًا ما تستخدم كقواعد قوية. في هذا التفاعل،تكتسب ذرة الهيدروجين إلكترونًا وهو موجود مثل أيون الهيدريد.

بسبب قابليتها العالية للتفاعل،فإنّالمعادن القلوية تتأكسد بسهولة عند التعرض للهواء،وبالتالي يتم تخزينها في زيوت معدنية. عندما توضع الأملاح المعدنية القلوية في اللهب تختزل إلى ذراتها المعدنية الغازية،تنبعث منها ألوان مميزة. تثير الحرارة إلكترون التكافؤ إلى مستوى طاقة أعلى.

عندما تعود الإلكترونات المثارة إلى الحالة الأساسية،تنبعث الطاقة في شكل إشعاع في المنطقة المرئية. طيف الانبعاث لكل عنصر فريد من نوعه ويستخدم لتحديد العنصر نوعيًا.