Şu anda etrafınızda alkali metaller var. Sodyum sofra tuzunda, lityum telefonunuzun pilinde ve potasyum muzunuzda bulunur. Alkali metaller , periyodik tablonun ilk sütununda bulunan altı farklı elementi oluşturur . Bunlar:
- lityum (Li),
- sodyum (Na),
- potasyum (K),
- rubidyum (Rb),
- sezyum (Cs)
- fransiyum (Fr)
Bunlar , hidrojen, helyum, kalsiyum ve diğerleri ile birlikte bir S-orbitalinde en dıştaki elektrona sahip olan periyodik tablodaki elementlerin S bloğunun bir parçasıdır . Alkali metaller, su ve oksijen ile oldukça reaktif olan yumuşak metallerdir. O kadar yumuşaklar ki plastik bir bıçakla kesebilirsiniz. Ayrıca gümüşe benzer bir parlaklığa sahiptirler ve büyük ısı ve ışık iletkenleridir.
Alkali metaller, suyla reaksiyona girdiklerinde oldukça alkali maddeler oluşturdukları için bu adla anılırlar. Alkalinite , maddenin pH'ını veya asidi nötralize etme yeteneğini ifade eder. Yüksek düzeyde alkali olan maddeler, asitleri nötralize edebilen ve sabit bir ph seviyesini koruyabilen güçlü bazlar oluşturabilir.
Her elementin proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdeği vardır ve alkali metaller farklı değildir. Atom çekirdeğini çevreleyen, negatif yüklü parçacıklar olan elektronlardır. Bu elektronlar , her biri değişen sayıda elektron tutabilen atomların çekirdeğinin etrafındaki enerji kabuklarında bulunur . İlk kabuk , iki elektron, sekiz ikinci kadar, üçüncü 18 ve dördüncü 32 Bu elektron bu kabukları ve nasıl alkali metaller kadar tutabilir yapmak onları çok reaktif yapılandırılmıştır.
Tüm atomlar doğal olarak tamamen tam bir en dış elektron kabuğuna sahip olmak ister. Bununla birlikte, periyodik tablonun bu ilk sütunundaki elementlerin hepsinin en dış kabuğunda bir elektron bulunur. Bu en dıştaki kabuğa ayrıca değerlik kabuğu denir ve orada bulunan elektronlara değerlik elektronları denir.
En dıştaki kabukta sadece bir elektron olması, alkali metal atomlarının kararlılık noktalarına ulaşmasını çok kolaylaştırır - sadece bir elektron kaybetmeleri gerekir! Bir denge durumuna ulaşmak için bir elektronu kaybetme isteği ve kolaylığı, yüksek reaktivite olarak bilinir. Aslında kimyadaki reaktivite, en dış kabuktaki elektron sayısı ile tanımlanır. Soy gazlar (neon ve helyum gibi elementler) en dıştaki elektron kabukları dolu olduğundan çok reaktif değildir.
"Alkali metaller yalnızca bir değerlik elektronuna sahip olduklarından, tipik olarak bu duruma o elektrondan vazgeçerek ulaşırlar. Bu işlemde, alkali metalin oksitlendiği söylenir ve alkali metalden elektron alan her şey indirgenir. alkali metaller tek değerlik elektronlarından vazgeçmeyi severler" diyor Easton, Pennsylvania'daki Lafayette College'da kimya profesörü olan Dr. Chip Nataro . "Elektronların yükü -1 olduğundan, elektron kaybetmek atomun +1 yüküne sahip olmasına neden olur. Bu olduğunda atoma iyon denir ve pozitif yüke sahip olacağından katyon olarak adlandırılır. Yani, tüm alkali metaller +1 yüklü katyonlar yapmayı sever."
Alkali metaller çok reaktif olduklarından genellikle doğada diğer metallerle birlikte bulunurlar.
Bir element oldukça reaktifse, doğal olarak bulmak daha zordur.
Nataro, "Bu elementlerin tümü ilk olarak bileşiklerde keşfedildi [ve] bazı keşiflerin, bileşiklerin bolluğu ve kullanımı nedeniyle atfedilmesi zor" diyor. "Periyodik tablodan aşağı indikçe, alkali metaller değerlik elektronlarını kaybetmeye daha meyilli hale gelirler" ve böylece "doğada bulunan element miktarı da azalır, bu da daha sonraki keşif tarihlerine neden olur."
Alkali Metaller Ne Zaman Keşfedildi?
Lityum ilk olarak 1817'de İsveçli bir kimyager olan Johan August Arfwedson'un maden cevherini analiz ederken keşfedildi . Sezyum ve rubidyum sırasıyla 1860 ve 1861'de Alman kimyagerler Robert Bunsen (adını Bunsen brülörüne verdi) ve Gustav Kirchhoff ( Kirchhoff'un elektrik akımı yasalarını tasarlayan) tarafından keşfedildi . Şu anda bildiğimiz alkali metallerin en reaktifi olan Fransiyum, 1939'da Paris'teki Curie Enstitüsü'nde Fransız bilim adamı Marguerite Perey tarafından keşfedildi.
Çok yaygın iki alkali metal olan sodyum ve potasyum, çok uzun süredir kullanıldıkları bilinmeyen keşif tarihlerine sahiptir. Ancak 1807'ye kadar (ünlü kimyager Humphrey Davy tarafından ) saf halde izole edilmediler . Rubidyum 1928 yılına kadar Bunsen ve Kirchhoff tarafından da izole edilmedi.
Alkali metallerin en yaygın özelliklerinden biri , suya ve havaya karşı reaktif olmalarıdır . Bu elementler etrafta dans edecek, hidrojen gazı üretimi nedeniyle cızırdayacak ve çoğu zaman patlayacak. Sezyum ve fransiyum o kadar reaktiftir ki, sadece havaya maruz kalarak alev alabilirler. Periyodik cetvelde aşağı indikçe elementlerin atom yarıçapı artar, elektronegatiflik azalır ve erime ve kaynama noktaları azalır.
Hava ve suya bu kadar şiddetli tepki veriyorlarsa, alkali metallerin doğada nasıl keşfedildiğini merak edebilirsiniz. Görünen o ki, alkali metallerin çoğu, reaksiyona girme ve bir değerlik elektronunu kaybetme konusundaki yüksek istekleri nedeniyle doğada iyonlar halinde bulunur. İyonik formlarında metaller çok daha az reaktiftir.
Günlük Yaşamda Alkali Metaller
Alkali metallerin ilginç bir kimyasal ikiliği vardır, çünkü bunlar günlük yaşamda çok yaygındır, ancak ham elemental formlarında da çok nadirdir.
Örneğin, sodyum doğada bulunmaz ve bileşiklerden hazırlanmalıdır. Sodyum ve potasyum, kan basıncını düzenlemeye ve elektrolitleri hücreler arasında hareket ettirmeye yardımcı olan sodyum ile günlük yaşam için gerekli unsurlardır. Sodyum ayrıca sofra tuzu ve kabartma tozu yapmak için diğer bileşiklerle birleşir. Potasyum, kan basıncını ve glikozu düzenlemeye yardımcı olur ve gübrelerde bulunur. Lityum, daha önce de belirtildiği gibi pil üretiminde kullanılır ve aynı zamanda ruh halini dengeleyen bir ilaçtır.
Daha reaktif elementler olan sezyum, rubidyum ve fransiyum daha az doğal kullanıma sahiptir. Sezyum, diğer son derece özel uygulamalar arasında atomik saatlerde , delmede ve optik cam oluşturmada kullanılır. Rubidyum tıbbi görüntüleme ve vakum tüplerinde kullanılır. Çok nadir bulunan Francium'un pek çok ticari uygulaması yoktur ancak araştırmalarda ve bazı kanser türlerinin teşhisinde kullanılmaktadır.
Son olarak, tüm alkali metaller, kimya alanında da inanılmaz derecede faydalı öğretim araçlarıdır. Öğretmenler, yalnızca sınıfın ateş püskürmesini ve patlamasını huşu içinde izlemesi için suya bir alkali metal düşürerek tepkime ilkesini göstermeye bayılır.
Şimdi Bu Radyoaktif!
Fransiyum , alkali metallerin en nadidesidir ve yerkabuğundaki en nadir ikinci elementtir (Yerkabuğunda sadece 340-550 gram veya yaklaşık 1 pound olduğu tahmin edilmektedir). Aynı zamanda oldukça radyoaktiftir ve maksimum ömrü sadece 22 dakikadır. Fransiyum suya hiç atılmadı, çünkü çok nadir ve çok pahalı, ancak bilim adamları, herhangi bir alkali metalin en yüksek reaksiyonuna sahip olmasını bekliyorlar.
