Metalli alcalini

I metalli alcalini sono elementi del gruppo 1, fra cui litio, sodio, potassio, rubidio, cesio e francio. Il francioè radioattivo e non ha isotopi stabili. Tutti i metalli alcalini sono insolitamente morbidi e condividono proprietà metalliche, come l'elevata conduttività elettrica e termica.

Scendendo nel gruppo, la massa, la densità e i raggi atomici aumentano, mentre i punti di fusione e le energie di ionizzazione diminuiscono. La configurazione elettronica di questi elementi implica che il guscio di valenza abbia un solo elettrone. Le loro basse energie di ionizzazione indicano che i metalli alcalini perdano facilmente elettroni per diventare cationi con una configurazione di gas nobile.

Questo spiega anche perché i metalli alcalini sono eccellenti agenti riducenti, con il litio meno reattivo, e il cesio il più reattivo. I metalli alcalini reagiscono vigorosamente con i non metalli, come gli alogeni, per formare sali. La reazione del sodio metallico con il cloro gassoso è altamente esotermica e rilascia scintille e calore.

L'intensità della reazione aumenta scendendo lungo il gruppo con il diminuire delle energie di ionizzazione dei metalli alcalini. I metalli alcalini reagiscono con veemenza con l'acqua per generare gas idrogeno e una soluzione di idrossido di metallo alcalino come l'idrossido di potassio, che è una base spesso utilizzata nella produzione di sapone. La reazione diventa più violenta per i metalli alcalini più pesanti date le loro energie di ionizzazione inferiori.

Il calore prodotto durante la reazione può persino infuocare il gas idrogeno rilasciato, provocando un incendio o un'esplosione. I metalli alcalini possono anche reagire con l'idrogeno per formare idruri di metalli alcalini, spesso usati come basi forti. In questa reazione, l'atomo di idrogeno guadagna un elettrone ed è presente come ione idruro.

Per via della loro elevata reattività, i metalli alcalini si ossidano facilmente se esposti all'aria e sono quindi immagazzinati in oli minerali. Quando i sali di metalli alcalini vengono posti vicino ad una fiamma e ridotti ad atomi di metallo gassoso, emettono colori caratteristici. Il calore eccita l'elettrone di valenza a un livello di energia più elevato.

Quando gli elettroni eccitati ritornano allo stato fondamentale, l'energia viene emessa sotto forma di radiazione nella regione visibile. Lo spettro di emissione di ogni elemento è unico e utilizzato per identificare qualitativamente l'elemento.