Alkalimetalle

Alkalimetalle sind Elemente der ersten Gruppe, einschließlich Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, und Francium. Francium ist radioaktiv und hat keine stabilen Isotope. Alle Alkalimetalle sind ungewöhnlich weich und haben metallische Eigenschaften, wie z.B.hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit. In der Gruppe nach unten, nehmen die Masse, Dichte und Atomradien zu, während die Schmelzpunkte und Ionisierungsenergien abnehmen. Die Elektronenkonfiguration dieser Elemente zeigt, dass die Valenzhülle nur ein Elektron hat.Die niedrigen Ionisationsenergien bewirken, dass Alkalimetalle leicht Elektronen verlieren, und zu Kationen mit einer Edelgaskonfiguration werden. Dies erklärt auch, warum Alkalimetalle ausgezeichnete Reduktionsmittel sind, wobei Lithium am wenigsten und Cäsium am meisten reaktiv sind. Alkalimetalle reagieren heftig mit Nichtmetallen, wie z.B.Halogene, um Salze zu bilden. Die Reaktion von Natriummetall mit Chlorgas ist stark exotherm und setzt Funken und Wärme frei. Die Intensität der Reaktion nimmt in der Gruppe nach unten zu, wenn die Ionisationsenergien der Alkalimetalle abnehmen.Alkalimetalle reagieren heftig mit Wasser um Wasserstoffgas und Alkalimetallhydroxid, wie Kaliumhydroxid, zu erzeugen, welches häufig bei der Seifenherstellung verwendet wird. Die Reaktion wird für die schwereren Alkalimetale aufgrund ihrer niedrigeren Ionisationsenergien heftiger. Die bei der Reaktion entstehende Wärme kann sogar das freigesetzte Wasserstoffgas entzünden, was zu einem Brand oder einer Explosion führen kann.Auch Alkalimetalle können mit Wasserstoff zur Bildung von Alkalimetallhydriden reagieren, die oft als starke Basen verwendet werden. Bei dieser Reaktion gewinnt das Wasserstoffatom ein Elektron und ist als das Hydrid-Ion weiter vorhanden. Aufgrund ihrer hohen Reaktivität, oxidieren Alkalimetalle leicht, wenn sie der Luft ausgesetzt werden, und werden daher in Mineralölen gelagert.Wenn Alkalimetallsalze entflammt werden und sich zu ihren gasförmigen Metallatomen reduzieren, weisen sie charakteristische Farben auf. Die Wärme regt das Valenzelektron zu einem höheren Energieniveau an. Wenn die angeregten Elektronen in den Grundzustand zurückkehren, wird Energie in Form von Strahlung im sichtbaren Bereich emittiert.Das Emissionsspektrum jedes Elements ist einzigartig und wird zum qualitativem Nachweis des Elements verwendet.