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8.6: アルカリ金属
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Chemistry

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Alkali Metals
 
書き起こし

8.6: アルカリ金属

1族の元素は、柔らかくて光沢のある金属性の固体です。可鍛性、延性があり、熱や電気の伝導性に優れています。アルカリ金属の融点は金属としては異例の低さで、族が下がるにつれて低くなります。また、密度もカリウムを除いて同じ方向に減少します(表1)。

表 1 :アルカリ金属の特性

元素 電子の特性 原子半径( pm ) IE1 ( kJ/mol ) 融点( ° C ) 25 ° C での密度( g/cm3
Li [He ]2 s1 152. 520 181. 0.53
Na [Ne] 3 s1 186 496 98 0.97
K [AR]4 s1 227 420 64 0.86
Rb [KR]5 s1 248 400 39 1.53
Cs [Xe] 6 s1 265. 380 29 1.93

族を下に移動すると、主要な量子数値 n が各要素ごとに 1 ずつ増加します。 そのため、外側の電子は原子核から離れており、原子の半径はリチウムからセシウムへと上昇します。

これらの元素の電子配置を見ると、電子価殻には1個の電子しかありません(表1)。この電子が失われると、希ガス配置の陽イオンが生成されます。したがって、アルカリ金属はこの電子を失う傾向が非常に強く、第一イオン化エネルギーが低く、グループを重ねるごとに低くなっていきます。容易に電子を失うことができるため、反応性が高く、優れた還元剤となります。

アルカリ金属はハロゲンなどの非金属と活発に反応します。ナトリウムと塩素を反応させて塩化ナトリウムを作ると発熱します。また、アルカリ金属は水と激しく反応し、水素ガスとアルカリ金属の水酸化物が生成されます。反応の際に発生する熱が、放出された水素ガスに引火して爆発することもあります。いずれの反応も、重いアルカリ金属ほどイオン化エネルギーが小さく、発熱しやすいです。

空気に触れると、酸素と反応して酸化物を形成するため、アルカリ金属の金属光沢は低下します。リチウムは酸素と反応して酸化リチウムを、ナトリウムなどの他のアルカリ金属は酸化物や過酸化物を形成します。過酸化物イオンは酸素-酸素の共有結合を1つ持ち、強力な水素イオン受容体であるため、アルカリ金属の過酸化物は強塩基となります。カリウム、ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属も超酸化物を生成します。超酸化物は、O2の存在が特徴です。超酸化カリウムは黄色の固体で、560 ° Cで分解されます。

このテキストは 、 Openstax 、 Chemistry 2e 、 Section 6.5 : Periodic Variations in Element Properties から引用したものです。

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