Ogled vira Alkalijska kovina

{{Periodni sistem (alkalijske kovine)}}
'''Alkalijske kovine''' so skupina [[kemijski element|kemijskih elementov]], ki tvorijo '''1. skupino''' [[periodni sistem elementov|periodnega sistema elementov]]. Mednje spadajo [[litij]] (Li), [[natrij]] (Na), [[kalij]] (K), [[rubidij]] (Rb), [[cezij]] (Cs) in [[francij]] (Fr). Alkalijske kovine so eden od najboljših primerov trendov lastnosti v periodnem sistemu elementov, ker se lastnosti pravilno spreminjajo po skupini navzdol.

Ime »alkalijske kovine« je nastalo iz [[arabščina|arabske]] besede القلية‎ [al-qalya], ki pomeni »pepelika«. Pepelika je staro ime za [[kalijev karbonat]], ki so ga pridobivali iz lesnega pepela.

== Lastnosti ==
Vse alkalijske kovine so zelo reaktivne in jih zato v naravi ne najdemo v elementarni obliki. Zaradi velike reaktivnosti se morajo hraniti potopljene v [[mineralno olje|mineralnem olju]] ali [[petrolej]]u ali v ampulah.

Alkalijske kovine so večinoma srebrne barve in zlahka izgubijo svoj sijaj. Izjema je cezij, ki ima zlat ton. Vse kovine so mehke in imajo nizke [[gostota|gostote]], [[tališče|tališča]] in [[vrelišče|vrelišča]]. Burno se spajajo s [[halogen]]i in tvorijo ionske soli. Z vodo tvorijo zelo bazične [[hidroksid]]e. Reaktivnost po skupini narašča. Atomi alkalijskih kovin imajo na najbolj zunanji orbitali po en elektron, ki ga zlahka oddajo kakšnemu zelo [[elektronegativnost|elektronegativnemu]] elementu in postanejo [[kation]]i z [[oksidacijsko stanje|oksidacijskim stanjem]] +1.

Kalij in rubidij sta rahlo [[radioaktivnost|naravno radioaktivna]], ker vsebujeta radiaktivna izotopa z velikima [[razpolovni čas|razpolovnima časoma]]. Kalij vsebuje 0,012 % izotopa <sup>40</sup>K z razpolovnim časom 1,248(3)×10<sup>9</sup> let, rubidij pa 27,835 % izotopa <sup>87</sup>Rb z razpolovnim časom 4,88×10<sup>10</sup> let.

Francij je zelo radioaktiven in obstaja samo v mikroskopskih količinah.

V 1. skupino periodnega sistema spada zaradi svoje [[elektronska konfiguracija|elektronske konfiguracije]] tudi [[vodik]], ki pa ima samo v izjemnih primerih lastnosti, primerljive z alkalijskimi kovinami. Vodik je pri standardnih pogojih dvoatomni plin.

Odstranitev edinega elektrona z vodikove zunanje orbitale zahteva znatno več energije kot odstranitev zunanjega elektrona alkalijskih kovin. Podobno kot halogeni tudi vodik potrebuje za zapolnitev zunanje orbitale samo en elektron, zato se v nekaterih pogojih obnaša kot halogen in tvori negativni [[hidrid]]ni [[ion]]. Binarne spojine vodika z alkalijskimi kovinami in nekaterimi prehodnimi kovinami se lahko pripravijo v laboratoriju. Takšne spojine so samo laboratorijske posebnosti brez kakšne uporabne vrednosti. Pri nizki temperaturi in izjemo visokem tlaku, kakršen je na planetih [[Jupiter|Jupitru]] in [[Saturn]]u, vodik preide v kovinsko stanje in se obnaša kot alkalijska kovina.

Alkalijske kovine imajo najnižje [[ionizacijski potencial|ionizacijske potenciale]] v svojih [[perioda periodnega sistema|periodah]] periodnega sistema, ker dobijo z odstranitvijo edinega elektrona z najbolj zunanje orbitale stabilne konfiguracije [[žlahtni plin|žlahtnih plinov]]. Vse alkalijske kovine so torej zelo [[elektronegativnost|elektropozitivne]]. Drugi ionizacijski potencial vseh alkalijskih kovin je zelo visok, ker je odstranitev elektrona iz atoma, ki ima konfiguracijo žlahtnega plina, zelo težavna.

=== Trendi ===
Alkalijske kovine imajo podobne [[elektronska konfiguracija|elektronske konfiguracije]], predvsem na najbolj zunanjih orbitalah, zaradi katerih imajo podobne lastnosti:

{| class="wikitable" border="1" cellpadding="3" cellspacing="0"
|-
![[Vrstno število|Z]] !! [[Kemijski element|Element]] !! [[Orbitala|Št. elektronov/orbitala]] 
|-
| 1 || Vodik || 1
|- 
| 3 || Litij || 2, 1
|- 
| 11 || Natrij || 2, 8, 1
|- 
| 19 || Kalij || 2, 8, 8, 1
|- 
| 37 || Rubidij || 2, 8, 18, 8, 1
|- 
| 55 || Cezij || 2, 8, 18, 18, 8, 1
|- 
| 87 || Francij || 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
|}

Za alkalijske kovine so značilni pravilni trendi lastnosti, ki se po skupini navzdol takole spreminjajo:
* atomski in ionski polmer rasteta
* elektronegativnost pada
* reaktivnost raste
* tališče pada
* vrelišče pada
* bazičnost raste
* trdota pada
* gostota raste

Nekatere fizikalne lastnosti alkalijskih kovin so prikazane v naslednji preglednici:

{| class="wikitable" style="text-align:center"
! Alkalijska<br />kovina
! [[Atomska masa]]<br />(g/mol)
! [[Tališče]]<br />([[Kelvin|K]])
! [[Vrelišče]]<br />(K)
! [[Gostota]]<br />(g/cm<sup>3</sup>)
! [[Elektronegativnost]]<br />([[Paulingova lestvica|Pauling]])
|-
| Litij
| 6,941
| 453
| 1615
| 0,534
| 0,98
|-
| Natrij
| 22,990
| 370
| 1156
| 0,968
| 0,93
|-
| Kalij
| 39,098
| 336
| 1032
| 0,89
| 0,82
|-
| Rubidij
| 85,468
| 312
| 961
| 1,532
| 0,82
|-
| Cezij
| 132,905
| 301
| 944
| 1,93
| 0,79
|-
| Francij
| (223)
| 295
| 950
| 1,87
| 0,70
|}

== Reakcije ==
Alkalijske kovine reagirajo z [[vodik]]om, pri čemer nastanejo ustrezni [[hidrid]]i (M predstavlja alkalijsko kovino):

:2M + H<sub>2</sub> → 2MH
 
Obstojnost hidridov pada od litijevega (LiH) proti cezijevemu hidridu (CsH). Alkalijski hidridi se uporabljajo kot reducenti in sušilna sredstva.

S [[kisik]]om tvorijo bele trdne [[oksid]]e, [[peroksid]]e in [[hiperoksid]]e:
 
:4Li + O<sub>2</sub> → 2Li<sub>2</sub>O
:2Na + O<sub>2</sub> → Na<sub>2</sub>O<sub>2</sub>
:M + O<sub>2</sub> → MO<sub>2</sub>

V reakciji z vodo nastajajo alkalijski hidroksidi, pri čemer se sprošča vodik:

:2M + 2H<sub>2</sub>O → 2MOH + H<sub>2</sub>
 
Reaktivnost alkalijskih kovin narašča od litija proti ceziju. V reakciji kalija z vodo pride do [[samovžig]]a. Alkalijski hidroksidi so brezbarvne trdne snovi, ki pri raztapljanju v vodi sproščajo veliko toplote in reagirajo močno bazično. Raztopine hidroksidov so zelo jedke.

S [[halogen]]i tvorijo soli alkalijske halogenide:

:2M + X<sub>2</sub> → 2MX
 
Reaktivnost alkalijskih kovin od litija proti ceziju raste, reaktivnost halogenov pa od [[fluor]]a proti [[jod]]u pa pada. Reakcija natrija z jodom komajda poteka, z bromom pa poteka zelo počasi, medtem ko je reakcija kalija z bromom in jodom [[eksplozija|eksplozivna]].

Alkalijske kovine eksplozivno reagirajo s halogeniranimi ogljikovodiki, na primer s tetraklorometanom:

:CCl<sub>4</sub> + 4Na → 4NaCl + C
 
Alkalijske kovine tvorijo s tekočim [[amonijak]]om intenzivno modro obarvane raztopine. Raztopine so sestavljene iz pozitivnih kovinskih ionov in solvatiranih elektronov. Raztopine so izredno močni [[redoks reakcija|reducenti]] in se uporabljajo na primer v [[Birchova redukcija|Birchovi redukciji]].

=== Plamenske reakcije ===

Alkalijske kovine obarvajo plamen z značilno barvo. V analizni kemiji je to uporabno za določevanje elementov, v pirotehniki pa to lastnost izkoriščamo za obarvanje ognjemetov.
* [[Litij]] - rdeča
* [[Natrij]] - rumena
* [[Kalij]] - vijolična
* [[Rubidij]] - rdeča
* [[Cezij]] - modrovijolična

<gallery>
Slika:FlammenfärbungLi.png|Plamen litija
Slika:Flametest--Na.swn.jpg|Plamen natrija
Slika:FlammenfärbungK.png|Plamen kalija
</gallery>

== Spojine ==
Alkalijske kovine so nagnjene k tvorbi [[ionska vez|ionsko]] vezanih soli z najbolj elektronegativnimi elementi na skrajni desno strani periodnega sistema elementov. Takšni soli sta na primer cezijev fluorid in natrijev klorid. Poleg tega tvorijo zelo široko paleto [[amalgam]]ov.<ref>{{cite journal|doi=10.1016/S0079-6786(97)81004-7|title=Alkali metal amalgams, a group of unusual alloys|year=1997|last1=Deiseroth|first1=H|journal=Progress in Solid State Chemistry|volume=25|pages=73}}</ref>

== Sklici ==
{{opombe|2}}

== Viri ==
* Campbell, Linda M., Aaron T. Fisk, Xianowa Wang, Gunter Kock, and Derek C. Muir (2005). "Evidence for Biomagnification of Rubidium in Freshwater and Marine Food Webs". Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 62: 1161–1167. doi:10.1139/f05-027.
* Chang, Cheng-Hung, and Tian Y. Tsong (2005). "Stochastic Resonance of Na, K-Ion Pumps on the Red Cell Membrane". AIP Conference Proceedings: 18th International Conference on Noise and Fluctuations. 780. American Institute of Physics. pp.&nbsp;587–590. doi:10.1063/1.2036821. ISBN 0-7354-0267-1.
* Joffe, Russell T., Stephen T. Sokolov and Anthony J. Levitt (2006). "Lithium and Triiodothyronine Augmentation of Antidepressants". Canadian Journal of Psychiatry 51 (12): 791–793. PMID 17168254.
* Bauer, Brent A., Robert Houlihan, Michael J. Ackerman, Katya Johnson, and Himeshkumar Vyas (2006). "Acquired Long QT Syndrome Secondary to Cesium Chloride Supplement". Journal of Alternative and Complementary Medicine 12 (10): 1011–1014. doi:10.1089/acm.2006.12.1011. PMID 17212573.
* Erermis, Serpil, Muge Tamar, Hatice Karasoy, Tezan Bildik, Eyup S. Ercan, and Ahmet Gockay (1997). "Double-Blind Randomised Trial of Modest Salt Restriction in Older People". Lancet 350: 850–854. doi:10.1016/S0140-6736(97)02264-2.
* Krachler, M, and E Rossipal (1999). "Trace Elements Transfer From Mother to the Newborn - Investigations on Triplets of Colostrum, Maternal and Umbilical Sera". European Journal of Clinical Nutrition 53 (6): 486–494. doi:10.1038/sj.ejcn.1600781. PMID 10403586.
* Stein, Benjamin P., Stephen G. Benka, Phillip F. Schewe, and Bertram Schwarzhild (1996). "Physics Update". Physics Today 49 (6): 9. doi:10.1063/1.2807642.
* "Group 1: The Alkali Metals". Visual Elements. Royal Society of Chemistry. http://www.chemsoc.org/Viselements/pages/data/intro_groupi_data.html. Pridobljeno 2009-12-08.

{{Navbox periodic table}}
{{Periodic table (navbox)}}
{{Alkali metals}}

{{normativna kontrola}}

[[Kategorija:Periodni sistem elementov]]
[[Kategorija:Alkalijske kovine|*]]
[[Kategorija:Skupine kemičnih elementov]]