Informationen:
Elemente
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| [223,02]87 Fr |
| Francium |
| [22 min]
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| | Metall |
| Nichtmetall |
| Halbmetall |
| Lanthanoide |
| Actinoide |
| Künstliche Elemente |
| Feststoff (bei 20 °C) |
Flüssigkeit (bei 20 °C) |
Gas (bei 20 °C) |
[Halbwertszeit] |
Als Alkalimetalle werden die chemischen Elemente Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium und
Francium aus der 1. Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet. Sie sind silbrig glänzende, reaktive Metalle,
die in ihrer Valenzschale ein einzelnes Elektron besitzen. Obwohl Wasserstoff in den meisten Darstellungen
des Periodensystems in der ersten Hauptgruppe steht und zum Teil ähnliche chemische Eigenschaften wie die
Alkalimetalle aufweist, kann er nicht zu diesen gezählt werden, da er unter Standardbedingungen weder fest
ist noch metallische Eigenschaften aufweist.
Ursprung des Begriffs Alkalimetalle
Der Name der Alkalimetalle leitet sich von dem arabischen Wort al kalja
für Pottasche
, die
alte Bezeichnung für aus Holzaschen gewonnenes Kaliumcarbonat, ab. Sir Humphry Davy stellte im Jahre 1807
erstmals das Element Kalium durch eine Schmelzflusselektrolyse aus Kaliumhydroxid dar. Letzteres gewann er
aus Kaliumcarbonat. In einigen Sprachen spiegelt sich dies im Namen wider. So heißt Kalium beispielsweise
im Englischen und Französischen potassium und im Italienischen potassio.
Eigenschaften
Alkalimetalle sind metallisch glänzende, silbrig-weiße (Ausnahme: Caesium hat bei geringster Verunreinigung
einen Goldton), weiche Leichtmetalle. Sie sind mit dem Messer schneidbar. Alkalimetalle haben eine geringe
Dichte. Sie reagieren mit vielen Stoffen, so beispielsweise mit Wasser, Luft oder Halogenen teilweise
äußerst heftig unter starker Wärmeentwicklung. Insbesondere die schwereren Alkalimetalle können sich an der
Luft selbst entzünden. Daher werden sie unter Schutzflüssigkeiten, wie Paraffin oder Petroleum (Lithium,
Natrium und Kalium) bzw. unter Luftabschluss in braunen, lichtundurchlässigen Ampullen (Rubidium und Caesium)
aufbewahrt.
Atombau
Als Elemente der ersten Gruppe des Periodensystems besitzen sie nur ein schwach gebundenes s-Elektron,
das sie leicht abgeben. Ihre ersten Ionisierungsenergien und ihre Elektronegativitäten sind entsprechend
klein. In Verbindungen kommen sie ganz überwiegend als einwertiges Kation vor, wenngleich sogar Verbindungen
bekannt sind, in denen diese Metalle anionisch vorliegen(z. B. Natride, komplexiert mit sogenannten Kryptanden).
Flammfärbung
Alkalimetalle und ihre Salze besitzen eine spezifische Flammenfärbung:
- Lithium und seine Salze färben die Flamme rot
- Natrium und seine Salze färben die Flamme gelb
- Kalium und seine Salze färben die Flamme violett
- Rubidium und seine Salze färben die Flamme rot
- Caesium und seine Salze färben die Flamme blauviolett.
Aufgrund dieser Flammenfärbung werden Alkalimetallverbindungen für Feuerwerke benutzt.
Einsatz in der Atomphysik
In der Atomphysik werden Alkalimetalle eingesetzt, da sie sich aufgrund ihrer besonders einfachen elektronischen
Struktur besonders einfach mit Lasern kühlen lassen.
Raumstruktur
Alle Alkalimetalle kristallisieren in der kubisch-raumzentrierten Struktur. Lediglich Lithium und Natrium
kristallisieren in der hexagonal-dichtesten Packung, wenn tiefe Temperaturen vorherrschen.
Trends
Der Radius der Elementatome sowie der Kationen nimmt mit steigender Massenzahl zu. Auch viele andere
Eigenschaften der Alkalimetalle zeigen einen Trend innerhalb der Gruppe von oben nach unten:
- Abnahme der Elektronegativität,
- Zunahme der Reaktivität,
- Abnahme der Schmelz- und Siedepunkte,
- Abnahme der Ionisierungsenergie,
- Zunahme der Basizität,
- Abnahme der Härte.
Wasserstoff
Wasserstoff, das erste Element der 1. Hauptgruppe, ist unter Normalbedingungen ein Nichtmetall.
Er wird deshalb nicht zu den Alkalimetallen gezählt, hat jedoch mit ihnen einige Eigenschaften gemeinsam.
Er tritt wie die Alkalimetalle stets einwertig auf und wandelt sich unter extrem hohem Druck in eine
metallische Hochdruckmodifikation, den metallischen Wasserstoff, um. Andererseits haben auch einige
Alkalimetalle unter bestimmten Bedingungen Eigenschaften wie Wasserstoff, z. B. besteht Lithium als
Gas zu 1 % aus zweiatomigen Molekülen.
Quelle:
http://de.wikipedia.org/wiki/Alkalimetalle
