مختصر در مورد فلزات قلیایی

به عناصر گروه اول جدول تناوبی شامل لیتیم، سدیم، پتاسیم، روبیدیم، سزیم و فرانسیم فلزات قلیایی گفته می‌شود. هیدروژن در صدر این گروه قرار دارد اما فلز قلیایی نیست. در زمان‌های گذشته انسان متوجه شد با حل کردن خاکستر چوب در آب محلولی به دست می‌آید که چربی ها را در خود حل می‌کند، به این محلول قلیا گفتند. به دلیل اینکه عنصرهای گروه اول در خاکستر چوب موجودن، نام فلزات قلیایی را به این گروه دادند.

فلزات قلیایی و ویژگی آن‌ها

فلزات قلیایی براق، نرم و بسیار واکنش پذیر در دما و فشار استاندارد هستند و به آسانی بیرونی‌ترین الکترون خود را از دست می‌دهند تا کاتیون‌هایی با بار 1+ تشکیل دهند. همه آنها را می‌توان به دلیل نرمی به راحتی با چاقو برش داد و سطحی براقی را مشاهده کرد. که به دلیل اکسیداسیون توسط رطوبت و اکسیژن جو به سرعت در هوا کدر می‌شوند.

به دلیل واکنش پذیری بالایی که دارند، برای جلوگیری از واکنش با هوا باید در زیر روغن نگهداری شوند. به طور طبیعی فقط در نمک‌ها و هرگز به عنوان عناصر آزاد یافت نمی‌شوند. سزیم، پنجمین فلز قلیایی و واکنش پذیرترین فلز در بین تمام فلزات است. تمام فلزات قلیایی با آب واکنش می‌‌دهند.

در طبیعت فلزات قلیایی کشف شده به صورت ترکیبات وجود دارند. به ترتیب فراوانی، سدیم بیشترین فراوانی را دارد و پس از آن پتاسیم، لیتیوم، روبیدیم، سزیم و در نهایت فرانسیم قرار دارند که به دلیل رادیواکتیویته بسیار زیاد، نادر است.

خواص فیزیکی

فلزات قلیایی نقطه ذوب، نقطه جوش و چگالی پایینی دارند. همچنین چگالی لیتیوم، سدیم و پتاسیم از آب پایین‌‌تر است. این فلزات بسیار نرم و با چاقو قابل برش هستند و در مقایسه با دیگر فلزات آنتالپی استاندارد ذوب و تبخیر پایین‌تری دارند.

داشتن فقط یک الکترون در لایه ظرفیت باعث شده تا پیوندهای فلزی ضعیفی تشکیل دهند. با قرار گرفتن در معرض آتش رنگ آن‌ها تغییر می‌کند. زیرا الکترون در هنگام بازگشت به حالت پایه، انرژی با طول موج مرئی ساطع می‌کند که باعث تغییر رنگ شعله می‌شود.

در مقایسه با شعاع اتمی، شعاع یونی در فلزات قلیایی بسیار کوچک‌تر است. زیرا عدد کوانتومی الکترون موجود در لایه S با عدد کوانتومی لایه داخلی متفاوت دارد و این لایه تقریبا از هسته دور است. زمانی که اتم این الکترون را از دست می‌دهد به یون تبدیل می‌شود.

خواص شیمیایی

فلزات قلیایی به عنوان یک عامل کاهنده قوی شناخته می‌شوند. الکترود منفی آن‌ها میل زیادی برای از دست دادن الکترون و تبدیل به کاتیون در محلول دارد. می‌توانند آمونیاک، هیدروژن، کلر و اکسیژن را احیا کنند.

این فلزات در اثر مجاورت با هوا یا اکسیژن واکنش داده و رنگ آن‌ها کدر می‌شود. به همین دلیل برای نگهداری آن‌ها از نفت استفاده می‌شود. به دلیل واکنش با آب، هیدروکسید قلیایی و هیدروژن نگهداری از آن‌ها در زیر آب غیر ممکن است.

کاربرد فلزات قلیایی

فلزات قلیایی کاربردهای مختلفی در صنایع دارند. شناخته‌شده‌ترین کاربردهای عناصر خالص، می‌توان به استفاده از سزیم  و روبیدیم در ساعت‌های اتمی اشاره نمود. از کاربردهای رایج ترکیبات سدیم، لامپ بخار سدیم است که نور را بسیار کارآمد ساطع می‌کند. همچنین نمک خوراکی یا کلرید سدیم که از دیرباز استفاده می‌شده است.

لیتیوم به عنوان یک داروی روانپزشکی و به عنوان آند در باتری‌های لیتیومی کاربرد دارد. سدیم و پتاسیم نیز عناصر ضروری هستند که نقش‌های بیولوژیکی عمده‌ای به عنوان الکترولیت بر عهده دارند. اگرچه سایر فلزات قلیایی ضروری نیستند، اما اثرات مفید و مضری بر بدن دارند.

بیشتر بخوانید: فلزهای واسطه و طبقه بندی آن ها