Sārmu metāls, jebkurš no sešiem ķīmiskajiem elementiem, kas veido periodiskās tabulas 1. (Ia) grupu, proti, litijs (Li), nātrijs (Na), kālijs (K), rubīdijs (Rb), cēzijs (Cs) un francijs (Fr). Sārmu metālus sauc tāpēc, ka, reaģējot ar ūdeni, veidojas sārmi (ti, spēcīgas bāzes, kas spēj neitralizēt skābes). Nātrijs un kālijs ir sestais un septītais visvairāk elementu, kas attiecīgi veido 2,6 un 2,4 procentus no Zemes garozas. Pārējie sārmu metāli ir ievērojami retāki - attiecīgi ar rubīdiju, litiju un cēziju, kas veido 0,03, 0,007 un 0,0007 procentus no Zemes garozas. Francijs, dabiskais radioaktīvais izotops, ir ļoti reti sastopams un netika atklāts līdz 1939. gadam.
Galvenie jautājumi
Kā definē sārmu metālu?
Sārmu metāli ir seši 1. grupas ķīmiskie elementi, kas ir kreisākā kolonna periodiskajā tabulā. Tie ir litijs (Li), nātrijs (Na), kālijs (K), rubīdijs (Rb), cēzijs (Cs) un francijs (Fr). (Tāpat kā citiem 1. grupas elementiem, ūdeņradim (H) visattālākajā apvalkā ir viens elektrons, bet tas netiek klasificēts kā sārmu metāls, jo istabas temperatūrā tas nav metāls, bet gāze.)
Elementu periodiskā tabula
Brush up uz periodisko tabulu elementiem.
Kāpēc tos sauc par sārmu metāliem?
Sārmu metāli tiek nosaukti tāpēc, ka, reaģējot ar ūdeni, tie veido sārmus. Sārmi ir šo elementu hidroksīda savienojumi, piemēram, nātrija hidroksīds un kālija hidroksīds. Sārmi ir ļoti spēcīgas bāzes, kas ir kodīgas. Lye, piemēram, ir nātrija hidroksīds. Sārmi reaģē ar skābēm, veidojot sāļus.
Bāze
Lasiet vairāk par bāzēm.
Kādas ir sārmu metālu īpašības?
Sārmu metāliem ir zema kušanas temperatūra. Litijs kūst pie 180,5 ° C (356,9 ° F); cēzijs kūst tikai 28,4 ° C (83,1 ° F) temperatūrā. Šie elementi ir arī lieliski siltuma un elektrības vadi. Sārmu metāli ir ļoti reaģējoši, tāpēc tos parasti atrod savienojumos ar citiem elementiem, piemēram, sāli (nātrija hlorīds, NaCl) un kālija hlorīdu (KCl).
Lasiet vairāk zemāk: Grupas vispārīgās īpašības
Kāds ir visizplatītākais sārmu metāls?
Visizplatītākais sārmu metāls ir nātrijs, kas ir 2,8 procenti no Zemes garozas. Visizplatītākais nātrija savienojums ir nātrija hlorīds (NaCl), sāls. Nākamais izplatītākais ir kālijs, kas ir 2,6 procenti no Zemes garozas. Pārējie sārmu metāli ir daudz retāki. Rubīdijs, litijs un cēzijs ir attiecīgi 0,01, 0,002 un 0,0007 procenti no Zemes garozas. Francijs ir radioaktīvs, un dabā tas pastāv tikai nelielā daudzumā.
Nātrijs
Uzziniet vairāk par nātriju.
Sārmu metāli ir tik reaģējoši, ka parasti dabā sastopami apvienojumā ar citiem elementiem. Vienkārši minerāli, piemēram, halīts (nātrija hlorīds, NaCl), siklīts (kālija hlorīds, KCl) un karnallīts (kālija-magnija hlorīds, KCl · MgCl 2 · 6H 2 O), šķīst ūdenī, tāpēc ir viegli ekstrahējami un attīrīts. Sarežģītāki, ūdenī nešķīstoši minerāli tomēr ir daudz bagātīgāki Zemes garozā. Ļoti atšķaidīta nātrija atomu gāze (apmēram 1000 atomu uz kubikcentimetru [apmēram 16 000 atomu uz kubikcollu]) tiek iegūta Zemes mezosfērā (augstums aptuveni 90 km [60 jūdzes]), meteorējot. Turpmākā nātrija reakcija ar ozonu un atomu skābekli rada uzbudināmus nātrija atomus, kas izstaro gaismu, kuru mēs redzam kā meteora “asti”, kā arī izkliedētāku atmosfēras naktskvēlu. Ir arī mazāks litija un kālija daudzums.
Sārmu metāliem ir sudrabveidīgs spīdums, augsta elastība un lieliska elektrības un siltuma vadītspēja, kas parasti ir saistīta ar metāliem. Litijs ir vieglākais metāliskais elements. Sārmu metālu kušanas temperatūras ir zemas - no 179 ° C (354 ° F) litija līdz zemākajai par 28,5 ° C (83,3 ° F) cēzija. Pastāv sārmu metālu sakausējumi, kuru kušanas temperatūra ir zemāka par –78 ° C (–109 ° F).
Sārmu metāli viegli reaģē ar atmosfēras skābekli un ūdens tvaikiem. (Litijs reaģē arī ar slāpekli.) Tie enerģiski un bieži vardarbīgi reaģē ar ūdeni, lai atbrīvotu ūdeņradi un veidotu spēcīgus kaustiskos šķīdumus. Visizplatītākās nemetāliskās vielas, piemēram, halogēni, halogēna skābes, sērs un fosfors, reaģē ar sārmu metāliem. Paši sārmu metāli reaģē ar daudziem organiskiem savienojumiem, īpaši ar tiem, kas satur halogēnu vai viegli aizvietojamu ūdeņraža atomu.
Nātrijs līdz šim ir vissvarīgākais sārmu metāls rūpnieciskas izmantošanas ziņā. Metālu izmanto organisko savienojumu reducēšanā un daudzu komerciālu savienojumu sagatavošanā. Kā brīvs metāls to izmanto kā siltuma pārneses šķidrumu dažos kodolreaktoros. Katru gadu tiek izmantoti simtiem tūkstošu tonnu komerciālu savienojumu, kas satur nātriju, ieskaitot parasto sāli (NaCl), cepamais sodas (NaHCO 3), nātrija karbonātu (Na 2 CO 3) un kaustisko soda (NaOH). Kāliju kā brīvu metālu izmanto ievērojami mazāk nekā nātriju. Kālija sāļi tomēr tiek patērēti ievērojamā daudzumā mēslošanas līdzekļu ražošanā. Litija metālu izmanto dažos vieglo metālu sakausējumos un kā reaģentu organiskajās sintēzēs. Svarīga litija izmantošana ir vieglu akumulatoru ražošanā. Primārās litija baterijas (nav uzlādējamas) plaši izmanto daudzās ierīcēs, piemēram, kamerās, mobilajos telefonos un elektrokardiostimulatoros. Atkārtoti uzlādējamās litija akumulatoru baterijas, kas varētu būt piemērotas transportlīdzekļa piedziņai vai enerģijas uzkrāšanai, tiek intensīvi pētītas. Rubīdiju un cēziju un to savienojumus izmanto ierobežoti, bet cēzija metāla tvaikus izmanto atomu pulksteņos, kas ir tik precīzi, ka tiek izmantoti kā laika standarti.
