Características de los compuestos de metales alcalinos

Hay una gran cantidad de elementos a nuestro alrededor que tienen diferentes propiedades y diferentes usos en función de esas propiedades. Para usar estos elementos, las propiedades son importantes, por lo que debe haber alguna tabla para agrupar estos elementos. Esta tabla se conoce como una tabla periódica que se crea utilizando el trabajo de diferentes científicos. Los elementos del primer grupo se denominan metales alcalinos. Este grupo contiene los siguientes elementos: litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio. Aparte del litio, todos los demás elementos siguen una tendencia similar en propiedades químicas y físicas.

Características de los metales alcalinos  

• Radios atómicos : los radios atómicos de los metales alcalinos aumentan en el grupo a medida que aumenta el número atómico debido a que se agregan nuevas capas de energía a medida que aumenta el número atómico. Debido a la adición de capas de energía, el tamaño de los átomos aumenta al pasar del berilio al radio.   

Be<Mg<Ca<Sr<Ba<Ra

• Punto de ebullición: el punto de ebullición de los metales alcalinos es bastante más bajo que el de los metales alcalinotérreos y disminuye hacia abajo en el grupo, sigue la tendencia opuesta al tamaño atómico, ya que los electrones de los átomos más pequeños son más difíciles de excitar con energía térmica que los electrones de los átomos más grandes. .

Be> Mg> Ca> Sr> Ba> Ra

• Configuración electrónica: la configuración electrónica de los metales alcalinos se puede representar mediante un gas noble y un electrón de valencia se coloca en un orbital s. Entonces la representación es como [Noble Gas] ns ¹ .
• Potencial estándar: el potencial estándar de los metales alcalinotérreos sigue la misma tendencia que la del tamaño atómico, lo que significa que el potencial estándar negativo de los iones aumenta en el grupo a medida que aumenta el tamaño atómico. 

Be> Mg> Ca> Sr> Ba> Ra

Propiedades físicas de los metales alcalinos

1. Los metales alcalinos se pueden ionizar fácilmente mediante energía térmica.
2. Estos metales muestran la propiedad brillante.
3. Se pueden batir en láminas delgadas ya que estos elementos son maleables.
4.  La conductividad térmica de los metales alcalinos es bastante alta.
5. Estos elementos se pueden cortar fácilmente ya que son de naturaleza suave.
6. Los metales alcalinos flotan en el agua debido a su baja densidad.
7. Estos elementos tienen la tendencia a mostrar reacciones exotérmicas.

Propiedades químicas de los metales alcalinos

• Los metales alcalinos reaccionan con el agua para formar hidrrusts y liberan gas _{H2 .}

2X + 2H ₂ O → 2X ⁺ + 2OH ^– + H ₂ 

donde X es un metal alcalino

• Estos también reaccionan con el aire para formar diferentes rusts de metales.
• Estos elementos reaccionan con el grupo halógeno que consta de flúor, cloro, bromo y yodo para formar los haluros correspondientes.

2M+X2 _→ 2MX 

donde X es un halógeno y M es un metal alcalino

• A altas temperaturas, los metales alcalinos pueden reaccionar con el hidrógeno para formar los correspondientes hidruros.

2X + H ₂ → 2X ⁺ H ^– 

donde X es un metal alcalino

• Estos elementos reaccionan con el aire y el agua por lo que para evitar cualquier reacción se mantienen en aceite de queroseno.
• La naturaleza de los metales alcalinos es de naturaleza reductora.

Usos de los metales alcalinos

1. El litio también se usa en el campo de la medicina para los marcapasos cardíacos.
2. El litio se utiliza principalmente en baterías tanto recargables como no recargables.
3. El cesio se utiliza como sulfuro de cesio en la generación de energía termoeléctrica.
4. El potasio tiene muchos usos en jabones, limpiadores, detergentes y también en la extracción de oro.
5. El sodio se utiliza en el proceso de purificación de muchos metales.

Dos o más elementos se unen para formar compuestos por lo que los metales alcalinos forman compuestos iónicos ya que los metales alcalinos son del grupo 1 y tienen un estado de oxidación de +1.

Características de los compuestos formados por metales alcalinos  

Rusts

Los metales alcalinos pueden formar los rusts correspondientes y algo de perrust también cuando reaccionan con el oxígeno. Estos rusts son incoloros en forma pura. La estructura de estos rusts es de tipo sal gema. Estos rusts son solubles en agua.  

X + O ₂ → X ₂ O 

donde X es un metal alcalino

Hidrrusts

Los rusts de metales alcalinos al reaccionar con agua forman hidrrusts. Estos hidrrusts son de naturaleza básica y también son térmicamente estables. Estos hidrrusts se pueden disolver en agua.  

X2O ₊ H2O → 2X ^{+ +} ₂ (OH) ^–  

donde X es un metal alcalino

Aparte de los hidrrusts, también se pueden formar perrusts.

2XO ₂ + 2H ₂ O → 2X ⁺ + 2OH ^– + H ₂ O ₂ + O ₂  

haluros

Los compuestos de metales alcalinos reaccionan con el grupo halógeno que consta de flúor, cloro, bromo y yodo para formar los haluros correspondientes. Estos haluros tienen puntos de fusión elevados y son incoloros.

Sales de oxoácidos

Los metales alcalinos tienen la capacidad de formar sales con el grupo oxoácido, así que comprendamos qué es un oxoácido. Los oxoácidos se pueden definir como aquellos que tienen un protón ácido unido al grupo hidroxilo junto con el grupo oxo. Ejemplos son el ácido sulfúrico y el ácido carbónico. Las siguientes son las propiedades de los oxoácidos:

• Se hidrolizan fácilmente con agua.
• Son estables al calor o al cambio de temperatura.
• Son de naturaleza electropositiva que aumenta de arriba a abajo.
• A excepción del carbonato de litio, todos los demás carbonatos de oxoácidos son estables al calor.  
• El grupo oxoácido está unido al mismo átomo al que está unido el grupo hidroxilo.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: ¿Explica la reacción de los metales alcalinos con el oxígeno?

Responder: 

Los metales alcalinos reaccionan violentamente con el oxígeno y forman rusts, perrusts y superrusts según el metal y su tamaño. Como los superrusts son generalmente inestables debido al pequeño catión, pero con un gran catión será estable.                         

El litio forma rust: 4Li + O ₂ → 2Li ₂ O 

El sodio forma perrust: 2Na + O2 → Na ₂ O ₂ 

El potasio forma superrust: K + O ₂ → KO ₂ 

Pregunta 2: ¿Por qué el carbonato de litio no es estable al calor?

Responder: 

El carbonato de litio no es tan estable al calor ya que el tamaño atómico del litio es muy pequeño, por lo que polariza un ion de carbonato grande que da como resultado la formación de rust de litio y dirust de carbono, por lo que el carbonato de litio no es estable al calor.

Pregunta 3: ¿Cómo se pueden probar los metales alcalinos?

Responder: 

Los metales alcalinos se pueden probar disolviéndolos en amoníaco líquido, ya que en el amoníaco líquido dan un color azul intenso debido a los electrones amoniacales. Estos electrones hacen que esta solución sea de naturaleza conductiva. Esta solución es de naturaleza paramagnética.

Pregunta 4: ¿Por qué se utilizan cesio y potasio en las células fotoeléctricas?

Responder: 

El cesio y el potasio tienen una habilidad especial para perder electrones al absorber la energía de la luz solar cuando los rayos de luz inciden sobre estos elementos y esto da como resultado un efecto fotoeléctrico debido a que el cesio y el potasio se utilizan como electrodos en las células fotoeléctricas.

Pregunta 5: ¿Cuál es el estado de oxidación del potasio en el rust de potasio?

Responder: 

El potasio reacciona con el oxígeno para dar rust de potasio como:

K + O ₂  → KO ₂

El rust de potasio es superrust y el ion de oxígeno se representa como O ^– ₂ y, por lo tanto, el estado de oxidación de +1, este compuesto es de naturaleza neutra.