Metalet Alkaline 1s713g

Metalet alkaline Li- litiumi,Na-natriumi,K-kaliumi,Rb-rubidiumi,Cs-ceziumi dhe Fr- franciumi- janë elementet e grupit të parë të SPE.I quajmë metale alkaline sepse ndërtojnë baza të forta –alakalie.Atomet e tyre kanë një elektron në nivelin e fundit energjetik,ashtu që simboli për konfiguracion elektronik të përbashkët është ns1.Elementi i fundit i grupit,franciumi është metal radioaktiv.Koha e gjysmëzbërthimit të tij është 22 minuta.Nga të gjitha grupet në SPE,metalet alkaline kanë veti më të ngjashme në mes veti. Metalet alakaline si substanca elementare Metalet alkaline janë të ngurtë (në 25˚C,101,3 kPa).Atomet e tyre ndërtojnë rrjeta kristalore metalike.Në formimin e lidhjes metalike merr pjesë vetëm një atom valentor i çdo atomi,ashtu që lidhjet metalike në këto substanca janë shumë të dobëta.Me rritjen e numrit atomik rritet vëllimi i atomit,kështu që elektroni valentor është gjithë e më larg nga bërthama.Ndikimi i bërthamës në elektronet të cilët janë gjithë e më larg saj dobësohet,kështu që lidhjet metalike janë gjithë e më të dobëta. Vetitë fizike të metaleve alkaline Elektronet e delokalizuara në rrjetën kristalore metalike janë arsye që metalet alkaline e përçojnë rrymën elektrike dhe nxehtësinë.Janë të përhimt në përjashtim të ceziumit i cili është i verdhë.Kanë shkëlqim metalik karakteristik.Në krahasim me metalet tjerë kanë temperatura mjaft të ulëta të shkrirjes dhe të vlimit.Kjë vërteton faktin se lidhjet metalike janë të dobëta.Me rritjen e numrit atomik,vlerat për temperarurat e shkrirjes dhe të vlimit zvogëlohen ndërsa metalet janë gjithë e më të butë.Për shkak të lidhjeve të dobëta metalike Li,Na dhe K janë të butë dhe mund të prehen me brisk.Rb dhe Cs dikur i kanë radhitur në elemente të lëngëta për shkak të temperaturës së ulët të shkrirjes së tyre (38,5˚C dhe 28,5˚C). Përveç temperaturave të ulëta të shkrirjes dhe të vlimit,karakteristikë e metaleve alkaline është edhe densiteti i vogël i tyre.Li është element i ngurtë më i lehtë i sistemit periodik të elementeve. Metalet alkaline për nga vetitë fizike dallojnë dukshëm nga hekuri,bakri,plumbi,alumini dhe metalet tjera, për të cilët së pari na shkon mendja kur në jetën e përditshme dëgjojmë fjalën metal.Nga metalet alkaline nuk mund të ndërtohen konstruksione të forta metalike.Mirëpo,nëse marrim parasysh se një veçori kryesore e metaleve është vetia që të ndërtojnë jone me ngarkesë elektrike pozitive (katjone Mn+) ,të ndërtojnë baza dhe okside bazike,atëher metalet alkaline sipas vetive kimike të tyre janë metalet më tipike me veti të theksuara në SPE. Vetitë kimike të metaleve alkaline Si e arrijnë metalet alkaline konfiguracionin elektronik stabil? Vlerat e ulëta për energjinë e parë të jonizimit dhe energji të lartë për energjinë e dytë të jonizimit,tregojnë se atomet e këtyre elementeve shumë leht e lëshojnë elektronin e vetëm valentor.Nga të gjitha elementet në SPE metalet alkaline kanë energjinë më të ulët të jonizimit.Më leht se të gjitha elementet lirojnë elektronin.Këto të dhëna janë të kuptueshme,nëse kemi parasysh konfiguracionin elektronik ns1np0.Me lirimin e elektronit formohen jonet e elektrizuar pozitivisht M1+. Jonet e formuara kanë konfiguracion elektronik stabil. Nga të gjitha elemetet në SPE metalet alkaline kanë koeficient elektronegativiteti më të ulët.Vlerat e ulëta të elektronegativitetit më të ulët.Vlerat e ulëta të koeficientëve të elektronegativitetit në këta elemente nuk mund të tërheqin elektronet e huaj.Numri i tyre oksidues në komponime është gjithmon pozitiv,pa marrë parasysh se me cilin element ndërton lidhje kimike. Nëse kanë prirje të madhe të lëshojnë elektronin,si ndryshon reaktiviteti në grup? Me rritjen e vëllimit të atomit rritet largësia e elektronit valentor nga bërthama.Forcat tërheqëse në mes bërthamës dhe elektronit bëhen gjithë e më të dobëta,kështu që edhe energjitë e jonizimit bien,atomet lëshojnë më leht elektronin valeentor.

Ndërtimi i komponimeve binare të metaleve alkaline Për shkak të reaktivitetit të shprehur të tyre ,metalet alkaline leht reagojnë me shumicën e jometaleve.Me hidrogjenin japin hidride,me elementet halogjene halogjenure,me sulfur sulfure. Hidruret MH – (LiH,NaH,KH...)

2Li(s) + H2(g)

2LiH(s) hidrid- litiumi

Halogjenuret MX- (NaF,KI,RbCl...)

2Na(s) + Cl2(g)

2NaCl(s) klorur- natriumi

Sulfuret M2S- (Li2S,Na2S,K2S...)

2K(s) + S(s)

Oksidet M2O-(Li2O,K2O,K2O...)

4Li(s) + O2(g)

Peroksidet M2O2- (Na2O2,K2O2...).

2Na(s) + O2(g)

K2S(s) sulfur-kaliumi 2Li2O(s) oksid-litiumi 2Na2O2(s) peroksid-natriumi

Natriumi me djegie jep kryesisht peroksid.Nëse metali është i pranishëm në tepricë të madhe ,fitohet edhe oksidi. 4Na(s) + O2(g)

2Na2O(s) oksid natriumi

Kaliumi,rubidiumi dhe ceziumi me djegie japin superokside.Veti specifike e elementeve alkaline është edhe ngjyrosja e flakës.Ngjyrosja e flakës përdoret për identifikimin e metaleve në komponimet e tyre.Ngjyra e bardhë përbëhet nga spektri i të gjitha gjatësive të mundshme valore (spektër kontinual).Ngjyra e flakës në të cilin ndodhen atomet e ndonjë elementi do të emitojnë vetëm ndonjë nga ngjyrat (spektër vijor). Metalet alkaline ngjyrosin flakën me ngjyra karakteristike.Li-me ngjrë të kuqe,Na-të verdhë dhe K-vjollce. Rb dhe Cs kanë marrë emrin sipas ngjyrave me të cilat janë zbuluar me analizë spektrale (caesius-i kaltër si qielli ; ruber- i kuq ). Aftësia reduktuese e metaleve alkaline Për shkak të lehtësisë së lëshimit të elektronit,metalet alkaline janë mjete të forta reduktuese.Kanë vlerën më të ulët të potencialit elektrodik ,kështu që në vargun elektrokimik të metaleve ndodhen krejt në fillim.Që janë me reaktivitet të theksuar dhe mjete të forta reduktuese (leht lëshojnë elektronin),e vërteton edhe fakti që mund të zhvendosin hidrogjenin,jo vetëm nga acidet (reaksionet janë eksplozive) por edhe nga uji,si mjet shumë më i dobët oksidues. 2Na(s) + 2H2O(l) .

2NaOH(aq) + H2(g)

ΔrH ˂ 0

hidroksid-natriumi

Reaksionet e metaleve alkaline dhe ujit janë mjaft ekzoterme.Nxehtësia e liruar mund të ndezë hidrogjenin i cili fitohet.Për shkak të reaksionit të vrullshëm me ujë,me lagështinë dhe me oksigjenin nga ajri metalet ruhen në petrolej (vajguri).Petroleji pengon kontaktin e drejtpërdrejt të metalit me oksigjenin dhe me lagështinë e ajrit.Rubidiumi dhe ceziumi si metalet alakaline më reaktive ruhen në ampulla qelqi nën vakum. Përhapja e metaleve alkaline Për shkak të reaktivitetit të theksuar (reagojnë edhe me oksigjenin edhe me lagështinë e ajrit) metalet alkaline nuk gjinden në natyrë si substanca elementare,por vetëm në komponime.Në korën e tokës (litosferë) ndodhen në formë të mineraleve.Në formë të kriprave të tretura ,më së shumti klorure,ka në oqeane ,në detra dhe liqene të njelmëta.Kripra të natriumit ka më së shumti në ujra ,se në litosfer.Nga të gjitha komponimet e metaleve ,komponimet e natriumit dhe kaliumit janë më të përhapura në natyrë.Sipas pjesmarrjes në masë,natriumi zen vendin e gjashtë,ndërsa kaliumi vendin e shtatë.Është shum e vështir të gjindet mostra e ndonjë substance e cila së paku në gjurmë të mos përmbajë jone të natriumit apo kaliumit.Jonet e natriumit dhe kaliumit ,si përbërës të domosdoshëm të lëngjeve trupore,marrin pjesë në proceset e çdo organizmi të gjallë.

Përfitimi i metaleve alkaline Duke pas parasysh reaktivitetin e lartë,metalet alkaline janë zbuluar relativisht vonë,tek në shekullin 19 dhe 20.Li,Na dhe K sot në industri fitohen nga shkrirjet klorure me elektrolizë.Nëse klorure të tyre nuk ka në natyrë ,siç është rasti me litiumin,duhet që nga mineralet të fitohet së pari kloruri ,pastaj bëhet elektroliza. NaCl(s)

shkrirja

Na+(l) + Cl –(l)

katoda (-) 2Na+ + 2e

2Na0

anoda (+) 2Cl- - 2e Cl20 2NaCl(s) elektroliza 2Na(s) + Cl2(g)

Përdorimi i metaleve alkaline Rb dhe Cs kanë energjinë e jonizimit më të ulët nga të gjitha elementet e sistemit periodik.Për jonizimin e atomeve të këtyre metaleve mjafton energjia e dritës së dukshme. Rb dhe Cs përdoren si “fabrikë e joneve” për prodhimin e qelulave fotoelektrike të cilat janë pjesë përbërëse të aparateve për inçizim, lasera,stabilimente për fluturake kozmike. Natriumi jep ngjyrë intenzive të verdhë. Llampat me avull natriumi japin dritë me ngjyrë të verdhë intenzive e cila depërton nëpër pluhur në mjegull.Për këtë arsye përdoret për ndriçim publik,në fabrikën e prodhimit të tjegullave,cementit etj. Metalet alkaline reagojnë me jometalet. Natriumi përdoret në përfitimin e peroksidit i cili përdoret për zbardhim.Litiumi përdoret në përfitimin e hidridit i cili në reaksion me ujin jep hidrogjen.Kaliumi përdoret në përfitimin e superoksideve të cilët përdoren si burim i oksigjenit “mushkëri artificiale” në nëndetëse,anije kozmike dhe në mjeksi. Metalet alkaline janë mjete reduktuese. Litiumi përdoret në industrinë e barnave,natriumi dhe kaliumi në industrinë e ngjyrave,në përfitimin e kauçukut artificial dhe metaleve të shtrenjt. Metalet alkaline reagojnë me vrull me ujin. Natiumi në laborator përdoret si mjet dehidratues për largimin e ujit nga tretësit. Komponimet e metaleve alkaline Çdo laborator për kimi inorganike në magazinën e kemikateve ka ,ndoshta më së shumti komponime të kaliumit dhe natriumit.Kripa e kuzhinës dhe soda bikarbona janë bërë të pazëvendësueshëm në jetën e përditshme.Pa marrë parasysh për cilën klasë të komponimeve bëhet fjalë ,të gjitha komponimet e elementeve të grupit të parë janë substanca kristalore të ngurta me lidhje jonike.Rrjetat kristalore përbëhen nga katjonet e metaleve dhe anionet përkatëse.Janë të bardhë,ndërsa tretësirat ujore pangjyr.Përjashtim bëjnë kriprat ku anionet janë me ngjyr. Hidridet e metaleve alkaline Për shkak të lidhjes jonike tipike dhe ekzistencës së jonit hidrid (H ̶ ) ,këto komponime tregojnë veti kimike karakteristike.Janë mjete të forta reduktuese

2H

̶

̶ 2e

H2

Reagojnë vrullshëm me ujin me ç ̕ rast fitohet hidroksid (bazë) dhe lirohet hidrogjeni.Për këtë arsye i radhisim në hidride bazike. . +1 ̶1 . LiH(s) + H2O(l) LiOH(aq) + H2(g) hidroksid litiumi

Oksidet e metaleve alkaline Të gjitha oksidet e metaleve alkaline janë substanca të ngurta të cilat në reaksion me ujin japin baza (hidrokside).Oksidet e metaleve alkaline janë anhidride të bazave.Reagojnë me acide dhe okside acidike.

Na2O(s) + H2O(l)

2NaOH(aq)

K2O(s) + 2HCl(aq)

2KCl(aq) + H2O(l)

Na2O(s) + CO2(g)

Na2CO3(s)

Hidroksidet e metaleve alkaline Për shkak të lidhjes jonike tipike hidroksidet e metaleve alkaline treten mirë në ujë (LiOH diçka më pak).Pasi treten duke u shpërbashkuar plotësisht në jone, këto komponime i radhisim në baza të forta.Hidratimi i jonit të metalit, i cili fitohet me shkëputjen e lidhjes jonike.përcillet me lirimin e sasisë së madhe të nxehtësisë.Si të gjitha bazat, reagojnë me acide dhe okside acidike me ç ̕ rast fitohen kripra.

KOH(s) + HCl(aq)

KCl(aq) + H2O(l)

2NaOH(s) + CO2(g)

Na2CO3(s) + H2O(l)

Hidroksid natriumi Hidroksidi i natriumit quhet edhe soda kaustike apo soda e gurit.Në popull është e njohur si sodë e gjallë.Hidroksidi i natriumit është substancë helmuese.Sepse është bazë e fortë dhe higroskopike (e thith lagështin),bren fort lëkurën.Mund të fitohet në reaksion të natriumit,oksidit të natriumit ose hidrid të natriumit me ujë.Kjo substancë shitet në treg zakonisht në formë të granulave ose luspave.Prodhimi vjetor i saj në botë është më shumë se 30 milion tonelata.Lëndë e parë në prodhimin industrial të saj është kloruri i natriumit,ndërsa metoda e përfitimit është elektroliza e tretësirës ujore të kësaj kripe.

2NaCl(aq) + 2H2O(l)

elektroliza

H2(g) + Cl2(g) + 2NaOH(aq)

Si rezultat i disocijimit elektrolitik në tretësirën ujore të klorurit të natriumit ekzistojnë jonet : Na+ , H+ , Cl ̶ dhe OH ̶ . Pasi që më pak energji nevojitet për reduktimin e joneve H+, në katodë ndahet hidrogjeni.Me përdorimin e anodës së grafitit arrihet oksidimi i joneve Cl ̶ .Në tretësirë ujore mbetet hidroksid natriumi. + 2e

katoda ( ̶ ) 2H+ anoda (+) 2Cl

̶

̶ 2e

H20 Cl20