„Alkalimetalle“ – Versionsunterschied

| <u>[[Hauptgruppe|'''[[Hauptgruppe]]''']]</u>

Als '''Alkalimetalle''' werden die [[Chemisches Element|chemischen Elemente]] [[Lithium]], [[Natrium]], [[Kalium]], [[Rubidium]], [[Caesium]] und [[Francium]] aus der 1. [[Hauptgruppe]] des [[Periodensystem]]s bezeichnet. Sie sind silbrig glänzende, reaktive [[Metalle]], die in ihrer [[Valenzschale]] ein einzelnes [[Elektron]] besitzen, das sie als starke Reduktionsmittel leicht abgeben können. Obwohl [[Wasserstoff]] in den meistenvielen Darstellungen des Periodensystems auch in der ersten Hauptgruppe steht – ganz oben und zummeist Teilmit ähnlicheeiner chemischeLücke Eigenschaftenabgetrennt, wieoder diein Alkalimetalleanderer aufweist,Farbe dargestellt – kann erWasserstoff nichtkeinesfalls zu diesenden Alkalimetallen gezählt werden,. daAls ertypisches [[Nichtmetalle|Nichtmetall]] ist Wasserstoff unter [[Standardbedingungen]] wedergasförmig und nicht fest, isthat nocheine viel größere [[Ionisierungsenergie]] und zeigt keine typischen [[Metallische Bindung|metallische Eigenschaften]].<ref>{{Literatur aufweist|Autor= Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten |Hrsg= |Titel=Chemie. Die zentrale Wissenschaft|Verlag=Pearson Studium |Datum= 2007 |ISBN=978-3-8273-7191-1|Seiten=992–998}}</ref>

== Erklärung des NamensEtymologie ==

Der Name der Alkalimetalle leitet sich von dem arabischen Wort {{arF|القلية&lrm;|d=al-qalya}} für „[[Pottasche]]“ ab, die alte Bezeichnung für aus Pflanzenaschen gewonnenes [[Kaliumcarbonat]]. [[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''.

[[Datei:Alkalimetalle.jpg|mini|right|Die fünf stabilen Alkalimetalle]]

Alkalimetalle sind metallisch glänzende, silbrig-weiße (Ausnahme:weiche [[Leichtmetalle]]. [[Caesium]] hat bei geringster Verunreinigung einen Goldton), weiche [[Leichtmetalle]]. Sie sind mit dem [[Messer]] schneidbar. Alkalimetalle haben eine geringe [[Dichte]]. Sie [[Chemische Reaktion|reagieren]] mit vielen [[Chemischer Stoff|Stoffen]], so beispielsweise mit [[Wasser]], [[Luft]] oder Halogenen[[Halogene]]n teilweise äußerst heftig unter starker Wärmeentwicklung. Insbesondere die schwereren Alkalimetalle können sich an der Luft [[Selbstentzündung|selbst entzünden]]. Daher werden sie unter Schutzflüssigkeiten, wie [[Paraffin]] oder [[Petroleum]] (Lithium, Natrium und Kalium), bzw. unter Luftabschluss in Ampullen (Rubidium und Caesium) aufbewahrt.

Als [[Chemisches Element|Elemente]] der ersten [[Gruppe des Periodensystems]] besitzen sie nur ein schwach gebundenes [[S-Orbital|s]]-[[Elektron]], das sie leicht abgeben. Ihre ersten [[Ionisierungsenergie]]n und ihre [[Elektronegativität]]en sind entsprechend klein. In [[Chemische Verbindung|Verbindungen]] kommen sie alle fast ausschließlich als einwertige [[Kation]]en vor, wenngleich sogar Verbindungen bekannt sind, in denen diese Metalle anionisch vorliegen (z.&nbsp;B. [[Natrid]]e, komplexiert mit sogenannten [[Kryptand]]en).

* Lithium[[Natrium]] und seine Salze färben die Flamme rotgelb (671589 nm).

* Natrium[[Kalium]] und seine Salze färben die Flamme gelbviolett (589768 und 404 nm).

* Kalium[[Rubidium]] und seine Salze färben die Flamme violettrot (768780 und 404421 nm).

* Rubidium[[Caesium]] und seine Salze färben die Flamme rotblauviolett (780 und 421458 nm).

Aufgrund dieser Flammenfärbung werden Alkalimetallverbindungen für Feuerwerke[[Feuerwerk]]e benutzt.

{| class="wikitable" style="text-align:center"

| 1,532 g/cm³

| 1320,9056

| 0,792

== ReaktionsverhaltenReaktionen und Verbindungen ==

Die thermische Beständigkeit der [[Hydride]] nimmt vom [[Lithiumhydrid]] (LiH) zum [[Caesiumhydrid]] (CsH) ab. Alkalihydride werden u.&nbsp;a. als [[Reduktionsmittel|Reduktions-]] oder Trockenmittel[[Trocknungsmittel]] eingesetzt.

Mit [[Sauerstoff]] reagieren die [[Metalle]] unter Bildung fester, weißer ''Alkalimetalloxide'' ([[Lithiumoxid]], [[Natriumoxid]]), ''Alkalimetallperoxide'' ([[Natriumperoxid]], [[Kaliumperoxid]]) und ''Alkalimetallhyperoxide'' ([[Kaliumhyperoxid]], [[Rubidiumhyperoxid]], [[Caesiumhyperoxid]]):

:<chem>24 Na + O_2 -> Na_2O_22 Na_2O</chem>

:<chem>42 Na + O_2 -> Na_2ONa_2O_2</chem>

:<chem>M2 K + O_2 -> MO_2K_2O_2</chem> (M = K, Rb, Cs)

Vom [[Lithium]] zum [[Caesium]] steigt die [[Reaktivität (Chemie)|Reaktivität]] stark an. Während eine annähernd kubische Probe von Lithium relativ träge reagiert, entzündet sich schon bei [[Natrium]] aufgrund der Hitzeentwicklung der entstehende Wasserstoff unter Anwesenheit von Luftsauerstoff. Ab dem [[Kalium]] erfolgt aufgrundbei derfortschreitender HitzeentwicklungReaktion eineauch Selbstentzündung[[Verdampfung]] und Entflammung des entstehenden[[Metalle|Metalls]], Wasserstoffsnicht unterzuletzt Anwesenheitauch vonwegen Luftsauestoffdes mit der [[Ordnungszahl]] abnehmenden [[Siedepunkt]]s (siehe [[#Physikalische Eigenschaften|oben]]). Aber auch unter Luftabschluss erfolgtkönnen eineschon explosiveweniger Reaktionals 0,5&nbsp;g dieNatrium [[Explosion|explosiv]] mit Wasser reagieren, was eigentlich durch die an der Kontaktfläche der Edukte[[Edukt]]e entstehenden Reaktionsprodukte, Wasserstoff und Alkalimetalhydroxid, gehemmt werden sollte. Hochgeschwindigkeitsaufnahmen[[Hochgeschwindigkeitskamera|Hoch&shy;geschwindigkeits&shy;aufnahmen]] eines Experiments, bei dem eineTropfen einer unter [[Standardbedingungen]] flüssigeflüssigen [[Legierung]] aus Kalium und Natrium unter einer [[Inertgas]]-Atmosphäre mit Wasser in Kontakt gebracht wurdewurden, legen eine initial erfolgende [[Coulomb-Explosion]] („negative [[Oberflächenspannung]]“) bzw. die damit einhergehende starke [[Oberflächenvergrößerung]] der mit Ausnahme von Lithium nach kurzer Zeit schmelzflüssigen unlegierten Alkalimetallproben als Ursache für den ungehemmten Ablauf, die hohe Geschwindigkeit und damit die Heftigkeit dieser [[Chemische Reaktion|Reaktionen]] nahe.<ref>P. E. Mason, F. Uhlig, V. Vaněk, T. Buttersack, S. Bauerecker, P. Jungwirth: ''Coulomb explosion during the early stages of the reaction of alkali metals with water.'' In: ''Nature chemistry.'' Band 7, Nummer 3, März 2015, S.&nbsp;250–254, {{DOI|[[doi:10.1038/nchem.2161}}]], PMID 25698335</ref> Die Alkalimetallhydroxide sind farblose Feststoffe[[Feststoff]]e, die sich in Wasser unter starker Erwärmung leicht lösen und dabei stark [[Alkalische Lösung|basisch]] reagieren. Die [[Hydroxide]] und ihre [[Lösung (Chemie)|Lösungen]] wirken stark ätzend.

Alkalimetalle ergebenlösen mitsich in flüssigem [[Ammoniak]] unter Bildung von intensiv blau gefärbtegefärbten Lösungen. Diese Lösungen, die auspositiv positivengeladene Alkalimetall-IonenKationen und solvatisiertensolvatisierte Elektronen bestehtenthalten, sindwirken einals sehr starkesstarke [[Reduktionsmittel]] und werden beispielsweisez.&nbsp;B für die [[Birch-Reduktion]] eingesetzt. Wird diesen Lösungen ein geeigneter Komplexbildner ( e Kryptand oder Kronenether) zugesetzt, können sich entsprechende Salze mit Alkalimetall-Anionen, die sogenannten [[Alkalide]], bilden.

| <u>[[Hauptgruppe|'''[[Hauptgruppe]]''']]</u>

[[Wasserstoff]],Jedoch dasgibt erstees Elementauch derchemische 1.Eigenschaften Hauptgruppe,und istchemisches unterVerhalten, Normalbedingungenin eindenen Nichtmetall.Wasserstoff Erden wirdAlkalimetallen deshalbähnlich nichtist. zuWasserstoff denist Alkalimetallenwie gezählt,die teiltAlkalimetalle jedochein mitstarkes ihnen[[Reduktionsmittel]] einige Eigenschaften. Wasserstoffund tritt wie die Alkalimetalle stets einwertig auf. undWasserstoff wandelt sich unter extrem hohem Druck in eine metallische Hochdruckmodifikation um, den [[Metallischer Wasserstoff|metallischen Wasserstoff]].<ref>''[https://www.mpg.de/4652575/wasserstoff_metall Hoher Druck macht Wasserstoff metallisch.]'' Mitteilung der Max-Planck-Gesellschaft vom 17.&nbsp;November 2011, abgerufen am 22.&nbsp;Februar 2021.</ref> Umgekehrt haben auch einige Alkalimetalle unter bestimmten Bedingungen Eigenschaften wie Wasserstoff, z.&nbsp;B. besteht Lithium als Gas zu 1 % aus zweiatomigen Molekülen.

* A. G. Sharpe et al.: ''Inorganic Chemistry, second edition'' -– ISBN 0-13-039913-2 -– Kapitel 10 ''Group 1: the alkali metals''.

* ''Handbuch der experimentellen Chemie Sekundarbereich II'', Band 2, Alkali-, und Erdalkalimetalle, Halogene, Aulis Verlag Deubner & Co. KG, Köln.

<!-- * [http://www.netexperimente.de/chemie/22.html Pink-Panther-Reaktion] Reaktion von Natrium mit Wasser auf Video -->

* [https://www.youtube.com/watch?v=LmlAYnFF_s8&feature=youtu.be High speed camera reveals why sodium explodes!] Video zur Ursache der heftigen Reaktion von Alkalimetallen mit Wasser unter Luftabschluss auf dem YouTube-Kanal (Thunderf00TThunderf00t) des Hauptautors des Nature-chemistry-Artikels (englisch)

{{|Navigationsleiste SerienGruppen (Periodensystem)}}

[[Kategorie:GruppeWikipedia:Artikel desmit PeriodensystemsVideo]]