„Alkalimetalle“ – Versionsunterschied

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 vielen Darstellungen des Periodensystems auch in der ersten Hauptgruppe steht – ganz oben und meist mit einer Lücke abgetrennt, oder in anderer Farbe dargestellt – kann Wasserstoff nichtkeinesfalls zu den Alkalimetallen gezählt werden,. da Wasserstoff alsAls typisches [[Nichtmetalle|Nichtmetall]] ist Wasserstoff unter [[Standardbedingungen]] wedergasförmig festund istnicht fest, nochhat eine viel typischegrößere [[Ionisierungsenergie]] und zeigt keine typischen [[Metallische Bindung| metallische Eigenschaften]].<ref>{{Literatur zeigt|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>

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''.

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).
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Datei:FlammenfärbungLi.png|[[Lithium]]

Datei:FlammenfärbungNa.png|[[Natrium]]

Datei:FlammenfärbungK.png|[[Kalium]]

Datei:Die Flammenfärbung des Rubidium.jpg|[[Rubidium]]

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 bei fortschreitender Reaktion auch [[Verdampfung]] und Entflammung des [[Metalle|Metalls]], nicht zuletzt auch wegen des mit der [[Ordnungszahl]] abnehmenden [[Siedepunkt]]s (siehe [[#TrendsPhysikalische Eigenschaften|oben]]). Aber auch unter Luftabschluss können schon weniger als 0,5&nbsp;g Natrium [[Explosion|explosiv]] mit Wasser reagieren, was eigentlich durch die an der Kontaktfläche der [[Edukt]]e entstehenden Reaktionsprodukte, Wasserstoff und Alkalimetalhydroxid, gehemmt werden sollte. [[Hochgeschwindigkeitskamera|Hoch&shy;geschwindigkeits&shy;aufnahmen]] eines Experiments, bei dem Tropfen einer unter [[Standardbedingungen]] flüssigen [[Legierung]] aus Kalium und Natrium unter einer [[Inertgas]]-Atmosphäre mit Wasser in Kontakt gebracht wurden, 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 [[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 lösen sich in flüssigem [[Ammoniak]] unter Bildung von intensiv blau gefärbten Lösungen. Diese Lösungen, die positiv geladene Alkalimetall-Kationen und solvatisierte Elektronen enthalten, wirken als sehr starke [[Reduktionsmittel]] und werden z.&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.

[[Wasserstoff]], das erste Element der 1. Hauptgruppe, ist unter Normalbedingungen ein Nichtmetall und wird deshalb nicht zu den Alkalimetallen gezählt. Wasserstoff hat z.&nbsp;B wie andere typische Nichtmetalle eine deutlich höhere erste [[Ionisierungsenergie]] als die Alkalimetalle, die ihr Elektron leicht abgeben, und zeigt dementsprechend andere chemische Eigenschaften. Anders als die Alkalimetalle teilt Wasserstoff sein Elektron mit Nichtmetallen wie Chlor oder Sauerstoff und bildet mit ihnen über [[kovalente Bindung]]en Molekularverbindungen. Im Gegensatz zu den Alkalimetallen kann Wasserstoff ein Elektron von Metallen aufnehmen und bildet mit ihnen salzartige [[Hydride]]. Die wichtigste charakteristische Eigenschaft des Wasserstoffatoms ist die Fähigkeit, das einzige Elektron an das Molekül Wasser unter Bildung des Kations [[Oxonium|Hydroniumkations]] zu verlieren. Dieses Kation spielt bei allen chemischen Reaktionen in wässrigen Lösungen eine wichtige Rolle. Die genannten Besonderheiten des Elements Wasserstoff, haben dazu geführt, dass man in Lehrbüchern auch die Auffassung findet „Wasserstoff gehört im Periodensystem zu keiner bestimmten Gruppe“.<ref>{{Literatur |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=318, 333}}</ref>

Jedoch gibt es auch chemische Eigenschaften und chemisches Verhalten, in denen Wasserstoff den Alkalimetallen ähnlich ist. Wasserstoff ist wie die Alkalimetalle ein starkes [[Reduktionsmittel]] und tritt wie die Alkalimetalle stets einwertig auf. Wasserstoff 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.

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

* [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 (Thunderf00t) des Hauptautors des Nature-chemistry-Artikels (englisch)

[[Kategorie:GruppeWikipedia:Artikel desmit PeriodensystemsVideo]]