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Que Sont Les Métaux Alcalis Sur Le Tableau Périodique?

Que sont les métaux alcalins ?

Les métaux alcalins sont six éléments chimiques du groupe 1, la colonne la plus à gauche du tableau périodique. Ce sont le lithium (Li), le sodium (Na), le potassium (K), le rubidium (Rb), le césium (Cs) et le francium (Fr). (Sauf que l'hydrogène (H) a un électron dans sa couche la plus externe, mais il n'est pas classé comme un métal alcalin car ce n'est pas un métal mais un gaz à température ambiante.)

Les métaux alcalins sont ainsi nommés car lorsqu'ils réagissent avec l'eau, ils forment des alcalis. Les alcalis sont des composés hydroxydes de ces éléments, tels que l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium. Les alcalis sont des bases très fortes qui sont caustiques. La lessive, par exemple, est l'hydroxyde de sodium. Les alcalis réagissent avec les acides pour former des sels.

Dans leurs formes pures, les métaux alcalins sont des métaux mous et brillants à bas point de fusion. Les métaux alcalins réagissent facilement avec l'air et l'humidité. En raison de leur réactivité, des précautions particulières doivent être prises lors de l'utilisation et du stockage de ces métaux.

Les métaux alcalins sont des métaux hautement réactifs à température et pression standard et perdent facilement leur électron le plus externe pour former des cations de charge +1. Ils peuvent tous être coupés facilement avec un couteau en raison de leur douceur, exposant une surface brillante qui se ternit rapidement à l'air en raison de l'oxydation par l'humidité atmosphérique et l'oxygène (et dans le cas du lithium, l'azote).

En raison de leur grande réactivité, ils doivent être stockés sous huile pour éviter toute réaction avec l'air, et ne se trouvent naturellement que sous forme de sels et jamais sous forme d'éléments libres. Le césium, le cinquième métal alcalin, est le plus réactif de tous les métaux. Tous les métaux alcalins réagissent avec l'eau, les métaux alcalins les plus lourds réagissant plus vigoureusement que les plus légers.

Métaux alcalins sur le tableau périodique

Les métaux alcalins sont le lithium (Li), le sodium (Na), le potassium (K), le rubidium (Rb), le césium (Cs) et le francium (Fr). Ce groupe se situe dans le bloc s du tableau périodique, car tous les métaux alcalins ont leur électron le plus externe dans une orbitale s.

Les métaux alcalins fournissent le meilleur exemple de tendances de groupe dans les propriétés du tableau périodique, avec des éléments présentant des propriétés similaires. Par exemple, en descendant dans le tableau, tous les métaux alcalins connus affichent :

En général, leurs densités augmentent en descendant de table, à l'exception du potassium qui est moins dense que le sodium.

Propriétés des métaux alcalins

Les métaux alcalins sont un groupe d'éléments chimiques du tableau périodique avec les propriétés physiques et chimiques suivantes :

Les métaux alcalins ont des points de fusion bas. Le lithium fond à 180,5 ° C (356,9 ° F); le césium fond à seulement 28,4 ° C (83,1 ° F). Ces éléments sont également d'excellents conducteurs de chaleur et d'électricité. Les métaux alcalins sont très réactifs et se trouvent donc généralement dans des composés avec d'autres éléments, tels que le sel (chlorure de sodium, NaCl) et le chlorure de potassium (KCl).

Ils peuvent tous être coupés facilement avec un couteau en plastique en raison de leur douceur, et leur surface brillante se ternit rapidement à l'air en raison de l'oxydation. En raison de leur grande réactivité, les métaux alcalins doivent être stockés sous huile pour éviter toute réaction avec l'air.

Dans la nomenclature IUPAC moderne, les métaux alcalins comprennent les éléments du groupe 1, à l'exclusion de l'hydrogène. Tous les métaux alcalins réagissent avec l'eau, les métaux alcalins les plus lourds réagissant plus vigoureusement que les plus légers.

Propriétés des métaux alcalins :

Propriétés Lithium Sodium Potassium Rubidium Césium Francium
Numéro atomique 3 11 19 37 55 87
Poids atomique (ou l'isotope le plus stable ) 6.941 22,99 38.098 86.468 132.905 223
Couleur de l'élément Argent Argent Argent Argent Argent
Point de fusion (°c) 180,5 97.72 63,38 39.31 28.44 27
Point d'ébullition (°c) 1 342 883 759 688 671 677
Densité à 20 °c (grammes par centimètre cube) 0,534 0,971 0,862 1.532 1.873
Augmentation de volume lors de la fusion (pourcentage) 1.51 2.63 2.81 2.54 2.66
Valence 1 1 1 1 1 1
Nombre de masse des isotopes les plus courants (abondance terrestre, pourcentage) 6 (7.59), 7 (92.41) 23 (100) 39 (93,2581), 40 (0,0117), 41 (6,7302) 85 (72.17), 87 (27.83) 133 (100)
Couleur donnée à la flamme Rouge Jaune Violette Jaune Violet Bleu
Principales raies spectrales d'émission (longueur d'onde, angströms) 6 708 ; 6 104 5 890 ; 5 896 7 699 ; 7 665 4 216 ; 4 202 4 593 ; 4 555
La chaleur de fusion (calories par mole/kilojoules par mole) 720 (3) 621 (2.6) 557 (2.33) 523 (2.19) 500 (2.09) 500 (2)
Chaleur spécifique (joules par gramme kelvin) 3.582 1.228 0,757 0,363 0,242
Résistivité électrique à 293–298 k (microhm centimètres) 9.5 4.9 7.5 13.3 21
Susceptibilité magnétique (unités cgs) 14,2 (10 −6 ) 16 (10 −6 ) 20,8 (10 −6 ) 17 (10 −6 ) 29 (10 −6 )
Structure cristalline Cubique centré sur le corps Cubique centré sur le corps Cubique centré sur le corps Cubique centré sur le corps Cubique centré sur le corps
Rayon :atomique (angströms) 1.67 1.9 2.43 2,65 2,98
Rayon :ionique (+1 ion, angströms) 0.9 1.16 1.52 1.66 1.81 1.94
Rayon :métallique (angströms, 12 coordonnées) 1.57 1.91 2.35 2.5 2,72 2.8
Première énergie d'ionisation (kilojoules par mole) 520.2 495.8 418.8 403 375,7 380
Potentiel d'oxydation pour l'oxydation de l'état d'oxydation 0 à +1 à 25 °c (volts) 3.04 2.71 2,93 2,92 2,92 2,92
Électronégativité (Pauling) 0,98 0,93 0,82 0,82 0,79 0.7

Liste des métaux alcalins

Les métaux alcalins sont :

  • Lithium (Li)
  • Sodium (Na)
  • Potassium (K)
  • Rubidium (Rb)
  • Césium (Cs)
  • Francium (Fr)

L'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) exclut l'hydrogène (H) en tant que métal alcalin car il se présente sous forme de gaz à des températures et pressions ordinaires. Cependant, l'hydrogène présente de nombreuses propriétés associées aux éléments du groupe et devient un métal alcalin sous une pression extrêmement élevée.

Exemples de métaux alcalins

Les métaux alcalins sont six éléments chimiques du groupe 1, la colonne la plus à gauche du tableau périodique. Ce sont le lithium (Li), le sodium (Na), le potassium (K), le rubidium (Rb), le césium (Cs) et le francium (Fr).

Lithium

Le lithium est le métal le plus léger découvert à ce jour. C'est le seul métal qui réagit avec l'azote. L'oxyde de lithium est amphotère (caractéristiques à la fois acides et basiques). À l'exception du lithium, les autres éléments alcalins sont principalement ioniques. La densité de charge du lithium est plus forte que celle des autres métaux alcalins grâce à laquelle il est largement hydraté.

Le lithium a été découvert en 1817 par Johan Arfvedson, lors de l'analyse de la pétalite LiAlSi4O10. Le mot Lithium est dérivé du mot grec « lithos » qui signifie pierre. Le lithium se trouve dans un certain nombre de minéraux pegmatitiques, d'argiles, de saumures, d'océans et de tous les êtres vivants.

Utilisations du lithium

  • Le lithium est utilisé dans les céramiques et les verres résistants à la chaleur.
  • Un alliage de lithium est utilisé dans la construction aéronautique.
  • Le deutérure de lithium est utilisé comme combustible de fusion dans les armes thermonucléaires.
  • Les piles au lithium contiennent beaucoup d'énergie par rapport aux autres métaux. Les appareils révolutionnaires comme les téléphones portables et les ordinateurs utilisent des piles au lithium.
  • Les sels de lithium sont utilisés comme médicament stabilisateur de l'humeur.
  • Le lithium-6 est la principale source de production de tritium.
  • Le lithium est utilisé pour désoxyder le cuivre et les alliages de cuivre.
  • Les composés de lithium sont utilisés comme colorants pyrotechniques dans les feux d'artifice qui produisent une luminance rouge.
  • Les graisses lubrifiantes sont produites à partir de lithium.

Sodium

Le sodium est une substance chimique que nous consommons chaque jour dans notre alimentation sous forme de chlorure de sodium (sel commun). Le sodium est produit par l'électrolyse du chlorure de sodium. L'élément sodium est hautement réactif.

En 1806, Sir Humphry Davy, un chimiste, a obtenu du sodium en faisant passer un courant électrique à travers de l'hydroxyde de sodium fondu. Le sodium a d'abord été produit par fusion nucléaire dans les étoiles, par la fusion de deux atomes de carbone. Il peut également être produit dans les étoiles lorsque les atomes de néon acquièrent un proton.

Utilisations du sodium

  • Le sodium est utilisé comme lustre dans les métaux.
  • Le sodium liquide est utilisé comme liquide de refroidissement dans les réacteurs nucléaires.
  • Le sel de sodium des acides gras est utilisé dans le savon.
  • NaK, un alliage de sodium et de potassium, est un important agent de transfert de chaleur.
  • Les composés de sodium sont utilisés dans les industries du papier, du textile, du pétrole et de la chimie.
  • L'iodure de sodium est utilisé pour traiter la teigne étendue.
  • Le sodium est utilisé dans les lampadaires et les lampes à vapeur de sodium car il peut donner une lueur jaune avec une luminance vive.
  • L'hydroxyde de sodium est utilisé comme nettoyant pour le four.

Potassium

Le potassium est le 19e élément du tableau périodique. Le potassium joue un rôle essentiel dans le bon fonctionnement de notre corps. C'est un minéral essentiel qui doit être maintenu dans les organismes. Si le taux de potassium n'est pas équilibré, cela peut entraîner une hyperkaliémie ou une hypokaliémie.

Le potassium devient gris lorsqu'il est exposé à l'air. Pour éviter l'oxydation et l'humidité, le potassium est stocké dans le pétrole.

Utilisations du potassium

  • Le chlorure de potassium est essentiel à la croissance des plantes. Il est utilisé dans les engrais.
  • La potasse améliore la rétention d'eau, le rendement, la valeur nutritive, le goût, la couleur, la texture et la résistance aux maladies des cultures vivrières.
  • Le chlorate de potassium et le nitrate de potassium sont utilisés dans les explosifs et les feux d'artifice.
  • Le nitrate de potassium est utilisé comme conservateur alimentaire.
  • Le potassium maintient la tension artérielle et les niveaux d'acidité dans notre corps.
  • Le chromate de potassium est utilisé dans le tannage du cuir et dans la fabrication d'encres, de poudre à canon, de colorants, d'allumettes de sûreté, etc.,
  • Le potassium est essentiel à la respiration cellulaire normale et à la fonction électrolytique, car 95 % de nos cellules sont constituées de potassium.
  • L'hydroxyde de potassium est utilisé pour fabriquer des détergents.
  • Le potassium aide à pomper les fluides à l'intérieur du cœur et des nerfs.

Rubidium

Le rubidium est un élément radioactif. Il est dérivé du mot latin rubius qui signifie rouge le plus profond.

Utilisations du rubidium

  • Le rubidium 82 est utilisé dans la perfusion myocardique.
  • Le rubidium est utilisé dans la fabrication d'horloges atomiques, de tubes électroniques et de photocellules.
  • Le rubidium est utilisé comme fluide de travail dans les turbines à vapeur.
  • Il est utilisé comme composant dans les moteurs des véhicules spatiaux.
  • La vapeur de rubidium est utilisée dans le refroidissement des lasers.
  • Le chlorure de rubidium est utilisé pour inciter les cellules à absorber l'ADN.
  • Il est utilisé dans les générateurs thermoélectriques.
  • Le carbonate de rubidium est utilisé dans la fabrication de verres optiques.
  • En raison de la structure hyperfine des niveaux d'énergie du rubidium, il est utilisé dans les horloges atomiques.
  • Un composé composé de rubidium, d'argent et d'iode possède certaines caractéristiques électriques et est utilisé dans la fabrication de batteries à couches minces.

Césium

Le césium est un métal actif. Chimiquement, le césium est l'élément le plus électropositif et se combine avec les anions pour former des composés. C'est un élément hautement toxique. L'hydroxyde de césium est la base la plus forte découverte à ce jour.

Il possède de nombreux isotopes dont le césium-133 est un isotope stable et l'étalon le plus important pour la mesure du temps (horloges au césium ou horloges atomiques). Le césium est liquide à ou près de la température ambiante.

Utilisations du césium

  • Le césium 134 est utilisé dans l'industrie de l'énergie nucléaire.
  • Utilisé dans les cellules photoélectriques en raison de leur émission rapide d'électrons.
  • Le césium est utilisé comme catalyseur pour l'hydrogénation de certains composés organiques.
  • Il est utilisé dans les systèmes de propulsion.
  • Il élimine les traces d'air des tubes à vide.
  • Le césium est utilisé dans les cellules photovoltaïques, les dispositifs d'imagerie télévisée et les équipements de vision nocturne.
  • La vapeur de césium est utilisée dans le magnétomètre.
  • Le césium-137 est utilisé en curiethérapie pour traiter les cancers. (La curiethérapie est une méthode de traitement du cancer utilisant des éléments radioactifs)
  • La solution de chlorure de césium est utilisée en biologie moléculaire pour l'ultracentrifugation à gradient de densité, principalement pour l'isolement de particules virales, d'organites et de fractions subcellulaires, et d'acides nucléiques à partir d'échantillons biologiques.
  • Le césium est utilisé comme étalon en spectrophotométrie
  • Il est utilisé dans les avions militaires.

Francium

Le francium a l'électronégativité la plus faible parmi tous les éléments connus. C'est un métal hautement radioactif et le plus lourd de ces métaux. Le francium est produit en bombardant du thorium avec des protons ou en bombardant du radium avec des neutrons.

Cet élément est rare et peu utilisé. Il est principalement utilisé pour la recherche scientifique en laboratoire. Il se désintègre rapidement car sa demi-vie est courte.

Les métaux alcalins nous sont d'une grande utilité mais ne doivent pas être utilisés sans l'aide d'un expert car ils deviennent violents lors des réactions et doivent être manipulés avec précaution car ils sont toxiques.

FAQ.

Comment s'appellent les métaux alcalins ?

Le groupe 1A (ou IA) du tableau périodique comprend les métaux alcalins :hydrogène (H), lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), césium (Cs) et francium (Fr) . Ce sont (à l'exception de l'hydrogène) des métaux mous, brillants, à bas point de fusion et hautement réactifs, qui ternissent lorsqu'ils sont exposés à l'air.

Quelles sont les 5 caractéristiques des métaux alcalins ?

Caractéristiques des métaux alcalins :

  • Trouvé dans la colonne 1A du tableau périodique.
  • Avoir un électron dans leur couche d'électrons la plus externe.
  • Facilement ionisé.
  • Argenté, doux et pas dense.
  • Points de fusion bas.
  • Incroyablement réactif.

Quels sont 3 faits sur les métaux alcalins ?

  • Les métaux alcalins sont très réactifs.
  • Ils réagissent avec l'eau. Il peut parfois exploser au contact de l'air et de l'eau.
  • Ils sont malléables et bons conducteurs de chaleur et d'électricité.

Quelles sont les utilisations des métaux alcalins ?

Les applications industrielles incluent le verre et la céramique résistants à la chaleur, les lubrifiants à base de graisse au lithium, les additifs de flux pour la production de fer, d'acier et d'aluminium. Les appareils mobiles et les véhicules électriques dépendent des batteries lithium-ion.

L'aluminium est-il un métal alcalin ?

Le césium, le cinquième métal alcalin, est le plus réactif de tous les métaux. Tous les métaux alcalins réagissent avec l'eau, les métaux alcalins les plus lourds réagissant plus vigoureusement que les plus légers.

Où trouve-t-on les métaux alcalins ?

Métaux alcalins :faits sur les éléments de la première colonne du tableau périodique. Il y a des métaux alcalins tout autour de vous en ce moment. Le sodium se trouve dans le sel de table, le lithium dans la batterie de votre téléphone et le potassium dans vos bananes. Les métaux alcalins constituent six éléments différents trouvés dans la première colonne du tableau périodique.

Où trouve-t-on naturellement les métaux alcalins ?

Les métaux alcalins sont le premier groupe du tableau périodique. Ils ne se trouvent jamais dans la nature non combinés car ils sont instables et réagissent rapidement aux autres éléments. Ils se lient bien avec tous les éléments sauf les gaz nobles. Lorsqu'ils sont dans l'air, ils deviennent rapidement noirs.

Quels sont les 2 métaux alcalins les plus réactifs ?

La réactivité des métaux alcalins augmente du haut vers le bas du groupe, donc le lithium (Li) est le métal alcalin le moins réactif et le francium (Fr) est le plus réactif. Parce que les métaux alcalins sont si réactifs, ils ne se trouvent dans la nature qu'en combinaison avec d'autres éléments.

De quoi est fabriqué l'alcali ?

La fabrication d'alcali industriel fait généralement référence à la production de carbonate de soude (Na2CO3; carbonate de sodium) et de soude caustique (NaOH; hydroxyde de sodium). D'autres alcalis industriels comprennent l'hydroxyde de potassium, la potasse et la lessive. La production d'une vaste gamme de biens de consommation dépend de l'utilisation d'alcali à un certain stade.

Pourquoi les métaux alcalins sont-ils très actifs ?

Les métaux alcalins sont extrêmement réactifs car ils ont un seul électron dans la coque la plus externe. La présence d'un seul électron de valence rend le métal alcalin très réactif. Ils perdent des électrons pour gagner la configuration Noble Gas.

Dans quel bloc se trouvent les métaux alcalins ?

Le bloc s du tableau périodique des éléments occupe les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux, également appelés groupes 1 et 2. L'hélium fait également partie du bloc s. Le nombre quantique principal "n" remplit l'orbitale s. Il y a un maximum de deux électrons qui peuvent occuper l'orbite s.

Pourquoi trouve-t-on des métaux alcalins dans la nature ?

Les métaux alcalins ont de faibles valeurs d'enthalpie d'ionisation. Par conséquent, ils perdent facilement leurs électrons de valence et sont très réactifs. Par conséquent, dans la nature, ils ne se trouvent pas à l'état élémentaire. A l'état combiné, ils se présentent sous forme d'halogénures, d'oxydes, de silicates, de borates et de nitrates.

Pourquoi les métaux alcalins explosent-ils dans l'eau ?

Les métaux alcalins réagissent avec l'eau pour produire de la chaleur, de l'hydrogène gazeux et l'hydroxyde de métal correspondant. La chaleur produite par cette réaction peut enflammer l'hydrogène ou le métal lui-même, provoquant un incendie ou une explosion.

Pourquoi les métaux alcalins ne se trouvent-ils pas dans la terre ?

Les métaux alcalins ont de faibles valeurs d'enthalpie d'ionisation. Par conséquent, ils perdent facilement leurs électrons de valence et sont très réactifs. Par conséquent, dans la nature, ils ne se trouvent pas à l'état élémentaire.

Pourquoi les métaux alcalins sont-ils stockés dans le pétrole ?

Les éléments du groupe 1 sont appelés les métaux alcalins. Ils sont placés dans la colonne verticale du côté gauche du tableau périodique. Tous les éléments du groupe 1 sont très réactifs. Ils doivent être stockés sous huile pour éloigner l'air et l'eau d'eux.


Métal

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