Metal alcalino , cualquiera de los seis elementos químicos que componen el Grupo 1 (Ia) de la tabla periódica, a saber, litio (Li), sodio (N / A), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs) y francio (Fr). Los metales alcalinos se denominan así porque la reacción con agua forma álcalis (es decir, bases fuertes capaces de neutralizar ácidos). El sodio y el potasio son el sexto y séptimo más abundante de los elementos, constituyendo , respectivamente, el 2,6 y el 2,4 por ciento de la corteza terrestre. Los otros metales alcalinos son considerablemente más raros, y el rubidio, el litio y el cesio, respectivamente, forman el 0,03, 0,007 y 0,0007 por ciento de la corteza terrestre. El francio, un isótopo radiactivo natural, es muy raro y no se descubrió hasta 1939.
tabla periódica Versión moderna de la tabla periódica de los elementos (imprimible). Encyclopædia Britannica, Inc.
Los metales alcalinos son seis elementos químicos del Grupo 1, la columna más a la izquierda de la tabla periódica. Son litio (Li), sodio (N / A), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs) y francio (Fr). (Al igual que los otros elementos del Grupo 1, el hidrógeno (H) tiene un electrón en su capa más externa, pero no está clasificado como un metal alcalino ya que no es un metal sino un gas a temperatura ambiente).
Tabla periódica de los elementos Repase la tabla periódica de los elementos.Los metales alcalinos se denominan así porque cuando reaccionan con agua forman álcalis. Los álcalis son hidróxido compuestos de estos elementos, como el hidróxido de sodio y el hidróxido de potasio. Los álcalis son bases muy fuertes que son cáusticas. La lejía, por ejemplo, es hidróxido de sodio. Los álcalis reaccionan con los ácidos para formar sales.
Base Leer más sobre bases.Los metales alcalinos tienen puntos de fusión bajos. El litio se funde a 180,5 ° C (356,9 ° F); cesio se derrite a solo 28,4 ° C (83,1 ° F). Estos elementos también son excelentes conductores de calor y electricidad. Los metales alcalinos son muy reactivos y, por lo tanto, se encuentran generalmente en compuestos con otros elementos, como sal (cloruro de sodio, NaCl) y cloruro de potasio (KCl).
El metal alcalino más común es sodio , que es el 2,8 por ciento de la corteza terrestre. El sodio más común compuesto es cloruro de sodio (NaCl), sal. El siguiente más común es potasio , que es el 2,6 por ciento de la corteza terrestre. Los otros metales alcalinos son mucho más raros. Rubidio, litio y cesio son 0,01, 0,002 y 0,0007 por ciento de la corteza terrestre, respectivamente. El francio es radioactivo , y solo existen pequeñas cantidades en la naturaleza.
Sodio Obtenga más información sobre el sodio.Los metales alcalinos son tan reactivos que generalmente se encuentran en la naturaleza combinados con otros elementos. Sencillo minerales , como halita (cloruro de sodio, NaCl), silvita (cloruro de potasio, KCl) y carnalita (un cloruro de potasio-magnesio, KCl · MgCl2· 6H2O), son solubles en agua y, por lo tanto, se extraen y purifican fácilmente. Sin embargo, los minerales más complejos e insolubles en agua son mucho más abundantes en la corteza terrestre. Un gas muy diluido de sodio atómico (alrededor de 1.000 átomos por cm cúbico [unos 16.000 átomos por pulgada cúbica]) se produce en la mesosfera de la Tierra (altitud de unos 90 km [60 millas]) por ablación de meteoros. La posterior reacción del sodio con el ozono y el oxígeno atómico produce átomos de sodio excitados que emiten la luz que vemos como la cola de un meteoro, así como el resplandor nocturno atmosférico más difuso. También están presentes cantidades más pequeñas de litio y potasio.
Los metales alcalinos tienen el brillo plateado, alta ductilidad y excelente conductividad de la electricidad y el calor generalmente asociados con los metales. El litio es el elemento metálico más ligero. Los metales alcalinos tienen puntos de fusión bajos, que van desde un máximo de 179 °C (354 ° F) para el litio a un mínimo de 28,5 ° C (83,3 ° F) para el cesio. Aleaciones de metales alcalinos existen que se funden a temperaturas tan bajas como -78 ° C (-109 ° F).
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Los metales alcalinos reaccionan fácilmente con el oxígeno atmosférico y el vapor de agua. (El litio también reacciona con nitrógeno .) Reaccionan vigorosamente, y a menudo violentamente, con el agua para liberar hidrógeno y formar fuertes soluciones cáusticas. Sustancias no metálicas más comunes como halógenos , halógeno ácidos, azufre y fósforo reaccionar con los metales alcalinos. Los propios metales alcalinos reaccionan con muchas sustancias orgánicas. compuestos , particularmente los que contienen un átomo de hidrógeno halógeno o fácilmente reemplazable.
El sodio es, con mucho, el metal alcalino más importante en términos de uso industrial. El metal se emplea en la reducción de compuestos orgánicos y en la preparación de muchos compuestos comerciales. Como metal libre, se utiliza como fluido caloportador en algunos reactores nucleares. Cientos de miles de toneladas de compuestos comerciales que contienen sodio se utilizan anualmente, incluida la sal común (NaCl), el bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de sodio (Na2QUÉ3) y sosa cáustica (NaOH). El potasio tiene un uso considerablemente menor que el sodio como metal libre. Sin embargo, las sales de potasio se consumen en cantidades considerables en la fabricación de fertilizantes. El metal de litio se utiliza en determinadas aleaciones de metales ligeros y como reactivo en síntesis orgánicas. Un uso importante del litio es la construcción de materiales livianos. pilas . Baterías de litio primarias (no recargables) se utilizan ampliamente en muchos dispositivos como cámaras, teléfonos móviles y marcapasos. Recargable baterías de almacenamiento de litio que podrían ser adecuados para la propulsión de vehículos o el almacenamiento de energía son objeto de una intensa investigación. El rubidio y el cesio y sus compuestos tienen un uso limitado, pero el vapor de metal de cesio se usa en relojes atómicos, que son tan precisos que se usan como patrones de tiempo.
reloj atómico de cesio Reloj atómico de cesio. Encyclopædia Britannica, Inc.
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Las sales de metales alcalinos eran conocidas por los antiguos. El Antiguo Testamento se refiere a una sal llamada neter (carbonato de sodio), que se extrajo de la ceniza de materia vegetal. El salitre (nitrato de potasio) se usó en la pólvora, que se inventó en China alrededor del siglo IX.ay había sido introducido en Europa en el siglo XIII.
En octubre de 1807, el químico inglés Sir Humphry Davy aisló potasio y entonces sodio . El nombre de sodio se deriva del italiano soda , término aplicado en la Edad Media a todos los álcalis; el potasio proviene del francés potasa , nombre utilizado para el residuo que queda en la evaporación de soluciones acuosas derivadas de las cenizas de madera.
El litio fue descubierto por el químico sueco Johan August Arfwedson en 1817 mientras analizaba el mineral petalita. El nombre de litio se deriva de Lithos , la palabra griega para pedregoso. El elemento no se aisló en forma pura hasta que Davy produjo una pequeña cantidad por electrólisis de cloruro de litio.
Mientras que los químicos alemanes Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff estaban investigando las aguas minerales en el Palatinado en 1860, obtuvieron un filtrado que se caracterizaba por dos líneas en la región azul de su espectro (la luz emitida al insertar la muestra en un fuego ). Sugirieron la presencia de un nuevo elemento alcalino y lo llamaron cesio , derivado del latín cesio , utilizado para designar el azul del cielo. Los mismos investigadores, al extraer los álcalis del mineral lepidolita, separaron otra solución, que arrojó dos líneas espectrales de color rojo. Propusieron el nombre rubidio para el elemento en esta solución del latín rubidus , que se utilizó para el color rojo más oscuro. El francio no fue descubierto hasta 1939 por Marguerite Perey del Radium Institute de París.
En el siglo XIX, el único uso de los metales alcalinos era el empleo de sodio como reactivo en la fabricación de aluminio. Cuando se estableció el proceso electrolítico para la purificación del aluminio, pareció que cesaría el uso a gran escala de sodio. Las posteriores mejoras en la producción electrolítica de sodio, sin embargo, redujeron el costo de este elemento hasta tal punto que puede emplearse económicamente para fabricar aditivos de gasolina, reactivos para la industria química, herbicidas, insecticidas , nailon, productos farmacéuticos y reactivos para el refinado de metales. La electrólisis continua de hidróxido de sodio, una técnica llamada proceso Castner, fue reemplazada en 1926 por el proceso de celda Downs. Este proceso, en el que se electroliza una mezcla fundida de cloruro de sodio y cloruro de calcio (para reducir el punto de fusión), produce sodio metálico y cloro.
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