Hauptgruppen des PSE – die Alkalimetalle

In diesem Teil wird die I. Hauptgruppe des Periodensystems näher betrachtet. Die Elemente der I. Hauptgruppe werden als Alkalimetalle bezeichnet (Wasserstoff, ein Element der I. Hauptgruppe, ist unter Normalbedingungen ein Nichtmetall und wird deshalb nicht zu den Alkalimetallen gezählt, obwohl es jedoch mit Alkalimetallen einige Eigenschaften gemeinsam hat). Diese Elemente haben ein Elektron mehr als das im PSE vorangegangene Edelgas. Dieses Valenzelektron wird daher sehr leicht abgegeben (geringe Ionisierungsenergie) und bestimmt daher die Reaktivität der Alkalimetalle.

Alkalimetalle sind metallisch glänzende, weiche Leichtmetalle (geringe Dichte) und sind sehr reaktionsfreudig. Alkalimetalle bilden schon an der Luft Hydroxide und zersetzen Wasser unter Bildung von Wasserstoff und Metallhydroxyd (exotherme Reaktion) und mit Sauerstoff zu den Oxiden.

Reaktionsverhalten von Alkalimetallen

• Alkalimetalle reagieren mit Wasserstoff unter Bildung von Alkalimetallhydrid MeH (Me = Metall)
• Mit Sauerstoff reagieren die Alkalimetalle verschiedener  Alkalimetalloxide Me₂O (Lithiumoxid), Alkalimetallperoxide Me₂O₂ (Natriumperoxid) und Alkalimetallhyperoxide MeO₂ (Kaliumhyperoxid, Rubidiumhyperoxid, Caesiumhyperoxid).
• Mit Halogenen reagieren die Alkalimetalle zu den Alkalimetallhalogeniden MeHal.

Nachweismethoden

Die Verbindungen der Alkalimetalle färben die nichtleuchtende Bunsenflamme charakteristisch und sind daher nachweisbar: Li und seine Salze färben die Flamme rot, Na gelb, K rotviolett, Rb rot und Cs blau-violett.

Eigenschaften

Die Eigenschaften der Alkalimetalle zeigen wie die Elemente in anderen Hauptgruppen  innerhalb der Gruppe von oben nach unten:

• Abnahme der Elektronegativität und der Ionisierungsenergie
• Abnahme der Schmelz- und Siedepunkte,
• Zunahme der Basizität

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Hauptgruppen des PSE – die Alkalimetalle – Testfragen/-aufgaben

1. Was sind die Alkalimetalle im Periodensystem?

Die Alkalimetalle sind die Elemente der 1. Hauptgruppe im Periodensystem. Hierzu gehören Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Cäsium (Cs) und Francium (Fr).

2. In welcher Gruppe des Periodensystems sind die Alkalimetalle zu finden?

Die Alkalimetalle befinden sich in der 1. Hauptgruppe des Periodensystems.

3. Welche charakteristischen Eigenschaften haben die Alkalimetalle?

Die Alkalimetalle sind sehr reaktionsfreudig, sie reagieren heftig mit Wasser, und sie sind leicht und weich. Außerdem haben sie niedrige Schmelz- und Siedepunkte im Vergleich zu anderen Metallen.

4. Wie verändert sich die Reaktivität der Alkalimetalle innerhalb der Gruppe?

Die Reaktivität der Alkalimetalle steigt von oben nach unten innerhalb der Gruppe. Das bedeutet, dass Francium das reaktivste Element dieser Gruppe ist.

5. Warum sind die Alkalimetalle so reaktiv?

Die Alkalimetalle sind so reaktiv, weil sie nur ein Elektron in ihrer äußersten Elektronenschale haben. Dieses Elektron geben sie sehr leicht ab, um stabil zu werden.

6. Was lässt das Alkalimetall mit Wasser reagieren und was entsteht bei dieser Reaktion?

Alkalimetalle reagieren heftig mit Wasser, dabei wird Hydrogen (Wasserstoffgas) freigesetzt und es entsteht eine Alkalihydroxidlösung.

7. Wie verhält sich Lithium, ein Alkalimetall, in Wasser?

Lithium ist das leichteste Alkalimetall und reagiert mit Wasser unter Bildung von Wasserstoffgas und Lithiumhydroxid (LiOH). Es bewegt sich dabei auf der Wasseroberfläche.

8. Warum wird Natrium, ein Alkalimetall, in Paraffinöl gelagert?

Natrium wird in Paraffinöl gelagert, um zu verhindern, dass es mit der Luft reagiert. Natrium ist sehr reaktiv und kann sogar spontan entzünden, wenn es mit Sauerstoff in Kontakt kommt.

9. Sind Alkalimetalle gute Leiter für Elektrizität?

Ja, Alkalimetalle sind gute elektrische Leiter, da sie freie Elektronen besitzen, die sich leicht bewegen können.

10. Was passiert, wenn ein Stück Kalium, ein Alkalimetall, in Wasser geworfen wird?

Wenn ein Stück Kalium in Wasser geworfen wird, reagiert es heftig unter Freisetzung von Wasserstoffgas und Bildung von Kaliumhydroxid (KOH). Dabei kann es zu einer Entzündung oder sogar einer Explosion kommen.