Alkalimetalle

Die chemischen Elemente der 1. Hauptgruppe des Periodensystems (Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Francium) werden auch als Alkalimetalle bezeichnet. Es handelt sich nach der IUPAC-Systematik um die Gruppe 1 des Periodensystems.

Eigenschaften

Alkalimetalle sind metallischglänzende (Ausnahme: Cäsium - goldglänzend), weiche Leichtmetalle, alle sind mit dem Messer schneidbar. Sie sind sehr unbeständig und reagieren mit vielen Stoffen äußerst heftig. Deswegen werden sie unter Schutzflüssigkeiten wie Paraffin oder Petroleum aufbewahrt.
Als Elemente der ersten Gruppe des Periodischen Systems besitzen sie nur ein schwach gebundenes s1 Elektron, das von elektronegativeren Elementen, Gruppen und Stoffen leicht eingefangen wird. In Verbindungen kommen sie nur als 1-wertiges Kation vor.
Der Radius der Elementatome sowie der Kationen nimmt mit steigender Massezahl stark zu. Analog dazu verhalten sich viele andere Eigenschaften der Alkalimetalle:

• Abnahme der Ionisierungsenergie
• Abnahme der Elektronenaffinität
• Abnahme der Elektronegativität
• Zunahme der Basizität

Alkalimetalle und ihre Salze besitzen eine spezifische Flammenfärbung: Lithium(-salz) färbt sich in Flammen rot, Natrium(-salz) färbt sich in Flammen gelborange, Kalium(-salz) färbt sich in Flammen violett, Rubidium(-salz) färbt sich in Flammen rot und Caesium(-salz) färbt sich in Flammen blauviolett. Aufgrund dieser Flammenfärbung werden Alkalimetallverbindungen für Feuerwerke benutzt.

Allgemeines Reaktionsverhalten

• Reaktion mit Wasserstoff unter Bildung von salzartigen Hydriden:
  2 Me + H₂ -> 2 MeH
  Die thermische Beständigkeit der Hydride nimmt vom LiH zum CsH ab. Alkalihydride werden gerne als Reduktionsmittel eingesetzt (v.a. in der organischen Chemie).
• Reaktion mit Sauerstoff unter Bildung von festen weißen Oxiden (Li), Peroxiden (Na) und Superoxiden (K,Rb,Cs):
  4 Li + O₂ -> 2 Li₂O
  2 Na + O₂ -> 2 Na₂O₂
  Me + O₂ -> MeO₂; Me=K,Rb,Cs
• Reaktion mit Wasser zu den Hydroxiden: 2 Me + 2 H₂O -> 2 MeOH + H₂; Vom Lithium zum Cäsium steigt die Reaktivität stark an (ab Kalium Selbstentzündung)
• Reaktion mit Halogenen zu den entsprechenden Salzen:
  2 Me + Hal₂ -> 2 MeHal; Reaktivität steigt vom Lithium zum Cäsium und sinkt vom Fluor zum Iod. So reagiert Natrium mit Iod kaum und mit Brom sehr langsam, während die Reaktion von Kalium mit Brom und Iod zur Explosion führt.
• Halogenkohlenwasserstoffen können sie das Halogen entziehen: CCl₄ + 4 Na -> 4 NaCl + C
• Alkalinitrate zerfallen beim Erhitzen zu Sauerstoff und einem Alkalinitrit, deswegen sind diese sehr gute Oxidationsmittel. 2A(NO₃) ->A(NO₂)+O₂

Siehe auch: Zintl-Phasen