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Grupo 1: Metais Alcalinos

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Grupo 1: Metais Alcalinos. Configuração Eletrônica. Propriedades Gerais. Sódio metálico. Explosão do sódio. Lâmpada de sódio. Metais Excelentes condutores de eletricidade Moles Altamente reativos Fortes agentes redutores São eletropositivos

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grupo 1 metais alcalinos

Grupo 1: Metais Alcalinos

Configuração Eletrônica

propriedades gerais
Propriedades Gerais

Sódio metálico

Explosão do sódio

Lâmpada de sódio

  • Metais
  • Excelentes condutores de eletricidade
  • Moles
  • Altamente reativos
  • Fortes agentes redutores
  • São eletropositivos
  • Compostos monovalentes, iônicos e incolores
  • Hidróxidos e óxidos são bases muito fortes
l tio
Lítio

Li

  • Menor metal alcalino
  • 35º em abundância
  • Descoberto por J.A. Afrvedson (1817)
  • Encontrado nos minérios Spodumena LiAl(SiO3)2 e Petalita Li2Al2(SiO3)3(FOH)2
  • Obtido por redução eletrolítica
  • Usado em baterias recarregáveis e plataformas espaciais para remoção de CO2 e ar
  • Usado no tratamento de depressão maníaca
s dio
Sódio

Na

  • Metal branco prateado
  • 7º em abundância
  • Descoberto por Sir Humphrey Davy em 1807
  • Encontrado na sal gema NaCl e água do mar
  • Obtido por eletrólise do NaCl
  • Usado na síntese de organo-metálicos, em sistemas de refrigeração de usinas nucleares e na iluminação pública
pot ssio
Potássio

K

  • Metal branco prateado
  • 8º em abundância
  • Descoberto por Sir Humphrey Davy em 1807
  • Encontrado na silvita KCl e água do mar
  • Obtido por eletrólise do KOH
  • Usado na forma de sais como fertilizante
  • K2SO4 (aditivo do gesso), K2CO3 (vidros e cerâmicas), KNO3 (explosivo), KBr (sedativo), KMnO4 (bactericida)
rub dio
Rubídio
  • Metal sólido que funde a 40ºC
  • 23º em abundância (16º metal)
  • Descoberto por Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff em 1861
  • Encontrado em diversos minerais. A lepidolita (principal fonte) contém 1,5% de rubídio metal
  • Obtido como sub-produto do processamento do Lítio
  • Usado em motores iônicos para naves espaciais
  • É utilizado na fabricação de cristais especiais para sistemas de telecomunicação de fibra óptica e equipamentos de visão noturna

Aula 4: Química de Elementos

c sio
Césio

Polucita

  • Metal sólido que funde a 28,5ºC
  • 46º em abundância
  • Descoberto por Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff em 1860
  • Coloração amarelo prateada
  • Usado nas indústrias de energia nuclear,
  • Obtido por eletrólise do cianeto ou cloreto de césio
fr ncio
Frâncio
  • Metal radioativo
  • Obtido como resultado da desintegração do actínio.
  • Encontrado em minerais de urânio
  • Pode ser feito artificialmente bombardeando tório com prótons.
  • É o mais instável dos primeiros 101 elementos.
  • O seu isótopo 223Fr  têm uma meia-vida de 22 minutos. Este é o único isótopo que ocorre na natureza
  • Existe no máximo 20-30g na crosta terrestre.
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Propriedades Físicas e Químicas

As propriedades dos metais alcalinos estão intimamente relacionadas com a estrutura eletrônica e tamanho do átomo

Todos dos metais alcalinos apresentam estrutura cúbica de corpo centrado

N.C.=8

slide10

Propriedades Gerais

  • Os metais alcalinos são grandes, mas apresentam baixa densidade em comparação a outros metais:
  • Fe (7,9g/cm3); Hg (13,6g/cm3)
  • Os elementos do grupo 1 são os maiores do seu período
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Propriedades Gerais

  • Baixa E.I. considerável em relação aos demais elementos. 2ª. EI muito alta (não ocorre em condições normais)
  • Pontos de Fusão e Ebulição baixos
  • Energia de coesão baixa (força que mantém unidos os átomos ou íons no sólido)
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Eletronegatividade e tipo de ligação

Eletronegatividade baixa

(menor do que qualquer outro elemento)

Formam ligações iônicas

Eletronegatividade

Na 0,9

Cl 3,0

Diferença = 2,1

Diferença entre as eletronegatividades entre 1,7 a 1,8  ligação 50% iônica

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Aplicação dos Metais Alcalinos e Compostos

  • Estereato de Lítio: usado na fabricação de graxas e lubrificantes
  • Carbonato de Lítio: usado no tratamento de doenças mentais, na produção eletrolítica do Al adicionado à bauxita e no endurecimento do vidro
  • Lítio metálico: usado em células eletroquímicas, pilhas e ligas. Li:Pb (metal branco), Li:Al (peças de avião), Li:Mg (chapas de blindagem)
  • Hidróxido de Sódio: usado na fabricação de papel, obtenção de alumina, sabões
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Carbonato de Sódio: usado na fabricação de sabão e detergentes, vidros e produtos de limpeza

  • Hipoclorito de Sódio: usado como alvejante e desinfetante
  • Bicarbonato de Sódio: usado como fermento químico
  • Cloreto, Sulfato e Nitrato de Potássio: usados como fertilizante
  • Permanganato de Potássio: fabricação de sacarina
  • Carbonato e Óxido de Potássio: usado em cerâmicas
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Importância Biológica

Na e K são essenciais  manter pressão osmótica e equilibrar cargas elétricas associadas com macromoléculas orgânicas

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Propriedades Químicas

Reatividade em água

Na(s) + H2O → Na+ (aq) + OH- (aq) + ½H2 (g)

Velocidade da reação:

Li<Na<K

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Reatividade com oxigênio

2Li(s) + ½O2 → Li2O (s) (Formação de óxidos)

Na(s) + O2 → Na2O2 (s) (Formação de peróxidos)

K(s) + O2 → KO2 (s) (Formação de superóxidos)

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Reatividade com nitrogênio

6Li(s) + N2 → 2Li3N (s)

(único metal alcalino que reage com nitrogênio)

Composto iônico vermelho-rubi, importante na síntese da amônia

2Li3N → 6Li + N2

Li3N + 3H2O → 3LiOH + NH3

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Óxidos

Monóxidos são sólidos iônicos

Alcalinos

K2O + H2O→ 2KOH

Hidróxidos

NaOH – soda cáustica

KOH – potassa cáustica

Todos os hidróxidos dos metais alcalinos são solúveis em água (exceção LiOH pouco solúvel)

corrosivo (pele e vidro)

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Reações dos hidróxidos de metais alcalinos

Ácidos

NaOH + HCl NaCl + H2O

Dióxido de Carbono

2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O

Sais de amônio

NaOH + NH4Cl  NH3 + NaCl + H2O

Álcoois

NaOH + EtOH  NaOEt (alcóxidos) + H2O

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Diferença entre o lítio e os demais elementos do Grupo 1

Assemelha-se mais aos elementos do Grupo 2 (particularmente o Mg)

1 – p.f. e p.e. maior que os demais elementos do Grupo1

2 – Li possui maior dureza

3 – Menos reativo com o oxigênio

4 – LiOH é menos básico

5 – Li forma nitreto (LiN3) – nenhum outro elemento do Grupo 1 forma nitreto, mas os elementos do Grupo 2 sim

6 – Li2CO3, Li3PO4 e LiF são insolúveis em água (semelhante ao Mg)

7 – O Li+ e seus compostos são mais fortemente hidratados que os compostos dos demais elementos do grupo 1

slide22

Razões e Generalizações

Generalização

Primeiros elementos de cada um dos grupos representativos (Li, Be, C, N, O e F) diferem do restante dos elementos de seus respectivos grupos

Razões

1 – Menor tamanho dos primeiros elementos em relação aos demais elementos do grupo

2 – Primeiro elemento forma no máximo 4 ligações (apenas 1 orbital s e 3p). Os demais podem usar orbitais d em suas ligações

3 – As similaridades entre o Li(1º. Elemento grupo 1) e o Mg (2º. Elemento grupo 2) seguem a correlação diagonal na TP.

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