Metais Alcalinos: Entendendo os Elementos do Grupo 1 da Tabela Periódica

O que são Metais Alcalinos?

Os metais alcalinos são seis elementos químicos no Grupo 1, a coluna mais à esquerda na tabela periódica. São lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr). (Exceto hidrogênio (H) tem um elétron em sua camada mais externa, mas não é classificado como metal alcalino pois não é um metal, mas um gás à temperatura ambiente.)

Os metais alcalinos são assim nomeados porque quando reagem com água, formam alcalis. Alcalis são compostos de hidróxido destes elementos, como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio. Alcalis são bases muito fortes que são cáusticas. A soda cáustica, por exemplo, é hidróxido de sódio. Alcalis reagem com ácidos para formar sais.

Em suas formas puras, metais alcalinos são metais macios, brilhantes com pontos de fusão baixos. Metais alcalinos reagem prontamente com ar e umidade. Devido à sua reatividade, precauções especiais devem ser tomadas ao usar e armazenar estes metais.

Os metais alcalinos são metais altamente reativos em temperatura e pressão padrão e perdem prontamente seu elétron mais externo para formar cátions com carga +1. Todos podem ser cortados facilmente com uma faca devido à sua maciez, expondo uma superfície brilhante que se oxida rapidamente no ar devido à oxidação pela umidade e oxigênio atmosféricos (e no caso do lítio, nitrogênio).

Por causa de sua alta reatividade, devem ser armazenados sob óleo para evitar reação com o ar, e são encontrados naturalmente apenas em sais e nunca como elementos livres. Césio, o quinto metal alcalino, é o mais reativo de todos os metais. Todos os metais alcalinos reagem com água, com os metais alcalinos mais pesados reagindo mais vigorosamente que os mais leves.

Metais Alcalinos na Tabela Periódica

Os metais alcalinos são lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr). Este grupo está no bloco s da tabela periódica, pois todos os metais alcalinos têm seu elétron mais externo em um orbital s.

Os metais alcalinos fornecem o melhor exemplo de tendências de grupo em propriedades na tabela periódica, com elementos exibindo propriedades semelhantes. Por exemplo, ao descer na tabela, todos os metais alcalinos conhecidos mostram:

• Aumento do raio atômico,
• Diminuição da eletronegatividade
• Aumento da reatividade
• Diminuição dos pontos de fusão e ebulição

Em geral, suas densidades aumentam ao descer na tabela, com exceção do potássio, que é menos denso que o sódio.

Propriedades dos Metais Alcalinos

Os metais alcalinos são um grupo de elementos químicos na tabela periódica com as seguintes propriedades físicas e químicas:

• Brilhantes
• Macios
• Prateados
• Altamente reativos em temperatura e pressão padrão
• Perde prontamente seu elétron mais externo para formar cátions com carga +1

Os metais alcalinos têm pontos de fusão baixos. O lítio funde a 180,5 °C (356,9 °F); o césio funde a apenas 28,4 °C (83,1 °F). Estes elementos também são excelentes condutores de calor e eletricidade. Os metais alcalinos são muito reativos e por isso geralmente são encontrados em compostos com outros elementos, como sal (cloreto de sódio, NaCl) e cloreto de potássio (KCl).

Todos podem ser cortados facilmente com uma faca de plástico devido à sua maciez, e sua superfície brilhante se oxida rapidamente no ar devido à oxidação. Por causa de sua alta reatividade, metais alcalinos devem ser armazenados sob óleo para evitar reação com o ar.

Na nomenclatura moderna IUPAC, os metais alcalinos compreendem os elementos do grupo 1, excluindo hidrogênio. Todos os metais alcalinos reagem com água, com os metais alcalinos mais pesados reagindo mais vigorosamente que os mais leves.

Propriedades dos metais alcalinos:

Propriedades	Lítio	Sódio	Potássio	Rubídio	Césio	Frâncio
Número atômico	3	11	19	37	55	87
Peso atômico (ou isótopo mais estável)	6,941	22,99	38,098	86,468	132,905	223
Cor do elemento	Prateado	Prateado	Prateado	Prateado	Prateado	—
Ponto de fusão (°C)	180,5	97,72	63,38	39,31	28,44	27
Ponto de ebulição (°C)	1.342	883	759	688	671	677
Densidade a 20 °C (g/cm³)	0,534	0,971	0,862	1,532	1,873	—
Aumento de volume na fusão (porcentagem)	1,51	2,63	2,81	2,54	2,66	—
Valência	1	1	1	1	1	1
Número de massa dos isótopos mais comuns (abundância terrestre, porcentagem)	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)	—
Cor impartida à chama	Vermelho	Amarelo	Violeta	Amarelo Violeta	Azul	—
Principais linhas de emissão espectral (comprimento de onda, angstroms)	6.708; 6.104	5.890; 5.896	7.699; 7.665	4.216; 4.202	4.593; 4.555	—
Calor de fusão (calorias por mol/kilojoules por mol)	720 (3)	621 (2,6)	557 (2,33)	523 (2,19)	500 (2,09)	500 (2)
Calor específico (joules por grama kelvin)	3,582	1,228	0,757	0,363	0,242	—
Resistividade elétrica a 293–298 K (microhm cm)	9,5	4,9	7,5	13,3	21	—
Susceptibilidade magnética (unidades cgs)	14,2 (10⁻⁶)	16 (10⁻⁶)	20,8 (10⁻⁶)	17 (10⁻⁶)	29 (10⁻⁶)	—
Estrutura cristalina	Cúbica de corpo centrado	Cúbica de corpo centrado	Cúbica de corpo centrado	Cúbica de corpo centrado	Cúbica de corpo centrado	—
Raio: atômico (angstroms)	1,67	1,9	2,43	2,65	2,98	—
Raio: iônico (+1 íon, angstroms)	0,9	1,16	1,52	1,66	1,81	1,94
Raio: metálico (angstroms, 12-coordenado)	1,57	1,91	2,35	2,5	2,72	2,8
Primeira energia de ionização (kJ/mol)	520,2	495,8	418,8	403	375,7	380
Potencial de oxidação para oxidação do 0 ao estado +1 a 25 °C (volts)	3,04	2,71	2,93	2,92	2,92	2,92
Eletronegatividade (Pauling)	0,98	0,93	0,82	0,82	0,79	0,7

Lista de Metais Alcalinos

Os metais alcalinos são:

• Lítio (Li)
• Sódio (Na)
• Potássio (K)
• Rubídio (Rb)
• Césio (Cs)
• Frâncio (Fr)

A União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) exclui hidrogênio (H) como metal alcalino porque ocorre como gás sob temperaturas e pressões ordinárias. No entanto, hidrogênio exibe muitas das propriedades associadas aos elementos do grupo e se torna um metal alcalino sob pressão extremamente alta.

Exemplos de Metais Alcalinos

Os metais alcalinos são seis elementos químicos no Grupo 1, a coluna mais à esquerda na tabela periódica. São lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr).

Lítio

O lítio é o metal mais leve descoberto até agora. É o único metal que reage com nitrogênio. Óxido de lítio é Anfótero (características tanto de ácido quanto de base). Exceto pelo lítio, outros elementos alcalinos são predominantemente iônicos. A densidade de carga do lítio é mais forte que outros metais alcalinos, devido a isso é extensivamente hidratado.

O lítio foi descoberto em 1817 por Johan Arfvedson, durante análise de petalita LiAlSi₄O₁₀. A palavra Lítio deriva da palavra grega 'lithos' significando pedra. O lítio é encontrado em diversos minerais pegmatíticos, argilas, salmouras, oceanos e em todos os seres vivos.

Usos do Lítio

• Lítio é usado em cerâmicas e vidros resistentes ao calor.
• Uma liga de Lítio é usada na construção de aeronaves.
• Deutereto de Lítio é usado como combustível de fusão em armas termonucleares.
• Baterias de lítio são carregadas com muita energia comparadas a outros metais. Dispositivos revolucionários como celulares e computadores usam baterias de lítio.
• Sais de lítio são usados como droga estabilizadora de humor.
• Lítio-6 é a principal fonte de produção de trítio.
• Lítio é usado na desoxidação de cobre e ligas de cobre.
• Compostos de lítio são usados como colorantes pirotécnicos em fogos de artifício que produzem luminescência vermelha.
• Graças lubrificantes são produzidos a partir de Lítio.

Sódio

O sódio é uma substância química que consumimos todos os dias em nossos alimentos na forma de cloreto de sódio (sal comum). O sódio é produzido pela eletrólise do cloreto de sódio. O elemento sódio é altamente reativo.

Em 1806, Sir Humphry Davy, um químico, obteve sódio passando corrente elétrica através de hidróxido de sódio fundido. O sódio foi produzido primeiramente por fusão nuclear em estrelas, pela fusão de dois átomos de carbono. Também pode ser produzido em estrelas quando átomos de neônio ganham um próton.

Usos do Sódio

• Sódio é usado como brilho em metais.
• Sódio líquido é usado como refrigerante em reatores nucleares.
• O sal de sódio de ácidos graxos é usado em sabão.
• NaK, uma liga de sódio e potássio, é um importante agente de transferência de calor.
• Compostos de sódio são usados nas indústrias de papel, têxtil, petróleo e química.
• Iodeto de sódio é usado para tratar hada extensa.
• Sódio é usado em luzes de rua e lâmpadas de vapor de sódio pois pode dar um brilho amarelo com luminância brilhante.
• Hidróxido de sódio é usado como limpador de forno.

Potássio

O potássio é o 19º elemento na tabela periódica. O potássio desempenha um papel vital no funcionamento adequado de nossos corpos. É um mineral essencial que deve ser mantido em organismos. Se o nível de potássio não estiver equilibrado, pode levar a hipercalemia ou hipocalemia.

O potássio fica cinza na exposição ao ar. Para prevenir oxidação e manter a umidade fora, o potássio é armazenado em petróleo.

Usos do Potássio

• Cloreto de potássio é essencial para o crescimento de plantas. É usado em fertilizantes.
• Potassa melhora retenção de água, rendimento, valor nutricional, sabor, cor, textura e resistência a doenças de culturas alimentares.
• Clorato de potássio e nitrato de potássio são usados em explosivos e fogos de artifício.
• Nitrato de potássio é usado como conservante de alimentos.
• Potássio mantém pressão arterial e níveis de acidez em nossos corpos.
• Cromato de potássio é usado no curtimento de couro e na fabricação de tintas, pólvora, corantes, fósforos de segurança, etc.
• Potássio é essencial para respiração celular normal e função eletrolítica pois 95% de nossas células são feitas de potássio.
• Hidróxido de potássio é usado para fazer detergentes.
• Potássio ajuda a bombear fluidos dentro do coração e dos nervos.

Rubídio

O rubídio é um elemento radioativo. É derivado da palavra latina rubius significando vermelho profundo.

Usos do Rubídio

• Rubídio-82 é usado em perfusão miocárdica.
• Rubídio é usado na fabricação de relógios atômicos, tubos eletrônicos e fotocélulas.
• Rubídio é usado como fluido de trabalho em turbinas a vapor.
• É usado como componente nos motores de veículos espaciais.
• Vapor de rubídio é usado em resfriamento a laser.
• Cloreto de rubídio é usado para induzir células a absorver DNA.
• É usado em geradores termoelétricos.
• Carbonato de rubídio é usado na fabricação de vidros ópticos.
• Devido à estrutura hiperfina dos níveis de energia do rubídio, é usado em relógios atômicos.
• Um composto feito de rubídio, prata e iodo tem certas características elétricas e é usado na fabricação de baterias de filme fino.

Césio

O césio é um metal ativo. Quimicamente, césio é o elemento mais eletropositivo e combina com ânions para formar compostos. É um elemento altamente tóxico. Hidróxido de césio é a base mais forte descoberta até agora.

Tem muitos isótopos dos quais césio-133 é um isótopo estável e o mais importante padrão para medição de tempo (relógios de césio ou relógios atômicos). O césio é líquido a ou perto da temperatura ambiente.

Usos do Césio

• Césio-134 é usado na indústria de energia nuclear.
• Usado em células fotoelétricas devido à sua rápida emissão de elétrons.
• Césio é usado como catalisador para hidrogenação de certos compostos orgânicos.
• É usado em sistemas de propulsão.
• Remove traços de ar de tubos de vácuo.
• Césio é usado em células fotovoltaicas, dispositivos de imagem de televisão e equipamentos de visão noturna.
• Vapor de césio é usado no magnetômetro.
• Césio-137 é usado em braquiterapia para tratar cânceres. (Braquiterapia é um método de tratamento de câncer usando elementos radioativos)
• Solução de cloreto de césio é usada em biologia molecular para ultracentrifugação de gradiente de densidade, principalmente para isolamento de partículas virais, organelas subcelulares e frações, e ácidos nucleicos de amostras biológicas.
• Césio é usado como padrão em espectrofotometria.
• É usado em aeronaves militares.

Frâncio

O frâncio tem a menor eletronegatividade entre todos os elementos conhecidos. É um metal altamente radioativo e o mais pesado destes metais. O frâncio é produzido bombardeando tório com prótons ou bombardeando rádio com nêutrons.

Este elemento é raro e não é muito usado. É principalmente usado para pesquisa científica em laboratório. Decai rapidamente pois tem meia-vida curta.

Metais alcalinos são de grande utilidade para nós, mas não devem ser usados sem orientação especializada pois ficam violentos durante reações e devem ser manuseados com cautela pois são tóxicos.

Perguntas Frequentes.

Como são chamados os metais alcalinos?

Grupo 1A (ou IA) da tabela periódica são os metais alcalinos: hidrogênio (H), lítio (Li), sódio (Na), potássio (K), rubídio (Rb), césio (Cs) e frâncio (Fr). Estes são (exceto hidrogênio) metais macios, brilhantes, de baixo ponto de fusão, altamente reativos, que se oxidam quando expostos ao ar.

Quais são 5 características dos metais alcalinos?

Características dos Metais Alcalinos:

• Encontrados na coluna 1A da tabela periódica.
• Têm um elétron em sua camada mais externa de elétrons.
• Facilmente ionizados.
• Prateados, macios e não densos.
• Pontos de fusão baixos.
• Incríveis reativos.

Quais são 3 fatos sobre metais alcalinos?

• Metais alcalinos são muito reativos.
• Reagem com água. Pode explodir às vezes quando entra em contato com ar e água.
• São maleáveis e bons condutores de calor e eletricidade.

Quais são os usos dos metais alcalinos?

Aplicações industriais incluem vidro e cerâmica resistentes ao calor, graxas lubrificantes de lítio, aditivos de fluxo para produção de ferro, aço e alumínio. Dispositivos móveis e veículos elétricos dependem de baterias de íon-lítio.

O alumínio é um metal alcalino?

Césio, o quinto metal alcalino, é o mais reativo de todos os metais. Todos os metais alcalinos reagem com água, com os metais alcalinos mais pesados reagindo mais vigorosamente que os mais leves.

Onde são encontrados os metais alcalinos?

Metais Alcalinos: Fatos Sobre os Elementos na Primeira Coluna da Tabela Periódica. Existem metais alcalinos ao seu redor agora. Sódio é encontrado no sal de cozinha, lítio na bateria do seu telefone e potássio em suas bananas. Metais alcalinos compõem seis elementos diferentes encontrados na primeira coluna da tabela periódica.

Onde os metais alcalinos são encontrados naturalmente?

Metais alcalinos são o primeiro grupo na tabela periódica. Nunca são encontrados na natureza não combinados porque são instáveis e reagem rápido com outros elementos. Ligam-se bem com todos os elementos exceto gases nobres. Quando estão no ar, rapidamente ficam pretos.

Quais são os 2 metais alcalinos mais reativos?

A reatividade dos metais alcalinos aumenta do topo para a base do grupo, então lítio (Li) é o metal alcalino menos reativo e frâncio (Fr) é o mais reativo. Como metais alcalinos são tão reativos, são encontrados na natureza apenas em combinação com outros elementos.

Do que é feito o álcali?

A fabricação de álcali industrial geralmente refere-se à produção de barrilha (Na₂CO₃; carbonato de sódio) e soda cáustica (NaOH; hidróxido de sódio). Outros alcalis industriais incluem hidróxido de potássio, potassa e soda cáustica. A produção de uma vasta gama de bens de consumo depende do uso de álcali em algum estágio.

Por que os metais alcalinos são muito ativos?

Metais alcalinos são extremamente reativos porque têm um único elétron na camada mais externa. A presença de um único elétron de valência torna o metal alcalino muito reativo. Perdem elétron para ganhar configuração de Gás Nobre.

Em que bloco estão os metais alcalinos?

O bloco s na tabela periódica de elementos ocupa os metais alcalinos e metais alcalino-terrosos, também conhecidos como grupos 1 e 2. Hélio também faz parte do bloco s. O número quântico principal "n" preenche o orbital s. Existe um máximo de dois elétrons que podem ocupar o orbital s.

Por que os metais alcalinos são encontrados na natureza?

Metais alcalinos têm baixos valores de entalpia de ionização. Portanto, perdem prontamente seus elétrons de valência e são altamente reativos. Portanto, na natureza, não são encontrados em estado elementar. Em estado combinado, estão presentes na forma de haletos, óxidos, silicatos, boratos e nitratos.

Por que os metais alcalinos explodem na água?

Metais alcalinos reagem com água para produzir calor, gás hidrogênio e o hidróxido de metal correspondente. O calor produzido por esta reação pode inflamar o hidrogênio ou o próprio metal, resultando em incêndio ou explosão.

Por que metais alcalinos não são encontrados na terra?

Metais alcalinos têm baixos valores de entalpia de ionização. Portanto, perdem prontamente seus elétrons de valência e são altamente reativos. Portanto, na natureza, não são encontrados em estado elementar.

Por que metais alcalinos são armazenados em óleo?

Os elementos do Grupo 1 são chamados de metais alcalinos. São colocados na coluna vertical no lado esquerdo da tabela periódica. Todos os elementos do Grupo 1 são muito reativos. Devem ser armazenados sob óleo para manter ar e água longe deles.