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Alkalimetalle – Gruppenübersicht

Gruppenübersicht

Die Elemente

Zu den Alkalimetallen gehören die Elemente der 1. Gruppe bzw. I. Hauptgruppe des Periodensystems:

  • Lithium,
  • Natrium,
  • Kalium,
  • Rubidium,
  • Caesium,
  • Francium.

Der ebenfalls ganz links im PSE angeordnete Wasserstoff nimmt eine Sonderstellung ein und wird nicht in dieser Gruppe behandelt.

Der Gruppenname

Der Gruppenname leitet sich aus dem Verhalten einer wichtigen Verbindungsgruppe dieser Metalle, den Hydroxiden, ab, die in wässriger Lösung alkalisch reagieren.

Elektronenkonfiguration

Die Alkalimetalle besitzen die Valenzelektronenkonfiguration ns1, d.h. in der jeweils äußeren Elektronenschale befindet sich lediglich ein Elektron. Eine stabile Edelgaskonfiguration wird leicht durch Abgabe des Elektrons erreicht (Bildung einfach positiv geladener Kationen M+). Die 1. Ionisierungsenergie der Alkalimetalle ist dementsprechend gering (siehe Physikalische und chemische Eigenschaften).

Bindigkeit

In ihren Verbindungen besitzen die Elemente fast ausschließlich die Oxidationszahl +1, nur in Ausnahmefällen auch die Oxidationsstufe -1. In einigen wenigen Verbindungen wird durch Überlappung des s-Orbitals der Valenzschale mit einem geeigneten Orbital eines anderen Atoms eine σ-Bindung geknüpft, z.B. bei den in der Gasphase nachweisbaren Molekülen Li2 oder Na2. Erwartungsgemäß nimmt die Stabilität der M2-Moleküle mit steigendem Atomradius ab, die Dissoziationsenergie wird geringer.

Physikalische Eigenschaften

Die relativ großen Atomradien und die Tatsache, dass jedes Atom nur ein Elektron zur metallischen Bindung beisteuert, haben vergleichsweise niedrige Schmelz- und Siedepunkte sowie geringe Dichten zur Folge. Die Elektronegativitätswerte der Elemente sind generell gering und weisen innerhalb der Gruppe nur kleine Differenzen auf. Daraus resultiert, dass die Elemente der I. Hauptgruppe in ihrem chemischen Verhalten einander viel ähnlicher sind als die Metalle der zweiten oder dritten Gruppe.

Vorkommen und Gewinnung

Infolge ihrer hohen Reaktivität kommen die Alkalimetalle in der Natur nicht elementar, sondern nur kationisch gebunden in Form ihrer Salze vor.

Die zur Darstellung der Metalle notwendige Reduktion erfolgt vorzugsweise unter Verwendung der Chloride entweder elektrochemisch auf dem Wege der Schmelzflusselektrolyse (Lithium, Natrium) oder chemisch (Kalium, Rubidium, Caesium). Eine Abscheidung aus wässriger Lösung ist jedoch wegen der negativen Normalpotenziale in keinem Fall möglich.

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