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11 Elemente der I. Hauptgruppe (Alkalimetalle)

11.1 Allgemeines

Elemente: Lithium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Caesium (Cs) und Francium (Fr).

Eigenschaften der Alkalimetalle (außer Francium; siehe unten): sehr leicht, sehr weich (mit Ausnahme des Lithiums mit dem Messer schneidbar); von allen Metallen am reaktionsfähigsten. Ihr sehr starker Silberglanz verschwindet an der Luft sofort; Rb und Cs entzünden sich an der Luft von selbst. Wasser wird in stark exothermer Reaktion sofort zersetzt, z.B.

2 K + 2 H₂O 2 KOH + H₂ ;

der frei werdende Wasserstoff entzündet sich bei Na oft, bei K, Rb und Cs stets. Aufbewahrung unter luftabschirmenden, halogenfreien Schutzflüssigkeiten (Petroleum, Paraffinöl); mit Halogenkohlenwasserstoffen (Tetrachlormethan u.a.) können bereits beim Fall aus 1 m Höhe heftigste Reaktionen erfolgen, z.B. gemäß

CCl₄ + 4 Na 4 NaCl + C .

Alle Alkalimetalle (auch Erdalkalimetalle) lösen sich in flüssigem Ammoniak, wobei die Lösungen mit zunehmender Konzentration erst hellblau, dann tiefblau, schwarz, goldbraun-bronzefarben und schließlich kupfern-metallglänzend aussehen; die konzentrierten Lösungen leiten den elektrischen Strom etwa so gut wie Eisen.

Alkalimetall-Ionen: Diese, z.B. Na⁺ oder K⁺, sind farblos, demzufolge auch die Alkaliverbindungen, sofern kein farbiges Anion (wie MnO₄^-, CrO₄^2-, Cr₂O₇^2-) vorhanden ist. Sie können durch Elektrolyse wäßriger Lösungen nur an Hg-Katoden entladen werden; anderenfalls sind nichtwäßrige Lösungsmittel oder Schmelzflußelektrolyse anzuwenden.

Die Alkalihydroxide sind starke Basen und sehr leicht in Wasser löslich. Die Basenstärke nimmt von LiOH bis CsOH zu.

Nachweis: Flammenfärbungen, Spektralanalyse.

Francium, 1939 von der französischen Forscherin MARGUERITE PEREY entdeckt, ist radioaktiv; Halbwertszeit Fr 223: 22 min. F 20 °C, Kp 660 °C, Dichte 2,2 g · cm^-3 . Es kommt nur spurenweise vor und wird im folgenden nicht berücksichtigt.

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