المجموعة 1 — العناصر التي تمنح إلكترونها لأي شيء تقريباً

الفلزات القلوية

ستة فلزات طرية فضية اللون، شديدة الميل إلى فقد إلكترونها الخارجي الوحيد، حتى إن أياً منها لا يوجد حراً في الطبيعة. تُحفظ تحت الزيت، وتُقطع بالسكين، وتتفاعل مع الماء بعنف يكفي لإشعال الهيدروجين الذي تطلقه.

العناصر
6
المجموعة
1
التكوين
ns¹
مشعة
1

مُظلَّل في الجدول الدوري

ما الذي يميزها

ثلاثة أشياء تميز الفلزات القلوية

01

إلكترون واحد، ممسوك بشكل ضعيف

لكل فلز قلوي إلكترون واحد بالضبط في غلافه الخارجي، وهو يقع بعيداً عن النواة خلف غلاف داخلي مكتمل. يؤدي فقدانه إلى تكوين لب مستقر لغاز نبيل، لذلك تفقده هذه الفلزات عند أقل فرصة — فتكوّن أيونات +1 في كل مركب تقريباً تصنعه.

02

تزداد التفاعلية نزولاً

يفور الليثيوم في الماء. ويتحرك الصوديوم بسرعة وقد يشتعل. ويشتعل البوتاسيوم بثبات، بلهب أرجواني فاتح. أما الروبيديوم والسيزيوم فينفجران عند التلامس. والاتجاه واضح: كلما ابتعد الإلكترون الخارجي عن النواة، قلّ ارتباطه بها، وتحرك بسرعة أكبر.

03

يختلف فيزيائياً عن معظم الفلزات

هي لينة بما يكفي لقطعها، وخفيفة بما يكفي لأن يطفو الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم على الماء، ومنخفضة نقطة الانصهار — إذ يسيح السيزيوم عند 28 °C، أعلى بقليل من درجة حرارة الغرفة. لا تُحكم رابطة فلزية ضعيفة واحدة لكل ذرة تماسك الشبكة جيدًا.

الاتجاهات الدورية

كيف تتغير عبر العائلة

نزولاً في المجموعة: يزداد نصف القطر الذري، وتنخفض طاقة التأين، وتزداد الكثافة (باستثناء البوتاسيوم، الذي هو أخف من الصوديوم)، وتنخفض نقطة الانصهار، وتزداد التفاعلية بشدة. وعبر الدورة، تكون ذراتها أكبر الذرات ولها أدنى طاقات تأين على الإطلاق.

في العالم

فيما تُستخدم

ليثيوم

البطاريات القابلة لإعادة الشحن — تعمل خلية أيون الليثيوم بنقل أيونات Li⁺ العارية بين الأقطاب. ويُستخدم الليثيوم أيضاً علاجاً من الخط الأول للاضطراب ثنائي القطب، بآلية لم تُفهم بالكامل بعد.

صوديوم

ملح الطعام والزجاج والصابون ومصابيح الشوارع الصفراء البرتقالية التي هيمنت على المدن لعقود. تحمل أيونات الصوديوم كل نبضة عصبية في جسمك.

بوتاسيوم

الأسمدة قبل كل شيء — حرف "K" في NPK. وهو ضروري أيضاً لكل خلية في جسمك؛ إذ يجعل البوتاسيوم-40 الموز والبشر مشعين إشعاعاً طفيفاً.

روبيديوم وسيزيوم

الساعات الذرية. تُعرَّف الثانية بانتقال في السيزيوم-133، وتكون ساعات الروبيديوم مدمجة بما يكفي لتحملها أقمار GPS الصناعية.

فرانسيوم

لا شيء. إنه نادر جداً وقصير العمر جداً، حتى إنه لم توجد قط عينة مرئية منه.

التعامل

السلامة

تتفاعل جميعها مع الماء ورطوبة الجلد. قد يشتعل الصوديوم والبوتاسيوم تلقائياً في الهواء الرطب؛ وقد يكوّن البوتاسيوم فوق أكاسيد حساسة للصدمات عند التخزين الطويل. أما هيدروكسيدات الفلزات القلوية — نواتج تلك التفاعلات — فهي كاوية بشدة وتهاجم العينين بسرعة.

من المفيد معرفته

  • السيزيوم والغاليوم هما الفلزان الوحيدان اللذان ينصهران في يدك — ينصهر السيزيوم عند 28.5 °C.
  • الفرانسيوم نادر جداً، بحيث لا يوجد في القشرة الأرضية بأكملها في أي لحظة سوى أقل من 30 غراماً.
  • ينتج كل فلز قلوي لوناً مميزاً للهب، وهي الطريقة التي اكتشف بها Bunsen وKirchhoff السيزيوم والروبيديوم طيفياً في 1860–61.

الأسئلة الشائعة

حول الفلزات القلوية

لماذا تُخزَّن الفلزات القلوية تحت الزيت؟

لأنها تتفاعل مع كلٍّ من الأكسجين وبخار الماء في الهواء. ويستبعد الزيت المعدني كليهما. أما الليثيوم فيُخزَّن بدلًا من ذلك في الفازلين، لأنه خفيف بما يكفي ليطفو على معظم الزيوت. وعادةً ما يُحكم إغلاق السيزيوم والروبيديوم في أمبولات زجاجية تحت آرغون.

أي فلز قلوي هو الأكثر تفاعلاً؟

الفرانسيوم، من حيث المبدأ — لكن لم يُنتَج قط بكمية يمكنك أن تجري معها تفاعلاً. ومن بين الفلزات التي يمكنك الحصول عليها فعلياً، يُعد السيزيوم الأكثر تفاعلاً؛ فهو يشتعل عند ملامسة الهواء ويتفاعل انفجارياً مع الماء حتى عند −116 °C.

لماذا يوضع الهيدروجين في المجموعة 1 إذا لم يكن فلزًا قلويًا؟

للهيدروجين إلكترون خارجي واحد، ما يضعه في أعلى المجموعة 1 وفقًا للتوزيع الإلكتروني. كيميائيًا، لا يتصرف إطلاقًا مثل الفلزات القلوية — فهو غاز لافلزي يتشارك إلكترونه غالبًا بدلًا من أن يتخلى عنه. وتضع جداول دورية كثيرة الهيدروجين فوق الجدول تمامًا للإقرار بأنه لا ينسجم مع أي موضع.