Gruppe 1 – die Elemente, die ihr Elektron an fast alles abgeben
Sechs weiche, silbrige Metalle, die ihr einziges Außenelektron so bereitwillig abgeben, dass keines von ihnen in der Natur frei vorkommt. Sie werden unter Öl gelagert, mit einem Messer geschnitten und reagieren so heftig mit Wasser, dass der dabei freigesetzte Wasserstoff Feuer fängt.
Im Periodensystem hervorgehoben
Jedes Mitglied
Was sie definiert
Jedes Alkalimetall besitzt genau ein Elektron in seiner äußersten Schale, und es befindet sich hinter einer vollständig besetzten inneren Schale weit vom Atomkern entfernt. Sein Verlust erzeugt eine stabile Edelgaskonfiguration, daher geben sie es bei der geringsten Gelegenheit ab – und bilden in praktisch jeder ihrer Verbindungen +1-Ionen.
Lithium sprudelt in Wasser. Natrium zischt über die Oberfläche und kann sich entzünden. Kalium entzündet sich zuverlässig mit einer lilafarbenen Flamme. Rubidium und Caesium explodieren bei Kontakt. Der Trend ist eindeutig: Je weiter das Außenelektron vom Atomkern entfernt ist, desto schwächer wird es gehalten und desto schneller reagiert es.
Sie sind weich genug zum Schneiden, leicht genug, dass Lithium, Natrium und Kalium auf Wasser schwimmen, und schmelzen bei niedrigen Temperaturen – Caesium wird bei 28 °C flüssig, kaum über Raumtemperatur. Eine schwache metallische Bindung pro Atom hält ein Gitter nicht gut zusammen.
Periodische Trends
Innerhalb der Gruppe: Der Atomradius wächst, die Ionisierungsenergie sinkt, die Dichte steigt (außer bei Kalium, das leichter als Natrium ist), der Schmelzpunkt sinkt und die Reaktivität nimmt stark zu. Innerhalb einer Periode sind sie die größten Atome und haben die niedrigsten Ionisierungsenergien von allen.
In der Welt
Akkus — eine Lithium-Ionen-Zelle funktioniert, indem sie nackte Li⁺-Ionen zwischen Elektroden hin- und hertransportiert. Außerdem dient Lithium als Behandlung der ersten Wahl bei bipolarer Störung, durch einen noch nicht vollständig verstandenen Mechanismus.
Kochsalz, Glas, Seife und die gelb-orangefarbenen Straßenlaternen, die jahrzehntelang die Städte dominierten. Natriumionen übertragen jeden Nervenimpuls in Ihrem Körper.
Vor allem Dünger – das „K“ in NPK. Außerdem für jede Ihrer Zellen essenziell; Kalium-40 macht Bananen und Menschen schwach radioaktiv.
Atomuhren. Die Sekunde wird durch einen Übergang von Caesium-133 definiert, und Rubidiumuhren sind kompakt genug, um in GPS-Satelliten eingesetzt zu werden.
Keines. Es ist so selten und kurzlebig, dass noch nie eine sichtbare Probe existiert hat.
Handhabung
Alle reagieren mit Wasser und mit der Feuchtigkeit der Haut. Natrium und Kalium können sich in feuchter Luft spontan entzünden; Kalium kann bei längerer Lagerung stoßempfindliche Peroxide bilden. Alkalihydroxide – die Produkte dieser Reaktionen – sind stark ätzend und greifen die Augen schnell an.
Wissenswertes
Häufige Fragen
Weil sie sowohl mit dem Sauerstoff als auch mit dem Wasserdampf in der Luft reagieren. Mineralöl hält beides fern. Lithium wird stattdessen in Vaseline aufbewahrt, da es leicht genug ist, auf den meisten Ölen zu schwimmen. Caesium und Rubidium werden gewöhnlich in Glasampullen unter Argon eingeschlossen.
Francium, zumindest theoretisch – aber es wurde noch nie in einer Menge hergestellt, mit der man etwas hätte reagieren lassen können. Unter den Metallen, die tatsächlich gewonnen werden können, ist Caesium am reaktivsten; es entzündet sich bei Kontakt mit Luft und reagiert selbst bei −116 °C explosionsartig mit Wasser.
Wasserstoff besitzt ein Außenelektron, wodurch er aufgrund seiner Elektronenkonfiguration an der Spitze der Gruppe 1 steht. Chemisch verhält er sich ganz anders als die Alkalimetalle – er ist ein gasförmiges Nichtmetall, das sein Elektron meist eher teilt, als es abzugeben. Viele Periodensysteme stellen Wasserstoff vollständig über dem Periodensystem dar, um anzuerkennen, dass er in keine Gruppe wirklich passt.
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