Groupe 1 — les éléments qui donnent leur électron à presque n’importe quoi
Six métaux tendres et argentés, si prompts à perdre leur unique électron externe qu’aucun d’eux ne se trouve jamais à l’état libre dans la nature. On les conserve sous huile, on les coupe au couteau et ils réagissent avec l’eau assez violemment pour enflammer l’hydrogène qu’ils libèrent.
Mis en évidence dans le tableau périodique
Chaque membre
Ce qui les définit
Chaque métal alcalin possède exactement un électron sur sa couche externe, très éloigné du noyau derrière une couche interne complète. Le perdre produit un cœur stable de gaz noble ; ils le perdent donc à la moindre occasion — formant des ions +1 dans pratiquement tous les composés qu’ils produisent.
Le lithium pétille dans l’eau. Le sodium glisse rapidement et peut s’enflammer. Le potassium s’enflamme à coup sûr, avec une flamme lilas. Le rubidium et le césium explosent au contact. La tendance est simple : plus l’électron externe est éloigné du noyau, moins il est retenu et plus il se déplace rapidement.
Ils sont assez tendres pour être coupés, assez légers pour que le lithium, le sodium et le potassium flottent sur l’eau, et fondent à basse température — le césium se liquéfie à 28 °C, à peine au-dessus de la température ambiante. Une liaison métallique faible par atome ne maintient pas bien un réseau cristallin.
Tendances périodiques
Dans le groupe : le rayon atomique augmente, l’énergie d’ionisation diminue, la masse volumique augmente (sauf pour le potassium, qui est plus léger que le sodium), le point de fusion diminue et la réactivité augmente fortement. Dans une période, ce sont les atomes les plus grands et ceux qui ont les énergies d’ionisation les plus faibles de tous.
Dans le monde
Batteries rechargeables — une cellule lithium-ion fonctionne en faisant transiter des ions Li⁺ nus entre les électrodes. C’est aussi un traitement de première intention du trouble bipolaire, selon un mécanisme encore mal compris.
Le sel de table, le verre, le savon et les lampes urbaines jaune-orange qui ont dominé les villes pendant des décennies. Les ions sodium transmettent chaque influx nerveux de votre corps.
Les engrais avant tout — le « K » du NPK. Il est également essentiel à chacune de vos cellules ; le potassium-40 rend les bananes et les êtres humains légèrement radioactifs.
Horloges atomiques. La seconde est définie par une transition du césium-133, et les horloges au rubidium sont suffisamment compactes pour être embarquées dans des satellites GPS.
Aucun. Il est si rare et si éphémère qu’aucun échantillon visible n’a jamais existé.
Manipulation
Ils réagissent tous avec l’eau et l’humidité de la peau. Le sodium et le potassium peuvent s’enflammer spontanément dans l’air humide ; le potassium peut former des peroxydes sensibles aux chocs lors d’un stockage prolongé. Les hydroxydes alcalins — produits de ces réactions — sont fortement caustiques et attaquent rapidement les yeux.
Bon à savoir
Questions fréquentes
Parce qu’ils réagissent à la fois avec l’oxygène et la vapeur d’eau de l’air. L’huile minérale exclut les deux. Le lithium est plutôt conservé dans de la vaseline, car il est assez léger pour flotter sur la plupart des huiles. Le césium et le rubidium sont généralement scellés dans des ampoules en verre sous argon.
Le francium, en principe — mais il n’a jamais été produit en quantité suffisante pour pouvoir le faire réagir avec quoi que ce soit. Parmi les métaux que l’on peut réellement obtenir, le césium est le plus réactif ; il s’enflamme au contact de l’air et réagit de manière explosive avec l’eau, même à −116 °C.
L’hydrogène possède un électron externe, ce qui le place en haut du groupe 1 par sa configuration électronique. Chimiquement, il ne se comporte pas du tout comme les métaux alcalins — c’est un gaz non-métallique qui partage plus souvent son électron qu’il ne le cède. De nombreux tableaux périodiques placent entièrement l’hydrogène au-dessus du tableau pour reconnaître qu’il ne s’intègre nulle part.
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