Metais Alcalinos: Características, Obtenção e Aplicações, Notas de aula de Energia

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Metais

• Quando os metais são oxidados, eles tendem a formar cátions característicos.
• Todos metais do grupo 1 formam íons M+.
• Todos metais do grupo 2 formam íons M2+.
• A maioria dos metais de transição têm cargas variáveis.
• Metais reagem com não metais para formarem compostos iônicos

Metais

Metais

Cargas de alguns íons comuns encontrados em compostos iônicos

Abundância no sistema solar

Os metais alcalinos possuem números atômicos ímpares, e são menos abundantes que os elementos com números atômicos pares adjacentes a eles (gases nobres e metais alcalinos terrosos)

Abundância no planeta Terra

A massa da Terra é de aproximadamente 5,98× 1024 kg: Ferro (32.1%), Oxigênio (30.1%), Silício (15.1%), Magnésio (13.9%), Enxofre (2.9%), Níquel (1.8%), Cálcio (1.5%), e Alumínio (1.4%)

Os restantes 1.2% consistem de traços de outros elementos.

Os metais alcalinos, devido à suas altas reatividades, não ocorrem naturalmente na forma metálica na natureza.

Combinam prontamente com oxigênio e se associam fortemente à sílica (SiO2), formando minerais com densidades relativamente baixas, ficando próximos à crosta terreste.

Abundância no planeta Terra

O Rubídio é tão abundante quanto o zinco e mais abundante que o cobre

• 23 o^ elemento mais abundante na crosta terrestre (0,009%);

O Césio é mais abundante que antimônio, cádmio, estanho, tungstênio, mas ocupa apenas a 43ª posição em abundância na crosta terrestre (0,0003%);

Abundância no planeta Terra

(^223) Fr, o único isótopo natural do Frâncio é radioativo (t1/2 = 22 minutos) e

é produzido através do decaimento alfa do 227 Ac em minerais de urânio. Calcula-se que existam 30 g de Frâncio na crosta terrestre. 2o elemento mais raro do planeta (só perde para o At).

Obtenção

• Potássio: silvinita (mistura de KCl + NaCl)
• Bórax (Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ]∙8H 2 O; salitre-do-chile (NaNO 3 )
• Rubídio e Césio: obtidos como subproduto do processamento do lítio
• Frâncio: é radioativo com período de meia-vida de apenas 22 minutos. Obtido a partir do Actínio.

Aplicações

• Lítio: produção de ligas metálicas, baterias, cerâmicas e vidros;
• Carbonato de lítio: Tratamento de transtornos bipolares;
• Ligas sódio-potássio: refrigeradores em reatores nucleares;
• Sódio e seus compostos: indústrias químicas e metalúrgicas, papel, vidros, detergentes;
• NaCl: produção de NaOH, Cl 2 e Na 2 CO 3 ;
• Grandes quantidades de NaCl (> 20 Mt/ano) usados no degelo de estradas

 - Li : 1s^2 2s^1  [He]2s - Na : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1  [Ne]3s - K : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1  [Ar]4s - Rb : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^10 4s^2 4p^6 5s^1  [Kr]5s 

• Cs : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^10 4s^2 4p^6 4d^10 5s^2 5p^6 6s^1  [Xe]6s
• Fr : 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^10 4s^2 4p^6 4d^10 4f^14 5s^2 5p^6 5d^10 6s^2 6p^6 7s^1  [Rn]7s
• Uso do Na 2 CO 3 nos EUA em

Importância biológica

As concentrações de Na+^ e K+^ são diferentes nos fluidos intra- e extra-celulares e o gradiente de concentração destes íons através da membrana celular é o responsável pela transmissão de impulsos nervosos, por exemplo;

Potássio é um dos nutrientes essenciais de plantas e é usado na indústria de fertilizantes;

KO 2 : máscaras respiratórias 2KO 2 + 2H 2 O → 2KOH + H 2 O 2 + O 2 KOH + CO 2 → KHCO 3

Propriedades

Raios atômicos

Li

Na

K

Número de camadas aumenta

Blindagem aumenta

Raio atômico aumenta

Primeira energia de ionização diminui

n = 2

n = 3

n = 4