Αλκάλια

Αλκάλια ή αλκαλιμέταλλα* ονομάζονται τα ακόλουθα έξι χημικά στοιχεία, κατ΄ αύξοντα ατομικό αριθμό: Λίθιο (Li), Νάτριο (Na), Κάλιο (K), Ρουβίδιο (Rb), Καίσιο (Cs) και Φράγκιο (Fr). Εκτός από το νάτριο και το κάλιο που θεωρούνται αντίστοιχα το έκτο και το έβδομο κατά σειρά αφθονίας στοιχείο στο φλοιό της Γης, τα υπόλοιπα θεωρούνται σπάνια με σπανιότερο το φράγκιο που αποτελεί φυσικό ριαδιενεργό στοιχείο.
(*) Στη πραγματικότητα τα αλκάλια είναι τα υδροξείδια των παραπάνω αλκαλιμετάλλων ή αλκαλικών μετάλλων που ειδικότερα φέρουν το όνομα καυστικά αλκάλια. Στην πράξη όμως λέγονται όλα αλκάλια.

Φυσικές Ιδιότητες

Όλα τα αλκαλιμέταλλα είναι στερεά σε συνθήκες δωματίου, είναι μονατομικά και έχουν αργυρόλευκο χρώμα, αν και για το φράγκιο ορισμένες πηγές δίνουν "άγνωστο" χρώμα λόγω της σπανιότητας και των πολύ μικρών ποσοτήτων του που έχουν απομονωθεί, άλλες αναφέρουν αργυρόλευκο Είναι ελατά, όλκιμα, καλοί αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού και σχετικά χαμηλής σκληρότητας.

Γενικά

Τα Αλκαλιμέταλλα σχηματίζουν την «Ομάδα Ι» ή «1η Ομάδα» του Περιοδικού πίνακα. Ονομάσθηκαν έτσι (εκ της αραβικής λέξης Αλ Κάλι) γιατί αντιδρούν με το νερό και σχηματίζουν υδροξείδια. Καθένα τους έχει από ένα ηλεκτρόνιο στον εξωτερικό φλοιό, γεγονός που τα κάνει εξαιρετικά δραστικά όπως π.χ. αντιδρούν ακόμη και εκρηκτικά με το νερό και τα οξέα. Για το λόγο αυτό τα περισσότερα φυλάσσονται συνήθως σε ειδικά σφραγισμένα μεταλλικά δοχεία ή σε πετρέλαιο, όπου δεν μπορεί να τα φτάσει η υγρασία του αέρα.
Σημειώνεται ότι η δραστικότητά τους αυτή είναι και η κύρια αιτία που τα αλκάλια δεν απαντώνται ως ελεύθερα μέταλλα στη φύση αλλά ενωμένα με άλλα στοιχεία σε μορφή απλών ή σύνθετων χημικών ενώσεων. Απλούστερες ενώσεις των αλκαλίων, που υπόψη είναι διαλυτές στο νερό με συνέπεια τον εύκολο διαχωρισμό και καθαρισμό τους, είναι τα ορυκτά αλίτης, (χλωριούχο νάτριο), ο συλβίνης (χλωριούχο κάλιο), και ο καρναλίτης (χλωριούχο καλιομαγνήσιο), που αποτελούν και τις κυριότερες εμπορικές πηγές των αλκαλίων. Σε μεγαλύτερη όμως αφθονία βρίσκονται στη φύση τα πλέον σύνθετα υδατοδιαλυτά ορυκτά των αλκαλίων.
Γενικά τα αλκάλια έχουν όλες τις βασικές ιδιότητες των μετάλλων όπως αργυρόλευκη λάμψη, μεγάλη ελατότητα και αγωγιμότητα θερμοκρασίας και ηλεκτρισμού, είναι μαλακά μέταλλα (μπορούν να κοπούν με μαχαίρι), με ελαφρύτερο το λίθιο. Παρουσιάζουν χαμηλό σημείο τήξης (Σ.Τ.) από 179 °C στην περίπτωση του λιθίου, μέχρι τους 28,5 °C, (στην περίπτωση του καισίου). Κράματα, όμως, ορισμένων αλκαλίων παρουσιάζουν Σ.Τ. ακόμη χαμηλότερα π.χ. -78 °C.

Ιστορία

Η ονομασία τους παράγεται από την αραβική λέξη Αλ Κάλι που σημαίνει η τέφρα (στάχτη) φυτού από το οποίο και πρωτοπαρασκευάστηκαν αλκαλικές ουσίες. Επίσης με το αραβικό όνομα «αλ κάλγια» ονομάζονται όλες οι στάχτες φυτών από τις οποίες, με εκχύλιση με νερό λαμβάνονται άλατα, που αποτελούνται από ανθρακικά αλκάλια (σόδα ή ποτάσα) και των οποίων η αλκαλική γεύση ήταν γνωστή από την αρχαιότητα.

Τα αλκάλια και η ηλεκτροχημική σειρά των μετάλλων

Τα αλκάλια είναι χημικά στοιχεία που κατέχουν κάποιες από τις πρώτες θέσεις στην ηλεκτροχημική σειρά των μετάλλων (σειρά δραστικότητας μετάλλων). Το ρουβίδιο και το καίσιο κατέχουν τις δύο πρώτες θέσεις με το λίθιο και το κάλιο να τα ακολουθούν. Τρεις θέσεις πιο κάτω [μετά το βάριο (Ba) και το ασβέστιο (Ca)] βρίσκεται και το νάτριο. Όλα τα αλκάλια δίνουν αντιδράσεις με το νερό και αυτές του καλίου, του ρουβιδίου και του καισίου έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.