HHeLiBeBCNOFNeNaMg AlSiP S ClArK CaScTiV CrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrY ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeI XeCsBa*HfTaW ReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn FrRa**RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg*LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu**AcThPaU NpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr
Metales alcalinosGrupo nomenclatura IUPAC1Grupo nomenclatura CASIAElementosalt=|borde|centro|miniaturadeimagen|Litio (Li)alt=|centro|miniaturadeimagen|Sodio (Na)alt=|centro|miniaturadeimagen|Potasio (K)alt=|centro|miniaturadeimagen|Rubidio (Rb)alt=|centro|miniaturadeimagen|Cesio (Cs)alt=|centro|miniaturadeimagen|Francio (Fr)
Los metales alcalinos o simplemente alcalinos (del árabe, alqali) son estos seis elementos químicos: litio (Li), sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs) y francio (Fr). Estos elementos, junto con el hidrógeno (que es un gas), constituyen el grupo 1 que se encuentra en el bloque-s de la tabla periódica.
Todos los metales alcalinos tienen su electrón más externo en un orbital-s, esta configuración electrónica compartida da como resultado que tengan propiedades características muy similares. De hecho, los metales alcalinos proporcionan el mejor ejemplo de patrones de grupos parecidos en sus propiedades de la tabla periódica, con elementos que exhiben un comportamiento característico homólogo. Esta familia de elementos es también conocida con la familia del litio al ser este su primer elemento.
Los metales alcalinos son metales brillantes, blandos, altamente reactivos a temperatura y presión estándar y pierden fácilmente su electrón más externo para formar cationes con carga +1. Todos se pueden cortar fácilmente con un cuchillo debido a su suavidad, exponiendo una superficie brillante que se empaña rápidamente en el aire debido a la oxidación por la humedad atmosférica y el oxígeno (y en el caso del litio, nitrógeno). Debido a su alta reactividad, deben almacenarse bajo aceite para evitar la reacción con el aire y se encuentran naturalmente solo en sales y nunca como elementos libres. El cesio, el quinto metal alcalino, es el más reactivo de todos los metales. Todos los metales alcalinos reaccionan con el agua, y los metales alcalinos más pesados reaccionan más vigorosamente que los más ligeros.
Todos los metales alcalinos descubiertos se encuentran en la naturaleza como sus compuestos: en orden de abundancia, el sodio es el más abundante, seguido de potasio, litio, rubidio, cesio y finalmente francio, que es muy raro debido a su radioactividad extremadamente alta; El francio se produce solo en pequeñas huellas en la naturaleza como un paso intermedio en algunas ramas laterales oscuras de las cadenas naturales de descomposición. Se han realizado experimentos para intentar la síntesis de ununennio (Uue), que probablemente sea el próximo miembro del grupo; ninguno tuvo éxito. Sin embargo, el ununennio puede no ser un metal alcalino debido a los efectos relativistas, que se predice que tienen una gran influencia en las propiedades químicas de los elementos superpesados ; incluso si resulta ser un metal alcalino, se prevé que tenga algunas diferencias en las propiedades físicas y químicas de sus homólogos más ligeros.
La mayoría de los metales alcalinos tienen muchas aplicaciones diferentes. Una de las aplicaciones más conocidas de los elementos puros es el uso de rubidio y cesio en los relojes atómicos, de los cuales los relojes atómicos de cesio forman la base del segundo . Una aplicación común de los compuestos de sodio es la lámpara de vapor de sodio, que emite luz de manera muy eficiente. La sal de mesa, o cloruro de sodio, se ha utilizado desde la antigüedad. El litio se usa como medicamento psiquiátrico y como ánodo en las baterías de litio . El sodio y el potasio también son elementos esenciales, que tienen funciones biológicas importantes como electrolitos, y aunque los otros metales alcalinos no son esenciales, también tienen varios efectos en el cuerpo, tanto beneficiosos como perjudiciales.
Historia miniaturadeimagen|Petalita, el mineral del cual el litio se aisló por primera vez Los compuestos de sodio se conocen desde la antigüedad; sal (cloruro de sodio) ha sido un producto importante en las actividades humanas, por ejemplo la palabra salario, en referencia a Salarium, el dinero pagado a los soldados romanos para la compra de sal. Si bien la potasa se ha usado desde la antigüedad, no se entendió que la mayor parte de su historia fuera una sustancia fundamentalmente diferente de las sales minerales de sodio. Georg Ernst Stahl obtuvo evidencia experimental que lo llevó a sugerir la diferencia fundamental de las sales de sodio y potasio en 1702, y Henri-Louis Duhamel du Monceau pudo demostrar esta diferencia en 1736. La composición química exacta de los compuestos de potasio y sodio, y el estado como elemento químico de potasio y sodio, no se conocía en ese momento, por lo que Antoine Lavoisier no incluyó ninguno de los álcalis en su lista de elementos químicos en 1789.
El potasio puro fue aislado por primera vez en 1807 en Inglaterra por Humphry Davy, quien lo derivó de la potasa cáustica (KOH, hidróxido de potasio) mediante el uso de electrólisis de la sal fundida con la pila voltaica recién inventada. Los intentos previos de electrólisis de la sal acuosa no tuvieron éxito debido a la extrema reactividad del potasio. El potasio fue el primer metal que se aisló por electrólisis. Más tarde ese mismo año, Davy informó que la extracción de sodio de la sustancia similar a la sosa cáustica (NaOH, lejía) por una técnica similar, demostrando que los elementos y, por lo tanto, las sales, son diferentes. miniaturadeimagen|Johann Wolfgang Döbereiner fue uno de los primeros en notar similitudes entre lo que ahora se conoce como los metales alcalinos La petalita (Li Al Si4 O10) fue descubierta en 1800 por el químico brasileño José Bonifácio de Andrada en una mina en la isla de Utö, Suecia. Sin embargo, no fue hasta 1817 que Johan August Arfwedson, que trabajaba en el laboratorio del químico Jöns Jacob Berzelius, detectó la presencia de un nuevo elemento mientras analizaba el mineral de petalita. Él notó que este nuevo elemento formaba compuestos similares a los del sodio y el potasio, aunque su carbonato e hidróxido eran menos solubles en agua y más alcalinos que los otros metales alcalinos. Berzelius le dio al material desconocido el nombre de "litio/litina", de la palabra griega λιθoς (transliterada como lithos, que significa "piedra"), para reflejar su descubrimiento en un mineral sólido, a diferencia del potasio, que se había descubierto en las cenizas de las plantas. y sodio, que era conocido en parte por su alta abundancia en sangre animal. Llamó al metal dentro del material "litio". El litio, el sodio y el potasio fueron parte del descubrimiento de la periodicidad, ya que se encuentran entre una serie de tríadas de elementos en el mismo grupo que Johann Wolfgang Döbereiner señaló en 1850 que tenían propiedades similares. miniaturadeimagen|Lepidolita, el mineral del cual se aisló el rubidio por primera vez El rubidio y el cesio fueron los primeros elementos que se descubrieron utilizando el espectroscopio, inventado en 1859 por Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff. Al año siguiente, descubrieron cesio en el agua mineral de Bad Dürkheim, Alemania. Su descubrimiento del rubidio se produjo al año siguiente en Heidelberg, Alemania, y lo encontró en el mineral lepidolita. Los nombres de rubidio y cesio provienen de las líneas más prominentes en sus espectros de emisión: una línea roja brillante para rubidio (de la palabra latina rubidus, que significa rojo oscuro o rojo brillante), y una línea azul celeste para cesio (derivado del Palabra latina caesius, que significa azul celeste).
Alrededor de 1865, John Newlands produjo una serie de documentos donde enumeró los elementos en orden de aumento del peso atómico y propiedades físicas y químicas similares que se repetían a intervalos de ocho; comparó esa periodicidad con las octavas de la música, donde las notas separadas por una octava tienen funciones musicales similares. Su versión reunió todos los metales alcalinos conocidos (litio a cesio), así como cobre, plata y talio (que muestran el estado de oxidación +1 característico de los metales alcalinos), en un grupo. Su tabla colocaba hidrógeno con los halógenos.
Después de 1869, Dmitri Mendeleev propuso su tabla periódica colocando el litio en la parte superior de un grupo con sodio, potasio, rubidio, cesio y talio. Dos años después, Mendeleev revisó su tabla, colocando hidrógeno en el grupo 1 sobre el litio, y también moviendo el talio al grupo de boro. En esta versión de 1871, el cobre, la plata y el oro se colocaron dos veces, una vez como parte del grupo IB, y una vez como parte de un "grupo VIII" que abarca los grupos actuales 8 a 11.En la versión de 1869 de la tabla periódica de Mendeleev, el cobre y la plata se colocaron en su propio grupo, alineados con el hidrógeno y el mercurio, mientras que el oro se colocó tentativamente bajo uranio y el eka-aluminio (no descubierto) en el grupo del boro. Después de la introducción de la tabla de 18 columnas, los elementos del grupo IB se movieron a su posición actual en el bloque d, mientras que los metales alcalinos se dejaron en el grupo IA . Más tarde, el nombre del grupo fue cambiado al grupo 1 en 1988. El nombre trivial "metales alcalinos" proviene del hecho de que los hidróxidos de los elementos del grupo 1 son todos álcalis fuertes cuando se disuelven en agua. izquierda|miniaturadeimagen|400x400px|La segunda tabla periódica de Dmitri Mendeleev propuesta en 1871 que muestra hidrógeno y los metales alcalinos como parte de su grupo I, junto con cobre, plata y oro
Hubo al menos cuatro descubrimientos erróneos e incompletos antes de que Marguerite Perey, del Instituto Curie en París, Francia descubriera el francio en 1939 al purificar una muestra de actinio-227, que se había informado a tener una energía de descomposición de 220 keV. Sin embargo, Perey notó partículas de descomposición con un nivel de energía por debajo de 80 keV. Perey pensó que esta actividad de descomposición podría haber sido causada por un producto de descomposición no identificado previamente, uno que se separó durante la purificación, pero surgió nuevamente del actinio puro -227. Varias pruebas eliminaron la posibilidad de que el elemento desconocido sea torio, radio, plomo, bismuto o talio. El nuevo producto exhibió propiedades químicas de un metal alcalino (como coprecipitar con sales de cesio), lo que llevó a Perey a creer que era el elemento 87, causado por la desintegración alfa del actinio-227. Luego, Perey intentó determinar la proporción de desintegración beta a desintegración alfa en actinio-227. Su primera prueba puso la ramificación alfa en 0.6%, una cifra que luego revisó al 1%.
El siguiente elemento debajo del francio (eka- francium) en la tabla periódica sería ununennio (Uue), elemento 119. La síntesis de ununennio se intentó por primera vez en 1985 bombardeando un objetivo de einsteinium -254 con iones de calcio -48 en el acelerador superHILAC en Berkeley, California. No se identificaron átomos, lo que condujo a un rendimiento limitante de 300 nb.