주기율표에서 알칼리 금속은? - 알칼리 금속의 정의, 성질, 종류

알칼리 금속이란?

알칼리 금속은 주기율표에서 가장 왼쪽 열인 1족의 6가지 화학 원소입니다. 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr)입니다. (단, 수소(H)는 최외각 전자를 1개 가지고 있지만 상온에서 금속이 아닌 기체이기 때문에 알칼리 금속으로 분류되지 않는다.)

알칼리 금속은 물과 반응하여 알칼리를 형성하기 때문에 그렇게 명명되었습니다. 알칼리는 수산화나트륨 및 수산화칼륨과 같은 이러한 원소의 수산화물 화합물입니다. 알칼리는 부식성이 있는 매우 강한 염기입니다. 예를 들어, 잿물은 수산화나트륨입니다. 알칼리는 산과 반응하여 염을 형성합니다.

순수한 형태의 알칼리 금속은 녹는점이 낮은 부드럽고 반짝이는 금속입니다. 알칼리 금속은 공기 및 습기와 쉽게 반응합니다. 반응성 때문에 이러한 금속을 사용 및 보관할 때는 특별한 예방 조치를 취해야 합니다.

알칼리 금속은 표준 온도와 압력에서 반응성이 높은 금속으로 최외각 전자를 쉽게 잃어 +1 전하를 갖는 양이온을 형성합니다. 그들은 부드러움으로 인해 칼로 쉽게자를 수 있으며 대기 수분과 산소 (리튬의 경우 질소)에 의한 산화로 인해 공기 중에서 빠르게 변색되는 반짝이는 표면을 드러냅니다.

반응성이 높기 때문에 공기와의 반응을 방지하기 위해 기름에 보관해야 하며, 자연적으로 염류에서만 발견되며 결코 자유 원소로 존재하지 않습니다. 다섯 번째 알칼리 금속인 세슘은 모든 금속 중에서 반응성이 가장 높습니다. 모든 알칼리 금속은 물과 반응하며 무거운 알칼리 금속은 가벼운 것보다 더 격렬하게 반응합니다.

 

주기율표의 알칼리 금속

알칼리 금속은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs) 및 프랑슘(Fr)입니다. 이 그룹은 주기율표의 s 블록에 있습니다. 모든 알칼리 금속은 s 궤도에서 가장 바깥쪽 전자를 가지고 있기 때문입니다.
알칼리 금속은 유사한 특성을 나타내는 원소와 함께 주기율표의 특성 그룹 경향의 가장 좋은 예를 제공합니다. 예를 들어, 테이블 아래로 이동할 때 알려진 모든 알칼리 금속은 다음과 같이 표시됩니다.

 

▷ 원자 반경 증가,
▷ 전기 음성도 감소
▷ 반응성 증가
▷ 녹는점 및 끓는점 감소

일반적으로 나트륨보다 밀도가 낮은 칼륨을 제외하고 테이블 아래로 이동할 때 밀도가 증가합니다.

 

 

알칼리 금속의 성질

알칼리 금속은 다음과 같은 물리적 및 화학적 특성을 갖는 주기율표의 화학 원소 그룹입니다.

▷ 빛이 남
▷ 부드러움
▷ 표준 온도 및 압력에서 높은 반응성
▷ 가장 바깥쪽의 전자를 쉽게 잃어 +1의 전하를 갖는 양이온을 형성합니다.

알칼리 금속은 녹는점이 낮습니다. 리튬은 180.5°C(356.9°F)에서 녹습니다. 세슘은 28.4°C(83.1°F)에서 녹습니다. 이러한 요소는 또한 열과 전기의 우수한 전도체입니다. 알칼리 금속은 반응성이 매우 커서 일반적으로 염(염화나트륨, NaCl) 및 염화칼륨(KCl)과 같은 다른 원소와 화합물에서 발견됩니다.

부드러움으로 인해 플라스틱 칼로 쉽게자를 수 있으며 반짝이는 표면은 산화로 인해 공기 중에서 빠르게 변색됩니다. 알칼리 금속은 반응성이 높기 때문에 공기와 반응하지 않도록 기름에 보관해야 합니다.

현대 IUPAC 명명법에서 알칼리 금속은 수소를 제외한 1족 원소를 구성합니다. 모든 알칼리 금속은 물과 반응하며 무거운 알칼리 금속은 가벼운 것보다 더 격렬하게 반응합니다.

 

알칼리 금속 목록

알칼리 금속은 다음과 같습니다.

▷ 리튬(리튬)
▷ 나트륨(Na)
▷ 칼륨(K)
▷ 루비듐(Rb)
▷ 세슘(Cs)
▷ 프랑슘(Fr)

IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)에서는 수소(H)를 상온 및 압력에서 기체로 발생하기 때문에 알칼리 금속으로 제외합니다. 그러나 수소는 그룹의 원소와 관련된 많은 특성을 나타내며 극도로 높은 압력에서 알칼리 금속이 됩니다.

 

알칼리 금속의 예

알칼리 금속은 주기율표에서 가장 왼쪽 열인 1족의 6가지 화학 원소입니다. 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr)입니다.

 

 

리튬

리튬은 지금까지 발견된 가장 가벼운 금속입니다. 질소와 반응하는 유일한 금속입니다. 산화리튬은 양쪽성(산 및 염기 특성 모두)입니다. 리튬을 제외한 다른 알칼리 원소는 주로 이온성입니다. 리튬의 전하 밀도는 광범위하게 수화되기 때문에 다른 알칼리 금속보다 강합니다.

리튬은 1817년 Johan Arfvedson이 꽃잎 LiAlSi4O10 분석 중에 발견했습니다. 리튬이라는 단어는 돌을 의미하는 그리스어 'lithos'에서 파생되었습니다. 리튬은 많은 페그마틱 광물, 점토, 염수, 바다 및 모든 생물에서 발견됩니다.

리튬의 용도
▷ 리튬은 내열 세라믹 및 유리에 사용됩니다.
▷ 항공기 제작에는 리튬 합금이 사용됩니다.
▷ 리튬 중수소는 열핵무기의 핵융합 연료로 사용됩니다.
▷ 리튬 배터리는 다른 금속에 비해 많은 에너지를 담고 있습니다. 휴대폰과 컴퓨터와 같은 혁명적인 장치는 리튬 배터리를 사용합니다.
▷ 리튬 염은 기분 안정제로 사용됩니다.
▷ 리튬-6은 삼중수소 생산의 주요 공급원입니다.
▷ 리튬은 구리 및 구리 합금을 탈산시키는 데 사용됩니다.
▷ 리튬 화합물은 적색 휘도를 생성하는 불꽃놀이의 불꽃 착색제로 사용됩니다.
▷ 윤활 그리스는 리튬에서 생산됩니다.

나트륨

나트륨은 우리가 매일 음식에서 염화나트륨(일반 소금)의 형태로 섭취하는 화학 물질입니다. 나트륨은 염화나트륨의 전기분해에 의해 생성됩니다. 나트륨 원소는 반응성이 높습니다.

1806년 화학자 Humphry Davy 경은 용융된 수산화나트륨에 전류를 흐르게 하여 나트륨을 얻었습니다. 나트륨은 두 개의 탄소 원자가 융합하여 별에서 처음으로 핵융합을 통해 생성되었습니다. 네온 원자가 양성자를 얻을 때 별에서도 생성될 수 있습니다.

나트륨의 용도
▷ 나트륨은 금속의 광택제로 사용됩니다.
▷ 액체 나트륨은 원자로에서 냉각제로 사용됩니다.
▷ 지방산의 나트륨염은 비누에 사용됩니다.
▷ 나트륨과 칼륨의 합금인 NaK는 중요한 열 전달제입니다.
▷ 나트륨 화합물은 종이, 섬유, 석유 및 화학 산업에서 사용됩니다.
▷ 요오드화나트륨은 광범위한 백선을 치료하는 데 사용됩니다.
▷ 나트륨은 밝은 휘도와 함께 노란색 빛을 낼 수 있기 때문에 가로등 및 나트륨 증기 램프에 사용됩니다.
▷ 수산화나트륨은 오븐 세척제로 사용됩니다.

 

칼륨

칼륨은 주기율표의 19번째 원소입니다. 칼륨은 우리 몸의 적절한 기능에 중요한 역할을 합니다. 유기체에서 유지되어야 하는 필수 미네랄입니다. 칼륨 수치가 균형을 이루지 못하면 고칼륨혈증 또는 저칼륨혈증을 유발할 수 있습니다.
칼륨은 공기에 노출되면 회색으로 변합니다. 산화를 방지하고 수분을 유지하기 위해 칼륨은 석유에 저장됩니다.

칼륨의 용도
▷ 염화칼륨은 식물의 성장에 필수적입니다. 비료에 사용됩니다.
▷ 칼륨은 식품 작물의 수분 보유력, 수확량, 영양가, 맛, 색상, 질감 및 질병 저항성을 향상시킵니다.
▷ 염소산칼륨과 질산칼륨은 폭발물과 불꽃놀이에 사용됩니다.
▷ 질산칼륨은 식품 방부제로 사용됩니다.
▷ 칼륨은 우리 몸의 혈압과 산도를 유지합니다.
▷ 크롬산칼륨은 가죽의 무두질 및 잉크, 화약, 염료, 안전 성냥 등의 제조에 사용됩니다.
▷ 칼륨은 우리 세포의 95%가 칼륨으로 구성되어 있기 때문에 정상적인 세포 호흡과 전해질 기능에 필수적입니다.
▷ 수산화칼륨은 세제를 만드는 데 사용됩니다.
▷ 칼륨은 심장과 신경 내부의 체액을 펌핑하는 데 도움이 됩니다.

루비듐

루비듐은 방사성 원소입니다. 가장 깊은 빨간색을 의미하는 라틴어 rubius에서 파생되었습니다.

루비듐의 용도
▷ 루비듐 82는 심근 관류에 사용됩니다.
▷ 루비듐은 원자시계, 전자관, 광전지 제조에 사용됩니다.
▷ 루비듐은 증기 터빈에서 작동 유체로 사용됩니다.
▷ 우주선 엔진의 부품으로 사용됩니다.
▷ 루비듐 증기는 레이저 냉각에 사용됩니다.
▷ 루비듐 클로라이드는 세포가 DNA를 흡수하도록 유도하는 데 사용됩니다.
▷ 열전 발전기에 사용됩니다.
▷ 루비듐 탄산염은 광학 유리를 만드는 데 사용됩니다.
▷ 루비듐 에너지 준위의 초미세 구조로 인해 원자 시계에 사용됩니다.
▷ 루비듐, 은, 요오드로 이루어진 화합물은 특정한 전기적 특성을 가지고 있어 박막 전지를 만드는데 사용됩니다.

세슘

세슘은 활성 금속입니다. 화학적으로 세슘은 가장 전기 양성인 원소이며 음이온과 결합하여 화합물을 형성합니다. 독성이 강한 원소입니다. 수산화세슘은 지금까지 발견된 가장 강한 염기입니다.
그것은 세슘-133이 안정 동위 원소이자 가장 중요한 시간 측정 표준(세슘 시계 또는 원자 시계)인 동위 원소를 많이 가지고 있습니다. 세슘은 실온 또는 그 근처에서 액체입니다.

세슘의 용도
▷ 세슘-134는 원자력 산업에서 사용됩니다.
▷ 빠른 전자 방출로 인해 광전 전지에 사용됩니다.
▷ 세슘은 특정 유기 화합물의 수소화 촉매로 사용됩니다.
▷ 추진 시스템에 사용됩니다.
▷ 진공관에서 공기 흔적을 제거합니다.
▷ 세슘은 태양광 전지, 텔레비전 영상 장치 및 야간 투시 장치에 사용됩니다.
▷ 자력계에는 세슘 증기가 사용됩니다.
▷ 세슘-137은 암 치료를 위한 근접 치료에 사용됩니다. (근접치료는 방사성 원소를 이용한 암 치료 방법)
▷ 염화세슘 용액은 분자 생물학에서 밀도 구배 초원심분리, 주로 생물학적 시료에서 바이러스 입자, 세포 소기관 및 분획, 핵산 분리에 사용됩니다.
▷ 세슘은 분광광도법의 표준으로 사용됩니다.
▷ 군용 항공기에 사용됩니다.

 

프랑슘

프랑슘은 알려진 모든 원소 중에서 전기 음성도가 가장 낮습니다. 이것은 고방사성 금속이며 이들 금속 중 가장 무겁습니다. 프랑슘은 토륨에 양성자를 충돌시키거나 라듐에 중성자를 충돌시켜 생성된다.

이 요소는 드물고 많이 사용되지 않습니다. 주로 실험실에서 과학 연구에 사용됩니다. 반감기가 짧기 때문에 빨리 썩는다.

알칼리 금속은 우리에게 매우 유용하지만 반응 중에 격렬해지기 때문에 전문가의 지도 없이 사용해서는 안 되며 독성이 있으므로 조심스럽게 다루어야 합니다.