普通化学/各种元素的化学/第 1 族

碱金属

钠金属软到可以用刀切割。

碱金属是第 1 族 (1A) 的元素。它们是锂、钠、钾、铷、铯和钫.

这些元素最显著的特点是它们的反应性。从物理性质上看，它们是柔软的、有光泽的（新制备时）固体，熔点低；它们能很好地导电。它们都只有一个价电子，很容易失去给几乎任何电负性物质。碱金属在实验室外从未以单质形式存在，因为它们太活泼了。即使是最少量的氧气或水也会与金属发生反应。因此，碱金属没有结构用途。它们必须保存在惰性液体（如煤油）中或惰性气体中（氮气足以保存除锂以外的所有这些元素）。

碱金属在生物生命和工业中都有很多用途。然而，钫是放射性的，并且迅速衰变为其他元素，因此它没有商业用途，它的化学性质也不被完全理解。

所有碱金属都容易氧化到 +1 氧化态。

安全

将碱金属实验留给经验丰富的化学家。

反应

碱金属与水、卤素和酸反应剧烈。反应释放出令人惊讶的热量和光。在化学方程式中，碱金属用 M 表示。以下是一些示例方程式

$4{\hbox{M}}_{(s)}+{\hbox{O}}_{2(g)}\to 2{\hbox{M}}_{2}{\hbox{O}}_{(s)}$	碱金属与氧气反应生成氧化物，氧化物具有较暗的外观和较低的反应性。氧化物比纯金属的反应性低得多。
${\hbox{M}}_{2}{\hbox{O}}_{(s)}+{\hbox{H}}_{2}{\hbox{O}}\to 2{\hbox{MOH}}_{(aq)}$	然而，氧化物确实会与水剧烈反应生成氢氧化物。这些元素生成的氢氧化物在水中完全解离，形成一些已知的最强碱。“苛性钠”是一种工业级强碱，即氢氧化钠 (NaOH)。
${\hbox{NaOH}}_{(aq)}+{\hbox{HCl}}_{(aq)}\to {\hbox{NaCl}}_{(aq)}+{\hbox{H}}_{2}{\hbox{O}}_{(l)}$	这些氢氧化物很容易与酸反应生成水和相应的碱性盐，这是一个中和反应。
$2{\hbox{M}}_{(s)}+2{\hbox{H}}_{2}{\hbox{O}}\to 2{\hbox{MOH}}_{(aq)}+{\hbox{H}}_{2(g)}$	纯碱金属也可以直接与水反应。在这种情况下，金属是碱性氧化物。会释放出易燃的氢气。
$2{\hbox{M}}_{(s)}+{\hbox{Cl}}_{2(g)}\to 2{\hbox{MCl}}_{(s)}$	将碱金属暴露在卤素中会引起剧烈的放热反应，生成离子盐。

几乎所有碱金属盐在水中都高度溶解。它们形成导电溶液，证明了它们的离子性质。

火焰测试

当在火焰中燃烧时，碱金属会发出独特的颜色，可以用它来识别它们。

• 火焰测试
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  锂（粉红色火焰）
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  钠（黄色火焰）
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  钾（淡紫色火焰）