主な違い – リチウムと他のアルカリ金属
アルカリ金属という言葉は、周期表の1族元素のうち、水素を除いた元素の名称として使われています。
したがって、アルカリ金属には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムが含まれます。
これらの元素は、化学的・物理的性質が共通ですが、異なる性質も持っています。
これらの元素は、原子の最外殻電子がs軌道に存在するns1型であるため、周期表第1族に含まれます。
また、化合物が非常にアルカリ性（塩基性化合物）であることから、アルカリ金属と呼ばれる。
リチウムは、他のアルカリ金属の中で最も小さいアルカリ金属です。
他のアルカリ金属との大きな違いは、リチウムはアルカリ金属の中で唯一窒素と反応することです。
リチウムとは
リチウムは、化学記号 “Li “のアルカリ金属です。
リチウムは、ビッグバンによって大量に生成された3つの元素のうちの1つであると考えられており、他の2つの元素は水素とヘリウムです。
リチウムの化学的性質は次の通りです。
- 原子番号-3
- 原子量-6.941
- 電子配置 – [He] 2s1
- ブロック – sブロック
- グループ – 1
- 周期 – 2
- 融点 – 180.50 °C
- 沸点 – 1330 °C
- 外観 – 銀白色、メタリック
- 炎の色 – クリムゾン色
- 同位体：6Li, 7Li
図1：リチウムの炎の色は真紅。
リチウムは非常に軽く、柔らかいので、ナイフで簡単に切ることができる。
リチウムは水に浮くことができ、反応性が高い。
その反応はしばしば爆発的で、水酸化リチウムを生成する。
しかし、リチウムはアルカリ金属の中で唯一陰イオンを形成することができません。
しかし、リチウムは3個の電子のうち1個を取り除くことで、容易に陽イオンLi+を形成する。
リチウムは他のアルカリ金属と似た性質を持っていますが、それとは異なるユニークな性質もあります。
リチウム化合物は他のアルカリ金属に比べて、アルカリ性の溶液を中和するために多くの酸を必要とします。
言い換えれば、リチウムは最も強いアルカリ溶液を形成します。
リチウムはアルカリ金属の中で唯一、窒素と反応することができます。
窒化リチウム塩ができる。
常温常圧で、リチウム金属は窒素ガスと次のように反応する。
Li(s)＋N2(g)→2Li3N(s)となる。
リチウムはアルカリ金属の中で最も密度が小さい。
反応性が高いため、自然界に自由に存在することはない。
リチウム金属は空気に触れているとすぐに酸化され、黒色の酸化皮膜を形成する。
アルカリ金属とは
アルカリ金属とは、水素を除く第1族元素のことです。
したがって、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムなどがこれにあたります。
これらの金属が形成する化合物がアルカリ性（塩基性化合物）であることから、アルカリ金属と呼ばれるようになりました。
アルカリ金属は、一番外側の電子がs軌道にあります。
従って、元素周期表のsブロックに属します。
また、最外殻電子はns1です。
したがって、周期表の1族に属する。
いずれも最も安定な酸化状態である1価の陽イオンを形成する。
アルカリ金属を下降させると、以下のような周期的な変化があります。
- 原子番号が大きくなる。
- 原子が大きくなると結合が弱くなるため、融点や沸点が下がる。
- 密度が高くなる。
- 第一イオン化エネルギーが減少する。大きな原子では、一番外側の電子の結合が緩く、容易に外れるため。
- 電気陰性度が低下する。
- 反応性が低下する。
- アルカリ金属は他の元素より電子親和力が小さい。
ここで紹介したのは、ほんの一部の性質に過ぎません。
では、このグループのメンバーについて、いくつかの事実を簡単に考えてみましょう。
リチウム
リチウムはアルカリ金属の中で最も小さい元素です。
リチウムの詳細については、上記で説明したとおりです。
ナトリウム
ナトリウムは、原子番号11、化学記号 “Na “の化学元素です。
原子量は約22.98amu。
融点は97.79℃、沸点は882.8℃です。
常温常圧では、ナトリウムは固相です。
金属的な光沢がありますが、ナイフで簡単に切断できる軟らかい金属です。
ナトリウムは非常に反応性が高いです。
酸素や水と容易に反応します。
そのため、金属状のナトリウムは用途が限られます。
軟らかく、反応性が高いため、建築材料としては使用できません。
燃焼させると、ナトリウムは黄橙色の炎を出します。
水にナトリウムの小片を加えると、非常に爆発的な反応を示す。
カリウム
カリウムは、周期表第1族から数えて3番目のアルカリ金属です。
植物にも動物にも必要な元素である。
この元素は、ハンフリー・デイヴィーによって、溶けた水酸化カリウム（KOH）を電気分解することによって単離された。
金属カリウムは軟らかく、銀白色をしている。
融点は非常に低い。
金属であるため、電気伝導性に優れている。
カリウムは地球上で7番目に多く存在する元素です。
元素としてのカリウムは水に溶けない堆積物や岩石中に存在し、抽出が困難なため、市販品の多くはカルナライトなど特定の化合物を電気分解して得られる。
ルビジウム
ルビジウムは、Rbという記号で表される化学元素で、アルカリ金属です。
外観は銀白色の軟らかい金属です。
反応性が高い。
反応性が高く、わずかに放射性を持つ同位体もあります。
金属ルビジウムは気化しやすい。
融点は39.30℃、沸点は688℃。
しかし、室温では固体状態です。
セシウム
セシウムは、化学記号Csの化学元素です。
セシウムの原子番号は55です。
外観は淡い金色です。
この金属の標準原子量は132.9amuです。
室温では固相です。
融点は28.5℃、沸点は671℃。
安定同位体は1つだけで、他の同位体は放射性です。
フランシウム
フランシウムは、記号Fr、原子番号87の化学元素です。
電気陰性度が2番目に低い元素です。
自然界に存在する化学元素の中で最も希少。
フランシウムは高い放射性を持っています。
リチウムと他のアルカリ金属の違い
定義
リチウム。
リチウムは化学記号 “Li “のアルカリ金属です。
その他のアルカリ金属。
アルカリ金属は、水素を除く第1族元素です。
窒素との反応
リチウム リチウムはアルカリ金属の中で唯一窒素ガスと反応することができ、窒化リチウムを形成する。
他のアルカリ金属。
リチウム以外のアルカリ金属は、窒素ガスと反応しない。
原子サイズ
リチウム リチウムはアルカリ金属の中で最も小さい。
その他のアルカリ金属。
アルカリ金属の原子サイズは、下級になるほど大きくなる。
原子番号
リチウム リチウムの原子番号は3で、アルカリ金属の中で最も小さい値です。
その他のアルカリ金属。
アルカリ金属は原子番号が異なり、最も小さいのが3（リチウム）、最も大きいのが87（フランシウム）。
密度
リチウム リチウムは固体金属の中で最も密度が小さい。
その他のアルカリ金属。
他のアルカリ金属：アルカリ金属の密度は、アルカリ金属が多いほど大きくなる。
アニオンの形成
リチウム リチウムはアルカリ金属の中で唯一、陰イオンを形成できない。
他のアルカリ金属。
他のアルカリ金属は、固相でも液相でもアニオンを形成することがあります。
基本性能
リチウム リチウムは最も強い塩基性のアルカリ金属で、リチウムを含む溶液を中和するために、より多くの酸を必要とする。
他のアルカリ金属。
アルカリ金属にはさまざまな塩基性があります。
結論
アルカリ金属は、基本的な性質を持つ化合物を形成する化学元素です。
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムなどが含まれる。
リチウムと他のアルカリ金属との主な違いは、リチウムはアルカリ金属の中で唯一窒素と反応することです。
