Obecná charakteristika kovů skupin IA–IIIA |
Atomy prvků skupin IA–IIIA mají podobnosti ve struktuře elektronových obalů a vzorcích změn vlastností, což vede k určité podobnosti jejich chemických vlastností a vlastností jejich sloučenin.
Kovy skupiny IA (první skupina hlavní podskupiny) se také nazývají „alkalických kovů„Patří mezi ně lithium, sodík, draslík, rubidium a cesium.“ Francium – radioaktivní prvek, který se v přírodě prakticky nevyskytuje. Všechny kovy skupiny IA mají v základním stavu jeden nepárový elektron na vnější energetické hladině, na s-podhladině:
… ns 1 — elektronová struktura vnější energetické hladiny alkalických kovů
Kovy skupiny IA jsou s-prvky. V chemických reakcích uvolňují jeden valenční elektron, takže se vyznačují konstantním oxidačním stavem +1.
Podívejme se na charakteristiky prvků skupiny IA:
Všechny alkalické kovy jsou silná redukční činidla. Jsou to nejaktivnější kovy, které mohou přímo interagovat s nekovy. Se zvyšujícím se atomovým číslem a snižující se ionizační energií se kovové vlastnosti prvků zvyšují. Alkalické kovy odpovídají Oxidy E2ОOxidy alkalických kovů reagují s vodou za vzniku zásady (alkálie):
Vodíkové sloučeniny alkalických kovů jsou hydridy s obecným vzorcem EN. Oxidační stav vodíku v hydridech je -1.
Kovy IIA (druhá skupina hlavní podskupiny) – alkalických zeminDříve byly za kovy alkalických zemin považovány pouze vápník, stroncium, baryum a radium, ale podle IUPAC se za kovy alkalických zemin nazývá i berylium a hořčík.
Kovy alkalických zemin mají dva elektrony na vnější energetické hladině. V základním stavu se jedná o dva spárované elektrony na s-podhladině:
… ns 2 — elektronová struktura vnější energetické hladiny prvků skupiny IIA
Kovy alkalických zemin jsou s-prvky. Uvolňují dva valenční elektrony a vykazují konstantní oxidační stav +2. Všechny prvky podskupiny berylia jsou silná redukční činidla, ale jejich redukční vlastnosti jsou slabší než u alkalických kovů.
Charakteristika prvků skupiny IIA:
Kovy podskupiny berylia jsou poměrně aktivní. Na vzduchu snadno oxidují za vzniku zásaditých oxidů obecného vzorce EO. Tyto oxidy odpovídají hydroxidům E(OH)2.
První prvek skupiny IIA, berylium, se ve většině svých vlastností mnohem více blíží hliníku (diagonální podobnost). To se odráží ve vlastnostech berylia. Například neinteraguje s vodou. Hořčík interaguje s vodou pouze zahřátím. Vápník, stroncium a baryum jsou typické kovy. Za normálních podmínek reagují s vodou.
Prvky skupiny IIA odpovídají hydridům s obecným vzorcem EN2.
Prvky IIIA (třetí skupina hlavní podskupiny) jsou bor, hliník, gallium, indium, thallium a nihonium. V základním stavu obsahují tři elektrony na vnější energetické hladině, které jsou rozloženy na s- a p-podhladinách:
… ns 2 nр 1 — elektronová struktura vnější energetické hladiny prvků skupiny IIIA
Všechny prvky podskupiny boru jsou p-prvky. V chemických sloučeninách se projevuje oxidační stav +3. Ačkoli pro thalium je stabilnější oxidační stav +1.
Charakteristika prvků skupiny IIIA:
Kovové vlastnosti prvků podskupiny boru jsou projeveny méně silně než u prvků podskupiny IIA. Prvek bor je nekov. Ionizační energie atomu boru je nejvyšší mezi prvky podskupiny IIIA. Hliník je typický kov, ale oxid a hydroxid hlinitý vykazují amfoterní vlastnosti. Thallium má silněji projevené kovové vlastnosti; v oxidačním stavu +1 se svými vlastnostmi blíží alkalickým kovům. Hliník má mezi prvky podskupiny IIIA největší praktický význam.
Obecně se kovy podskupin IA–IIIA vyznačují:
- malý počet elektronů na vnější energetické hladině:
- relativně silné regenerační vlastnosti;
- nízké hodnoty elektronegativity;
- poměrně velké atomové poloměry (v porovnání s poloměry ostatních atomů v periodách, ve kterých se odpovídající kovy nacházejí);
- kovová krystalová mřížka;
- vysoká elektrická a tepelná vodivost;
- pevné fázi za normálních podmínek.