Litowce

źródło: http://www.chemia.dami.pl

Pierwiastki pierwszej grupy głównej nazywane są litowcami. Mają niską gęstość jak na metale (a więc są lekkie), są też bardzo miękkie. Wszystkie mają jasny, srebrzysty połysk.

Litowce mają najniższą w okresie elektroujemność, najłatwiej je zjonizować, mają też najwyższy promień. Niewielka energia jonizacji sprawia, że pierwiastki tej grupy są bardzo reaktywne i wymagają specjalnego przechowywania (np. w nafcie). Aktywność litowców rośnie w dół grupy. Ostatni z litowców, frans, jest pierwiastkiem promieniotwórczym o czasie półtrwania (w zależności od izotopu) od milisekund do kilku minut.

Reakcje litowców z wodą - film

Aktywność litowców sprawia też, że lotne związki tych pierwiastków łatwo barwią płomień palnika na określony kolor. Wszystkie tlenki litowców mają charakter zasadowy.

Występowanie

Jak łatwo się domyślić, litowce nie występują w przyrodzie w stanie czystym, tylko w postaci przeróżnych związków. Sód i potas łatwo spotkać, zaś pozostałe pierwiastki są zdecydowanie rzadsze. Glinokrzemiany są głównym źródłem litu, sodu i potasu. Sam sód można spotkać jako NaCl rozpuszczony w morzach i oceanach lub w kopalniach soli. Do tego jego bogatym źródłem jest saletra NaNO₃. Potas występuje w złożach KCl, czyli sylwinu. Frans można otrzymać jako produkt rozpadu uranu-235.

Otrzymywanie

Podstawowym sposobem otrzymywania czystej postaci litowców jest elektroliza ich stopionych soli bądź wodorotlenków. Zachodzi ona w myśl następującej reakcji (na przykładzie NaCl):

\[ Anoda:\;\; 2 Cl^{-} \rightarrow Cl_{2} + 2 e\\ Katoda:\;\; Na^{+} + e^{-} → Na \]

Związki z tlenem i wodorem

Pierwiastek	Związek	Nazwa
Li	Li2O	tlenek litu
	LiH	wodorek litu
Na	Na2O	tlenek sodu
	Na2O2	nadtlenek sodu
	NaH	wodorek sodu
K, Rb, Cs, Fr	M2O	tlenek potasu/rubidu/cezu/fransu
	M2O2	nadtlenek potasu/rubidu/cezu/fransu
	MO2	ponadtlenek potasu/rubidu/cezu/fransu
	MH	wodorek potasu/rubidu/cezu/fransu

Tlenki

Litowce są bardzo aktywnymi pierwiastkami i z tej przyczyny niezbędne jest przechowywanie ich bez dostępu powietrza. Sód bez ogrzania reaguje z powietrzem atmosferycznym i tworzy tlenek sodu, zaś po ogrzaniu z czystym tlenem otrzymamy mieszaninę tlenku i nadtlenku sodu. Ogrzany potas tworzy nadtlenek. Każdy tlenek, nadtlenek i ponadtlenek jest bardzo silnym utleniaczem.

ponadtlenek potasu

Wodorki

Wodorki litowców powstają w reakcji czystego wodoru z pierwiastkowymi metalami. Są to jedyne związki, w których to wodór jest na -I stopniu utlenienia. M^I H^-I

Wodorki litowców są ciałami stałymi, które bardzo chętnie reagują z wodą tworząc wodorotlenek odpowiedniego metalu oraz wodę.

Reakcje najpowszechniejszych litowców

Sód i potas są najbardziej rozpowszechnionymi metalami z tej grupy układu okresowego. Reagują również w bardzo podobny sposób, tak samo pozostałe litowce.

Reakcje metali z niemetalami
\[ 4 Na + O_{2} \rightarrow 2 Na_{2}O\\ 2 Na + H_{2} \rightarrow 2 NaH\\ 2 Na + Cl_{2} \rightarrow 2 NaCl \]	\[ 4 K + O_{2} \rightarrow 2 K_{2}O\\ 2 K + H_{2} \rightarrow 2 KH\\ 2 K + Cl_{2} \rightarrow 2 KCl \]
Reakcje metali z wodą
\[ 2 Na + 2 H_{2}O \rightarrow 2 NaOH + H_{2}\uparrow \]	\[ 2 K + 2 H_{2}O \rightarrow 2 KOH + H_{2}\uparrow \]
Reakcje tlenków z wodą
\[ 2 Na_{2}O + H_{2}O \rightarrow 2 NaOH \]	\[ 2 K_{2}O + H_{2}O \rightarrow 2 KOH \]
Reakcje nadtlenków z wodą
\[ 2 Na_{2}O_{2} + H_{2}O \rightarrow 2 NaOH + H_{2}O_{2} \]	\[ 2 K_{2}O_{2} + H_{2}O \rightarrow 2 KOH + H_{2}O_{2} \]
Reakcje wodorków z wodą
\[ NaH + H_{2}O \rightarrow NaOH + H_{2}\uparrow \]	\[ KH + H_{2}O \rightarrow KOH + H_{2}\uparrow \]
Dysocjacja wodorotlenków
\[ NaOH \rightarrow Na^{+} + OH^{-} \]	\[ KOH \rightarrow K^{+} + OH^{-} \]

Zastosowanie

Czyste litowce nie mają zbyt wielkiego zastosowania ze względu na swoją wysoką reaktywność, chociaż w ostatnich latach coraz częściej stosuje się lit jako element ogniw galwanicznych. Sole potasu mają duże zastosowanie w rolnictwie (saletry), zaś chlorek sodu, czyli sól kuchenna, jest surowcem spożywczym, przemysłowym, otrzymuje się też z niego wodorotlenek sodu oraz chlor.