מתכת אלקלית

שם	מספר אטומי	סמל
ליתיום	3	Li
נתרן	11	Na
אשלגן	19	K
רובידיום	37	Rb
צסיום	55	Cs
פרנציום	87	Fr

המתכות האלקליות הן קבוצה של מספר יסודות כימיים המופיעים בטור הראשון בטבלה המחזורית. המתכות האלקליות יהיו לרוב מוצק בטמפרטורת החדר, והן יהיו רכות ופעילות מאוד מבחינה כימית. צבען של רוב המתכות האלקליות הוא כסוף-אפרפר, למעט צסיום, שיש לה גוון צהוב.

מתכות אלקליות, שמורות בשמן פרפין

הטור הראשון בטבלה המחזורית מתחיל במימן – שהוא אל-מתכת – ואחריו מופיעות כל המתכות האלקליות. מתכות אלו מיוחדות בכך שכולן מכילות אלקטרון אחד ברמת הערכיות האחרונה. עובדה זו היא שגורמת להן להיות פעילות מאוד, כיוון שהן נוטות למסור את האלקטרון ולעבור למצב של קליפה מלאה באלקטרונים הנחשבת כיציבה יותר.

עקב הקלות היחסית שבה המתכות האלקליות מאבדות את האלקטרון שבקליפת הערכיות ליצירת קטיון (+)M, הן מגיבות עם אל-מתכות ליצירת תרכובת יונית, ובגלל העובדה שהן מוסרות את האלקטרון לסביבה שבה הן נמצאות הן נחשבות כמחזרות מעולות. דוגמה טובה לכך היא התגובה שמתרחשת בין המתכת האלקלית X לחמצן:

$O_{2(g)}+4X_{(s)}\to 2X_{2}O$

בשל התרכבות עם האוויר והסביבה שבה הן נמצאות, הן לא מצויות בטבע כיסוד אלא תמיד בצורת תרכובת עם יסודות אחרים, כדוגמת מלח הבישול - NaCl, שמורכב מהמתכת נתרן ומכלור.

שתיים מהמתכות האלקליות, נתרן ואשלגן, התקבלו לראשונה על ידי כימאים מפיח של עצים, הנקרא "אלקלי" בערבית, והוא מקור השם לקבוצה כולה.

תגובה של מתכת אלקלית עם מים היא אלימה ויוצרת בסיס ופולטת מימן. לכן, נהוג לשמור את המתכות האלקליות בתוך שמן פרפין או בנפט, אשר אינם מכילים מולקולות מים היכולות לגרום לתגובה. הסיבה להיווצרות הבסיס היא, שכתוצאה מהתגובה עם המים נוצרים יוני הידרוקסיד (OH^-) ובנוסף לכך משתחררת מולקולת מימן. לרוב יוצרת תגובה זו אש כאשר המימן הנפלט בתהליך זה נדלק מפאת החום. רשום מטה ניסוח כללי לתגובה, כאשר X היא המתכת האלקלית.

$2X_{(s)}+2H_{2}O_{(l)}\to H_{2_{(g)}}+2X_{(aq)}^{+}+2OH_{(aq)}^{-}$

תגובות עם אמוניה

מתכות אלקליות מתמוססות בנוזל אמוניה ליצירת תמיסה כחולה שהיא פאראמגנטית. לדוגמה: אשלגן ואמוניה: ${K}_{(s)}+{NH_{3}}_{(l)}\to {K}_{(solv)}^{+}+{e}_{(solv)}^{-}$ האלקטרון המתקבל מומס במולקולות האמוניה, והוא מחזר חזק היכול לחזר טבעת ארומטית, בתגובת חיזור בירץ'.

רשימת המתכות האלקליות

• ליתיום
• נתרן
• אשלגן
• רובידיום
• צסיום
• פרנציום
• אונונניום - מתכת אלקלית משוערת, שעדיין לא יוצרה מעולם.

ככל שמספרה האטומי של המתכת גדל, התגובות שלה חריפות יותר והיא פעילה יותר. הסיבה לכך היא שהמרחק בין הגרעין (החיובי) לאלקטרונים ברמת האנרגיה האחרונה גדול יותר, ולכן אנרגיית היינון קטנה והיסוד נוטה יותר "למסור" את האלקטרון.

ראו גם

• מתכת אלקלית עפרורית
• קבוצה (כימיה)

קישורים חיצוניים

• סרט בנושא תגובות של מתכות אלקליות עם מים (הסרטון לקוח מתוכנית המדע הבריטית Brainiac שהודתה כי הוא מזויף. הפיצוצים המוצגים בו הם של חומרי נפץ ואינם נובעים מתגובות של מתכות אלקליות עם מים).
• המציג תגובות (אותנטיות) של מתכות אלקליות עם מים.
• מאיר ברק, מהן מתכות אלקליות ואלקליות-עפרוריות?, במדור "שאל את המומחה" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 2 ספטמבר 2009
• X מגיב עם מים, סרטון באתר יוטיוב
• מתכת אלקלית, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)