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Alkalimetalle

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Chemie

In diesem Artikel erklären wir dir alles, was du zum Thema Alkalimetalle wissen musst. Alkalimetalle gehören zum Themenbereich Periodensystem und werden im Fach Chemie unterrichtet.

Was sind Alkalimetalle?

Als Alkalimetalle werden die Elemente aus der ersten Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet.

Dazu gehören:

  • Lithium (Li)
  • Natrium (Na)
  • Kalium (K)
  • Rubidium (Rb)
  • Caesium (Cs)
  • Francium (Fr)

Quelle: chemie.de

Alkalimetalle sind silbrig glänzende, reaktive Metalle, die in der Valenzschale nur einen Elektron besitzen.

In den meisten Darstellungen des Periodensystems wird das Wasserstoff der ersten Hauptgruppe zugeordnet weil es ähnliche chemische Eigenschaften hat. Jedoch kann es nicht zu den Alkalimetallen zählen, da es unter den Standardbedingungen weder fest noch metallische Eigenschaften besitzt.

Woher kommt der Name der Alkalimetalle?

Alkalimetalle haben ihren Namen aus dem arabischen Wort “al kalja” für “Pottasche” abgeleitet. Eine Pottasche ist die alte Bezeichnung für aus Holzaschen gewonnenen Kaliumcarbonat.

Im Jahre 1807 stellte Sir Humphry Davy erstmals das Element Kalium durch eine Schmelzflusselektrolyse aus Kaliumhydroxid dar. Letzteres bekam er aus Kaliumcarbonat.

Deswegen wird im Englischen und Französischen Kalium auch potassium genannt.

Kurz gefasst:

  • Alkalimetalle gehören zur ersten Hauptgruppe
  • In der Valenzschale haben sie nur ein Elektron
  • Sie sind silbrig glänzende, reaktive Metalle
  • Wasserstoff ist eine Ausnahme und gehört nicht zu den Alkalimetallen

Eigenschaften der Alkalimetalle

Wie bereits erwähnt sind Alkalimetalle silbrig-weiße (Ausnahme: Caesium hat bei geringster Verunreinigung einen Goldton) metallisch glänzende, weiche Leichtmetalle. Das heißt mit einem Messer sind sie leicht durchtrennbar. Zudem haben Alkalimetalle eine geringe Dichte.

Sie reagieren mit vielen Stoffen, also z.B. mit Wasser, Luft oder Halogenen teilweise sehr heftig, sodass eine starke Wärme sich entwickelt. Besonders die schweren Alkalimetalle können sich an der Luft sogar selbst entzünden. Deswegen müssen diese in Schutzflüssigkeiten, wie Paraffin oder Petroleum (Lithium, Natrium und Kalium) bzw. unter Luftabschluss in Ampullen (Rubidium und Caesium) aufbewahrt werden.

Da Alkalimetalle der ersten Hauptgruppe angehören, besitzen sie nur ein schwach gebundenes s-Elektron, welches sie freiwillig abgeben können.

Deshalb sind ihre ersten Ionisierungsenergien und Elektronegativitäten entsprechend klein bzw. Niedrig. Wenn Alkalimetalle Verbindungen eingehen werden sie ganz überwiegend zum einwertigen Kation, wenngleich sogar Verbindungen bekannt sind, wo diese Metalle anionisch vorliegen (z.B. Natride, komplexiert mit sogenannten Kryptanden).

Kurz gefasst:

  • Silbrig-weiß, metallisch glänzend, weiche Leichtmetalle
  • Bei Reaktion mit anderen Stoffen entsteht sehr viel Wärme
  • Besitzen nur ein schwach gebundenes s-Elektron was gerne abgegeben wird

Der Radius der Element-Atome, sowie der Kationen nimmt mit steigender Massenzahl stark zu.

Analog dazu verhalten sich die anderen Eigenschaften der Alkalimetalle :

Alkalimetalle und ihre Salze haben jeweils eine spezifische Flammenfärbung:

  • Lithium und seine Salze: Färben die Flamme rot
  • Natrium und seine Salze: Färben die Flamme gelb
  • Kalium und seine Salze: Färben die Flamme violett
  • Rubidium und seine Salze: Färben die Flamme rot
  • Caesium und seine Salze: Färben die Flamme blauviolett

Wegen der Flammenfärbung werden Alkalimetallverbindungen für Feuerwerke benutzt.

In der Atomphysik werden Alkalimetalle auch eingesetzt, weil sie wegen ihrer einfachen elektronischen Struktur einfach mit Lasern gekühlt werden können.

Kurz gefasst:

  • Mit steigender Massenzahl nimmt Radius zu

→ analog dazu auch ihre Eigenschaften

  • Jedes Alkalimetall und sein Salz haben eine andere Flammenfärbung

Allgemeines Reaktionsverhalten der Alkalimetalle

Alkalimetalle reagieren mit Wasserstoff unter Bildung salzartiger Hybride:

Die thermische Beständigkeit der Hybride nimmt von Lithiumhydrid (LIH) zum Caesiumhybrid (CsH) ab. Unter anderem werden Alkalimetalle als Reduktions- oder Trockenmittel verwendet.

Mit Sauerstoff reagieren Alkalimetalle unter Bildung von:

  • festen, weißen Oxiden (Lithiumoxid)
  • Peroxide (Natriumperoxid)
  • Hyperoxide (Kaliumhyperoxid, Rubidiumhyperoxid, Caesiumhyperoxid)

Bei der Reaktion mit Wasser zu Hydroxiden wird Wasserstoff freigesetzt:

Ab Lithium bis zum Caesium steigt die Reaktivität sehr stark an und ab dem Kalium können sich die Elemente selbst entzünden.

Mit Halogenen reagieren die Alkalimetalle zu den entsprechenden Alkalimetallsalzen:

Die Reaktivität steigt vom Lithium zum Caesium und sinkt vom Fluor zum Iod.

Deswegen reagiert Natrium kaum mit Iod und mit Brom sehr langsam, während die Reaktion von Kalium mit Brom und Iod explosionsartig erfolgt.

Halogenwasserstoffe können Alkalimetalle unter Bildung von Kohlenstoff unter Explosionserscheinungen das Halogen entziehen:

Mit flüssigen Ammoniak ergeben Alkalimetalle intensiv blau gefärbte Lösungen. Diese besteht aus positiven Alkalimetall-Ionen und solvatisierten Elektronen und sind ein sehr starkes Reduktionsmittel und werden z.B. für die Birch-Reduktion verwendet.

Alkalimetalle Ausnahme: Wasserstoff

Unter Normalbedingungen ist das Wasserstoff, das erste Element der 1. Hauptgruppe, ein Nichtmetall.

Deswegen zählt es nicht zu den Alkalimetallen, jedoch teilt es mit ihnen gemeinsame Eigenschaften.

Wie die Alkalimetalle tritt das Wasserstoff stets einwertig auf und wandelt sich unter extrem hohen Druck in eine metallische Hochdruckmodifikation, den metallischen Wasserstoff, um.

Auf der anderen Seite haben aber auch einige Alkalimetalle unter bestimmten Bedingungen Eigenschaften wie Wasserstoff. Beispielsweise besteht das Lithium als Gas zu 1% aus zweiatomigen Molekülen.

Alkalimetalle- Alles Wichtige auf einen Blick

Zum Schluss haben wir dir das Wichtigste zusammengefasst:

  • Wasserstoff ist eine Ausnahme und zählt nicht dazu
  • Alkalimetalle sind silbrig-weiß, metallisch glänzend und ein Leichtmetall
  • Aufgrund des schwach gebundenen s-Elektron gehen sie gerne und einfach Verbindungen ein → werden überwiegend zum Kation

Gut gemacht! Nachdem du alles fleißig durchgelesen hast, solltest du nun alles über Alkalimetalle wissen:) Weiter so!

Finales Alkalimetalle Quiz

Frage

Was sind Alkalimetalle?

Antwort anzeigen

Antwort

Als Alkalimetalle werden die Elemente aus der ersten Hauptgruppe des Periodensystems bezeichnet.

Frage anzeigen

Frage

Zu den Alkalimetallen gehören beispielsweise ...

Antwort anzeigen

Antwort

Lithium

Frage anzeigen

Frage

Alkalimetalle...

Antwort anzeigen

Antwort

sind silbrig glänzend

Frage anzeigen

Frage

Warum wird Wasserstoff nicht als Alkalimetall gezählt, obwohl ähnliche Eigenschaften aufweist?

Antwort anzeigen

Antwort

In den meisten Darstellungen des Periodensystems wird das Wasserstoff der ersten Hauptgruppe zugeordnet, weil es ähnliche chemische Eigenschaften hat. Jedoch kann es nicht zu den Alkalimetallen zählen, da es unter den Standardbedingungen weder fest ist, noch metallische Eigenschaften besitzt.

Frage anzeigen

Frage

Woher kommt der Name der Alkalimetalle?

Antwort anzeigen

Antwort

Alkalimetalle haben ihren Namen aus dem arabischen Wort “al kalja”, was abgeleitet “Pottasche” bedeutet.

Frage anzeigen

Frage

Was ist Pottasche?

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Antwort

Eine Pottasche ist die alte Bezeichnung für aus Holzaschen gewonnenen Kaliumcarbonat.

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Frage

Warum wird das elementare Kalium auch potassium genannt?

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Antwort

Im Jahre 1807 stellte Sir Humphry Davy erstmals das Element Kalium durch eine Schmelzflusselektrolyse aus Kaliumhydroxid dar. Letzteres bekam er aus Kaliumcarbonat. 

Deswegen wird im Englischen und Französischen Kalium auch potassium genannt.

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Frage

Alkalimetalle sind mit einem Messer leicht durchtrennbar. 

Antwort anzeigen

Antwort

Richtig

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Frage

Schwere Alkalimetalle können sich an der Luft sogar selbst entzünden.

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Antwort

Richtig, deswegen müssen diese in Schutzflüssigkeiten, wie Paraffin oder Petroleum (Lithium, Natrium und Kalium) bzw. unter Luftabschluss in Ampullen (Rubidium und Caesium) aufbewahrt werden. 

Frage anzeigen

Frage

Da Alkalimetalle der 1) ... Hauptgruppe angehören, besitzen sie nur ein 2) ... gebundenes s-Elektron, welches sie freiwillig 3) ... können.

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Antwort

1) ersten

2) schwach 

3) abgeben 

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Frage

Was geschieht bei der Reaktion von Alkalimetallen mit anderen Stoffen?

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Antwort

Es entsteht sehr viel Wärme.

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Frage

Alkalimetalle haben ... Ionisierungsenergien und Elektronegativitäten.

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Antwort

große

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Frage

Alkalimetalle und ihre Salze haben jeweils die gleiche Flammenfärbungen.


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Antwort

Falsch, Alkalimetalle und ihre Salze haben jeweils spezifische Flammenfärbungen.

Frage anzeigen

Frage

Werden Alkalimetalle für Feuerwerkskörper benutzt?

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Antwort

Ja, Alkalimetallverbindungen werden für Feuerwerke benutzt. 

Frage anzeigen

Frage

Mit Sauerstoff reagieren Alkalimetalle unter Bildung von:


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Antwort

  • festen, weißen Oxiden (Lithiumoxid)
  • Peroxide (Natriumoxid)
  • Hyperoxide (Kaliumhyperoxid, Rubidiumhyperoxid, Caesiumhyperoxid) 
Frage anzeigen

Frage

Mit Halogenen reagieren die Alkalimetalle zu den entsprechenden Alkalimetallsalzen.

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Antwort

Richtig

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