قلیایی‌های فراموش شده

به گزارش خبرنگار ایمنا، جدول تناوبی متشکل از گروه‌های بسیاری است که هر یک از آن‌ها عناصری با ویژگی‌های تقریباً مشابه یکدیگر را در خود جای داده است. یکی از گروه‌های بسیار مهم و شناخته شده جدول تناوبی، فلزهای قلیایی است که کاربرد عناصر این گروه در صنایع مختلفی مشاهده شده است. این گروه شامل عناصر هیدروژن، لیتیم، سدیم، پتاسیم، روبیدیم، سزیم و فرانسیوم است که وجود هیدروژن در بین این فلزات تناقض عجیبی ایجاد کرده است. برای شناخت و بررسی بیشتر گروه فلزات قلیایی با «حمیدرضا یوسفی» دکترای شیمی آلی گفت‌وگویی انجام داده‌ایم که در ادامه می‌خوانید:

فلزهای قلیایی لقب کدام گروه جدول تناوبی است؟

فلزهای قلیایی، لقب گروهی بسیار مهم بوده که در ابتدای جدول تناوبی قرار گرفته است. هنگامی که به گروه اول جدول تناوبی دقت کنید، متوجه تناقض بسیار بزرگی خواهید شد که آن حضور هیدروژن در گروه فلزهای قلیایی است. این گروه شامل شش فلز می‌شود و عنصر هیدروژن به عنوان یک عضو ناخوانده در گروه فلزهای قلیایی قرار گرفته است. فلزهای قلیایی شامل عناصر هیدروژن، لیتیم، سدیم، پتاسیم، روبیدیم، سزیم و فرانسیوم است که به غیر از هیدروژن تمام آن‌ها فلز بوده و بسیار مهم هستند.

چرا هیدروژن در گروه فلزهای قلیایی قرار گرفته است؟

فلزهای قلیایی از لیتیم آغاز می‌شود. نمی‌توان هیدروژن را جزئی از این فلزات محسوب کرد و مندلیف به دلیل اینکه هیدروژن از نظر لایه‌ها مشابه فلزهای قلیایی است، این عنصر را در گروه اول قرار داد؛ اما از هر نظر که این عنصر را بررسی کنیم هیچ شباهتی با فلزهای قلیایی مشاهده نخواهیم کرد.

فلزهای قلیایی چه زمانی کشف شد؟

قدمت فلزهای قلیایی زیاد است و عناصر این دسته، سال‌های بسیار دوری با عنوان فلزهای قلیایی شناخته شد. درواقع هنگامی که انسان‌ها متوجه شدند که می‌توانند با ترکیب خاکستر باقی‌مانده از چوب سوخته با آب، محلول یا ترکیبی تشکیل دهند که بتواند چربی را به خود جذب کند، اصطلاح قلیایی را به‌کار بردند و هسته اصلی صابون‌ها و عنوان پاک‌کننده‌ها، فلزهای قلیایی است.

ویژگی خاص فلزهای قلیایی چیست؟

تمام عناصر گروه فلزهای قلیایی ویژگی منحصر به‌فردی دارد و آن داشتن تنها یک الکترون در لایه آخر است که تمایل بسیاری به اشتراک‌گذاری همین یک الکترون دارد. تمام عناصر گروه فلزهای قلیایی از جمله لیتیم و سدیم تنها یک الکترون در لایه آخر خود دارد که همین ویژگی آن‌ها را مستعد به واکنش با گروه‌های دیگر کرده است؛ بنابراین واکنش‌پذیری این گروه وابسته به ساختار است.

عناصر گروه فلزات قلیایی ویژگی‌های خاصی دیگری نیز دارد که در بین آن‌ها می‌توان به نرم بودن، قابل بریدن با چاقو، واکنش‌پذیری بسیار، نگهداری زیر نفت سفید یا پارافین، واکنش بسیار با آب و افزایش شعاع و واکنش‌پذیری عناصر از بالا به پایین اشاره کرد که در بین آن‌ها فرانسیوم یعنی آخرین عنصر فلزات قلیایی رادیواکتیو است. فلزات قلیایی بسیار واکنش پذیر است و خیلی خوب نمک ایجاد می‌کند.

واکنش فلزات قلیایی با آب چگونه است؟

واکنش فلزات قلیایی با آب بسیار مورد استقبال قرار گرفته است؛ هنگامی که لیتیم را در آب بی‌اندازیم به مقدار کمی دود منتشر می‌شود، اما هنگامی که سدیم را در آب بی‌اندازیم شدت واکنش افزایش یافته و ممکن است انفجاری نیز رخ‌دهد. شدت انفجار و واکنش در فلزات قلیایی به ترتیب افزایش می‌یابد و واکنش فرانسیوم نیز به عنوان آخرین فلز قلیایی تنها توسط یک کشور و در اقیانوس آزمایش شده است که موجب ایجاد حالت سونامی در اقیانوس شد.

آیا فلزات قلیایی در شیمی فان نیز کاربرد دارد؟

بله؛ عناصر گروه فلزات قلیایی رنگ شعله بسیار زیبایی دارد و افرادی که به شیمی فان علاقه‌مند هستند، حتماً متوجه حضور و استفاده بسیار عناصری از جمله سدیم، لیتیم و پتاسیم در تجهیزات و لوازم آتش‌بازی شده‌اند زیرا لیتیم، سدیم و پتاسیم به ترتیب رنگ شعله‌ای معادل قرمز، زرد و بنفش دارد.

کاربرد فلزات قلیایی چیست؟

فلزات قلیایی هیدروکسیدهای بسیار مهمی از جمله پتاسیم هیدروکسید دارد که کاربردهای بسیاری در صنایع دارد و بازهای بسیار قدرتمندی به ما ارائه می‌دهد که در برهه‌ای از زمان کاربردهای بسیاری نیز به همراه خواهد داشت. در بین عناصر گروه اول جدول تناوبی لیتیم کاربرد بسیار مهمی در باتری‌سازی دارد و امروزه با پیشرفت تکنولوژی و توسعه مدل‌های مختلف تلفن‌های همراه که از باتری‌های بزرگ استفاده می‌کنند، لیتیم در آن‌ها به کار رفته است و اگر به انفجار باتری‌های تلفن همراه دقت کنید متوجه شدت واکنش بسیار و منتشر شدن نوری قرمز از آن خواهید شد؛ البته لیتیم در صنایع دیگری از جمله داروسازی نیز بسیار کاربرد دارد.

سدیم که یکی دیگر از عناصر گروه فلزات قلیایی است و یکی از کاربردهای آن با عنوان سدیم کلرید برای عموم شناخته شده است در ساخت صابون، لامپ‌های سدیمی و صنایع مختلف دیگری استفاده می‌شود و پتاسیم نیز علاوه بر کاربرد بسیار در بدن، بیشتر به عنوان کودهای پتاسیمی شناخته شده است و برای تنظیم PH خاک در حیطه کشاورزی بسیار استفاده می‌شود.

کاربرد روبیدیم، سزیم و فرانسیوم چیست؟

روبیدیم، سزیم و فرانسیوم به عنوان سه عنصر آخر گروه فلزات قلیایی به دلیل اینکه در کتاب‌های درسی از آن‌ها زیاد یاد نمی‌شود و از طرفی برای کنکور نیز تنها پیرامون اسم و چند عنصر ابتدایی این گروه تمرکز می‌شود عملاً فراموش شده است؛ این عناصر شدت واکنش‌پذیری بسیاری دارد و حیطه کاربری روبیدیم و سزیم بیشتر در ساعت‌های دقیق اتمی است؛ فرانسیوم نیز با توجه به اینکه رادیواکتیو است و بسیار کم شناخته شده، تنها در فعالیت‌های آزمایشگاهی و شرایط ایمنی استفاده می‌شود.