מתכת אלקלית , כל אחד מששת היסודות הכימיים המרכיבים קבוצה 1 (Ia) בטבלה המחזורית - כלומר ליתיום (Li), נתרן (Na), אֶשׁלָגָן (K), רובידיום (Rb), צזיום (Cs), ו francium (Fr). המתכות האלקליות נקראות כך משום תגובה עם מים יוצר אלקיות (כלומר בסיסים חזקים המסוגלים לנטרל חומצות). נתרן ואשלגן הם השישיים והשביעיים הנפוצים ביותר ביסודות, מהווה , בהתאמה, 2.6 ו -2.4 אחוז מקרום כדור הארץ. המתכות האלקליות האחרות נדירות בהרבה, כאשר רובידיום, ליתיום וצזיום, בהתאמה, יוצרים 0.03, 0.007 ו- 0.0007 אחוז מקרום כדור הארץ. פרנסיום, איזוטופ טבעי רדיואקטיבי, הוא נדיר מאוד ולא התגלה עד 1939.
טבלה מחזורית גרסה מודרנית לטבלה המחזורית של האלמנטים (להדפסה). אנציקלופדיה בריטניקה, בע'מ
המתכות האלקליות הן שישה יסודות כימיים בקבוצה 1, העמודה השמאלית ביותר בטבלה המחזורית. הם ליתיום (Li), נתרן (Na), אֶשׁלָגָן (K), רובידיום (Rb), צזיום (Cs), ו francium (Fr). (כמו שאר היסודות בקבוצה 1, למימן (H) יש אלקטרון אחד בקליפה החיצונית ביותר, אך הוא אינו מסווג כמתכת אלקלית מכיוון שאינו מתכת אלא גז בטמפרטורת החדר.)
המתכות האלקליות נקראות כך משום שכאשר הן מגיבות עם מים הם יוצרים אלקליות. אלקליות הן הידרוקסיד תרכובות של יסודות אלה, כגון נתרן הידרוקסיד ואשלגן הידרוקסיד. אלקליות הם בסיסים חזקים מאוד שהם קאוסטיים. שתן, למשל, הוא נתרן הידרוקסיד. אלקליות מגיבות עם חומצות ליצירת מלחים.
בסיס קרא עוד על בסיסים.למתכות האלקליות נקודות התכה נמוכות. ליתיום נמס בטמפרטורה של 180.5 מעלות צלזיוס (356.9 מעלות צלזיוס); צזיום נמס ב 28.4 מעלות צלזיוס בלבד (83.1 מעלות צלזיוס). אלמנטים אלה הם גם מוליכים מצוינים של חוֹם וחשמל. המתכות האלקליות הן תגובתיות מאוד ולכן הן בדרך כלל נמצאות ב תרכובות עם אלמנטים אחרים, כגון מלח (נתרן כלורי, NaCl) ואשלגן כלורי (KCl).
המתכת האלקלית הנפוצה ביותר היא נתרן , המהווה 2.8 אחוז מקרום כדור הארץ. הנתרן הנפוץ ביותר מתחם הוא נתרן כלורי (NaCl), מלח. השכיח הבא הוא אֶשׁלָגָן , שהם 2.6 אחוז מקרום כדור הארץ. שאר המתכות האלקליות נדירות בהרבה. רובידיום, ליתיום ו צזיום הם 0.01, 0.002 ו- 0.0007 אחוז מקרום כדור הארץ, בהתאמה. פרנסיום הוא רַדִיוֹאַקטִיבִי , ורק כמויות זעירות ממנו קיימות בטבע.
נתרן למידע נוסף על נתרן.המתכות האלקליות כה תגובתיות, שבדרך כלל הן נמצאות בטבע בשילוב עם יסודות אחרים. פָּשׁוּט מינרלים , כמו הלייט (נתרן כלורי, NaCl), סילביט (אשלגן כלורי, KCl) וקרנליט (אשלגן-מגנזיום כלוריד, KCl · MgClשתיים· 6HשתייםO), הם מסיסים במים ולכן הם מופקים בקלות ומטוהרים. מינרלים מורכבים יותר, שאינם מסיסים במים, נמצאים, עם זאת, בשפע הרבה יותר בקרום כדור הארץ. גז מדולל מאוד של נתרן אטומי (כ -1,000 אטומים לסמ'ק [כ -16,000 אטומים לאינץ ')) מיוצר במזוספירה של כדור הארץ (גובה כ -90 ק'מ) על ידי אבלציה של מטאורים. תגובה לאחר מכן של נתרן עם אוזון וחמצן אטומי מייצרת אטומי נתרן נרגשים הפולטים את האור שאנו רואים כזנב של מטאור, כמו גם את זוהר הלילה האטמוספרי המפוזר יותר. כמויות קטנות יותר של ליתיום ואשלגן קיימות גם כן.
למתכות האלקליות יש ברק דמוי כסף, משיכות גבוהה ומוליכות מעולה של חשמל וחום הקשורים בדרך כלל למתכות. ליתיום הוא היסוד המתכתי הקל ביותר. למתכות האלקליות נקודות התכה נמוכות, הנעות בין שיא של 179 מעלות צלזיוס (354 ° F) עבור ליתיום לשפל של 28.5 ° C (83.3 ° F) עבור צזיום. סגסוגות ישנן מתכות אלקליות שנמסות עד -78 ° C (-109 ° F).
גלה כיצד ניתן להשתמש בנגיף חיידקי שפיר לשיפור הביצועים של סוללות אחסון ליתיום-חמצן למד כיצד ניתן להשתמש בנגיף חיידקי שפיר לשיפור ביצועי סוללות אחסון ליתיום-חמצן. המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (שותף להוצאת בריטניקה) ראה את כל הסרטונים למאמר זה
המתכות האלקליות מגיבות בקלות עם חמצן אטמוספרי ואדי מים. (ליתיום גם מגיב עם חַנקָן .) הם מגיבים בעוצמה, ולעתים קרובות באלימות, עם מים לשחרור מימן ויוצרים פתרונות קאוסטיים חזקים. חומרים שאינם מתכתיים הנפוצים ביותר כגון הלוגנים , הלוגן חומצות, גופרית ו זַרחָן מגיבים עם המתכות האלקליות. המתכות האלקליות עצמן מגיבות עם אורגנים רבים תרכובות במיוחד אלה המכילים הלוגן או אטום מימן הניתן להחלפה.
נתרן הוא ללא ספק המתכת האלקלית החשובה ביותר מבחינת השימוש התעשייתי. המתכת משמשת בהפחתת תרכובות אורגניות ובהכנת תרכובות מסחריות רבות. כמתכת חופשית, הוא משמש כנוזל להעברת חום בכורים גרעיניים מסוימים. מאות אלפי טונות של תרכובות מסחריות המכילות נתרן משמשים מדי שנה, כולל מלח רגיל (NaCl), סודה לשתיה (NaHCO3), נתרן פחמתי (Naשתייםמה3), וסודה קאוסטית (NaOH). לאשלגן שימוש פחות משמעותי מנתרן כמתכת חופשית. מלחי אשלגן, לעומת זאת, נצרכים בכמויות ניכרות בייצור דשנים. מתכת ליתיום משמשת בסגסוגות מתכת קלות מסוימות וכמגיב בסינתזות אורגניות. שימוש חשוב בליתיום הוא בבניית קל משקל סוללות . סוללות ליתיום ראשוניות (לא נטענת) נמצאים בשימוש נרחב במכשירים רבים כגון מצלמות, טלפונים סלולריים וקוצבי לב. נטענת סוללות אחסון ליתיום שיכולים להתאים להנעה ברכב או לאחסון אנרגיה הם נושא למחקר אינטנסיבי. לרובידיום ולצזיום ולתרכובותיהם יש שימוש מוגבל, אך אדי מתכת צזיום משמשים בשעונים אטומיים, שהם כה מדויקים שהם משמשים כסטנדרטים של זמן.
שעון אטומי צזיום שעון אטומי צזיום. אנציקלופדיה בריטניקה, בע'מ
הם צלזיוס ומצלחת זהה
מלחי מתכות אלקליות היו ידועים הקדומים. הברית הישנה מתייחסת למלח שנקרא נטר (נתרן פחמתי), שהופק מאפר החומר הצמחי. סלטפטר (אשלגן חנקתי) שימש באבקת שריפה, שהומצאה בסין בערך במאה ה -9לוהוכנס לאירופה במאה ה -13.
באוקטובר 1807 בודד הכימאי האנגלי סר המפרי דייווי אֶשׁלָגָן ואז נתרן . השם נתרן נגזר מהאיטלקית סודה , מונח שהופעל בימי הביניים על כל האלקליות; אשלגן מגיע מהצרפתים אֶשׁלָג , שם המשמש לשאריות שנותרו באידוי תמיסות מימיות שמקורן באפר עץ.
ליתיום התגלה על ידי הכימאי השבדי יוהאן אוגוסט ארפוודסון בשנת 1817 תוך כדי ניתוח המינרל פטליט. השם ליתיום נגזר מ ליתוס , המילה היוונית לאבנים. היסוד לא בודד בצורה טהורה עד שדייווי ייצר כמות דקה באמצעות אלקטרוליזה של ליתיום כלורי.
ואילו הכימאים הגרמנים רוברט בונסן ו גוסטב קירכהוף חקרו את המים המינרליים בפאלאטין בשנת 1860, הם השיגו תסנין שהתאפיין בשני קווים באזור הכחול של הספקטרום שלו (האור שנפלט בעת הכנסת הדגימה לֶהָבָה ). הם הציעו נוכחות של אלמנט אלקלי חדש וכינו אותו צזיום , נגזר מהלטינית קסיוס , המשמש לייעוד כחול השמים. אותם חוקרים, על הפקת האלקיות מהמינרל לפידוליט, הפרידו תמיסה אחרת שהניבה שני קווים ספקטרליים בצבע אדום. הם הציעו את השם רובידיום עבור היסוד בפתרון זה מהלטינית רובידוס , ששימש לצבע האדום הכהה ביותר. פרנסיום לא התגלה עד 1939 על ידי מרגריט פריי ממכון רדיום בפריז.
במאה ה -19 השימוש היחיד במתכות האלקליות היה הפעלת נתרן כמגיב בייצור אלומיניום. כאשר נקבע התהליך האלקטרוליטי לטיהור אלומיניום, נראה כי השימוש בקנה מידה גדול בנתרן יפסיק. שיפורים שלאחר מכן בייצור נתרן אלקטרוליטי, לעומת זאת, הורידו את עלותו של אלמנט זה עד כדי כך שניתן להשתמש בו כלכלית לייצור תוספי בנזין, ריאגנטים לתעשייה הכימית, קוטלי עשבים, קוטלי חרקים , ניילון, תרופות, וחומרים ריאגנטים לזיקוק מתכות. האלקטרוליזה הרציפה של נתרן הידרוקסיד, טכניקה הנקראת תהליך קסטנר, הוחלפה בשנת 1926 בתהליך התא Downs. תהליך זה, שבו תערובת נתרן כלורי - סידן כלורי מותך (להפחתת נקודת ההיתוך) ממוכנת, מייצר מתכת נתרן וגם כלור.
