Cvičení 1 ­ Základy značkování
Alkalické kovy
Výskyt a rozšíření na Zemi
Sodík a cesium jsou monoizotopické, lithium je má dva izotopy (7Li se zastoupením 92,7 % a 6Li; lehčí izotop má
význam pro přípravu tritia reakcí Li (n , ) 3H). Draslík a rubidium mají po jednom radioaktivním izotopu s dlouhými
poločasy rozpadu (40K, 0,01 %, 1/2 = 1,27.109 let; 87Rb, 27,2 %, 1/2 = 5,7.1010 let), jejich aktivita je nízká a dlouhé
rozpadové poločasy způsobují, že nemají významnější vliv na přesnost stanovení atomových hmotností obou prvků. Tři
nejlehčí prvky této skupiny patří mezi biogenní (sodík a draslík v makromnožstvích, lithium stopově). Všech 21
známých izotopů francia je radioaktivních, nejstálejší je 223Fr (1/2 = 21,8 min.).
V přírodě se alkalické kovy vyskytují jen ve sloučeninách. Nejrozšířenějšími z nich jsou sodík (2,27 %, sedmý prvek,
pátý kov po hliníku, železu, vápníku a hořčíku) a draslík (1,84 %). Ostatní jsou zastoupeny podstatně méně (lithium 18
ppm, rubidium 78 ppm, cesium 2,6 ppm a francium 2.10-18 ppm; zemský povrch do hloubky 1 km obsahuje 15 g
francia jako produktu rozpadu 227Ac). Nacházejí se v rozmanitých minerálech a pro značně rozdílné iontové poloměry
nikoliv společně.
V přírodních roztocích (mořská voda) je dostupný zejména chlorid sodný (3 %, Mrtvé moře 20 %; obsah Ca2+, Mg2+ a
SO4
2- způsobuje vlhnutí produktů získaných z tohoto zdroje), draselné soli se zde vyskytují v podstatně menších
koncentracích (0,06 % KCl, Mrtvé moře 1,5 %; nižší obsah oproti sodíku je dán menší rozpustností draselných solí a
pevnějším poutáním kationtů draselných v křemičitanech tvořících zemskou kůru).
Technicky významnými minerály lithia jsou lepidolit K2Li3Al4Si7O21(OH,F)3 a spodumen LiAlSi2O6, sodíku kamenná
sůl (halit) NaCl (ložisko u Cheshire v Anglii o rozměrech 60×24×0,4 km obsahuje 1011 tun chloridu sodného), trona
Na2CO3.NaHCO3.2H2O, kryolit Na3AlF6, Glauberova sůl Na2SO4.10H2O, glauberit Na2SO4.CaSO4 a chilský ledek
NaNO3 a draslíku karnalit KCl.MgCl2.6H2O, kainit KCl.MgSO4.3H2O a sylvín KCl. Minerál rubidia není znám
(sloučeniny rubidné se získávají ze zbytků po zpracování lepidolitu), cesium obsahuje křemičitan pollucit
(Cs4Al4Si9O26.H2O, naleziště u jezera Bernic v Kanadě).
Vlastnosti alkalických kovů
Alkalické kovy jsou stříbrobílé neušlechtilé kovy s malou hustotou (lithium s 0,534 g.cm-3 má nejmenší hustotu ze
všech pevných látek). Body tání jsou v rozmezí 28,6 (Rb) až 180,5 °C (Li; slitina 12 % Na, 47 % K a 41 % Cs má s
-78 °C nejnižší bod tání ze všech kovových slitin), body varu spadají do intervalu 688 °C (Rb) až 1347 °C (Li).
Všechny alkalické kovy jsou velmi měkké (dají se řezat nožem, nejměkčí je cesium), dobře vedou elektřinu i teplo
(elektrická vodivost sodíku je při laboratorní teplotě 3× nižší než u stříbra), elektronegativita se pohybuje mezi 1,0 až
0,7. Krystalují v kubických prostorově centrovaných mřížkách.
Většina vlastností alkalických kovů se pravidelně mění v závislosti na atomovém čísle prvku (elektronegativita,
ionizační energie, atomové a iontové poloměry). Pozoruhodnou výjimkou jsou redoxní potenciály (Li -3,03 V, Na
-2,713 V, K -2,925 V, Rb -2,93 V a Cs -2,92 V), podle nichž by se nejelektropozitivnějším kovem jevilo lithium. Jev
souvisí s malým rozměrem a velkou hydratační energií kationtu lithného. Všechny sloučeniny alkalických kovů jsou
bezbarvé, nezpůsobuje-li zbarvení aniont nebo poruchy krystalových mřížek. Většina jich je dobře rozpustná
v polárních rozpouštědlech jako silné elektrolyty s výjimkou některých lithných (fluorid, uhličitan, fosforečnan) a
draselných solí (KClO4, K2[SiF6], K2[PtCl6], KHC4H4O6 a K3[Co(NO2)6]).