s-prvky

Valenční elektrony v orbitale $n\text{s}$

Dělíme na $\text{s}^1$-prvky (I. A skupina) a $\text{s}^2$-prvky (II. A skpuina + $\text{He}$)

Nejreaktivnější kovy

Snadno odštěpují elektrony (= mají nízkou ionizační energii) $\to$ tvoří kationty

s¹-prvky

$\text{s}^1$-prvky: $\text{H}$ + alkalické kovy ($\text{Li}, \text{Na}, \text{K}, \text{Rb}, \text{Cs}, \text{Fr}$)

Výskyt

• Vázané:

  • $\text{NaCl}$ – halit

  • $\text{NaNO}_3$ – chilský ledek

  • $\text{Na}_3[\text{AlF}_6]$ – kryolit

  • $\text{KCl}$ – sylvín

  • $\text{KNO}_3$ – draselný ledek

• Biogenní prvky:

  $\text{Na}, \text{K}$

Výroba

Elektrolýza taveniny

• $\text{Na}$:

  Elektrolýza taveniny $\text{NaCl}$:

  $$\text{NaCl} \longrightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^-$$

  Anoda (+, z grafitu):

  $$2 \ \text{Cl}^- - 2 \ \text{e}^- \longrightarrow \text{Cl}^0_2$$

  Katoda (–, ze železa):

  $$\text{Na}^+ + \text{e}^- \longrightarrow \text{Na}^0$$

• $\text{K}$:

  Redukce $\text{KCl}$ se $\text{Na}$:

  $$\text{KCl} + \text{Na} \leftrightarrows \text{K} + \text{NaCl}$$

Fyzikální vlastnosti

Měkké kovy s velmi nízkou hustotou

Dobré tepelné a elektrické vodiče

Barví plamen:

• $\text{Li}$ – červená
• $\text{Na}$ – žlutooranžová
• $\text{K}$ – fialová
• $\text{Rb}$ – fialová
• $\text{Cs}$ – modrá

Chemické vlastnosti

Nejreaktivnější kovy

Reaktivita roste s rostoucím $Z$ (protonovým číslem)

Uchovávají se v inertním prostředí – v petroleji

Reakce

1. Reakce s $\text{H}_2$:

   Vznikají iontové hydridy:

   $$2 \ \text{Na} + \text{H}_2 \longrightarrow 2 \ \text{NaH}$$

   Iontové hydridy jsou nestabilní, reagují s vodou:

   $$\text{NaH} + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{NaOH} + \text{H}_2$$

2. Reakce s $\text{O}_2$:

   Vznikají oxidy / peroxidy / superoxidy:

   $$\begin{align*} 4 \ \text{Li} + \text{O}_2 &\longrightarrow 2 \ \text{Li}_2\text{O} \\[0.5em] 2 \ \text{Na} + \text{O}_2 &\longrightarrow \text{Na}_2\text{O}_2 \\[0.5em] \text{K} + \text{O}_2 &\longrightarrow \text{KO}_2 \end{align*}$$

   $\text{Li}_2\text{O}$ ... oxid lithný

   $\text{Na}_2\text{O}_2$ ... peroxid sodný

   $\text{KO}_2$ ... superoxid draselný

   Superoxid draselný se využívá v potápěčském vybavení:

   $$4 \ \text{KO}_2 + 2 \ \text{CO}_2 \longrightarrow 2 \ \text{K}_2\text{CO}_3 + 3 \ \text{O}_2$$

3. Reakce s dalšími nekovy:

   $$\begin{align*} 2 \ \text{K} + \text{S} &\longrightarrow \text{K}_2\text{S} \\[0.5em] 2 \ \text{Na} + \text{Cl}_2 &\longrightarrow 2 \ \text{NaCl} \end{align*}$$

4. $\text{s}^1$-prvky jsou silná redukční činidla:

   Vytěsňují $\text{H}_2$ z kyselin i dalších látek:

   $$2 \ \text{K} + 2 \ \text{HCl} \longrightarrow 2 \ \text{KCl} + \text{H}_2$$

   Reakcí s vodou tvoří hydroxidy:

   $$2 \ \text{Li} + 2 \ \text{H}_2\text{O} \longrightarrow 2 \ \text{LiOH} + \text{H}_2$$

   Reakcí s amoniakem tvoří amidy:

   $$2 \ \text{Na} + 2 \ \text{NH}_3 \longrightarrow 2 \ \text{NaNH}_2 + \text{H}_2$$

Použití

• Slitina $\text{Na} + \text{K}$:

  Chlazení některých jaderných reaktorů

• $\text{Li}$:

  Výroba slitin

  Akumulátory

Sloučeniny

$\text{s}^1$-prvky mají oxidační číslo I

Obsahují bezbarvé kationty $\to$ většina sloučenin je bezbarvá

Rozpustné ve vodě – výjimky: $\text{KClO}_4, \text{Li}_2\text{CO}_3, \text{Li}_3\text{PO}_4$

Hydroxidy

= Louhy

Bílé, krystalické látky ve formě kuliček nebo peciček

Jsou hygroskopické, silné zásady, žíraviny (leptají)

• $\text{NaOH}$:

  Použití:

  • Čištění odpadů
  • Výroba mýdel ($\text{NaOH}$ + tuk)
  • Čištění vratných lahví a zařízení v pivovarství
  • Výroba dalších sloučenin

  Výroba – elektrolýza solanky ($\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$)

  Anoda (+, z grafitu):

  $$2 \ \text{Cl}^- - 2 \ \text{e}^- \longrightarrow \text{Cl}_2$$

  Katoda (-, ze železa):

  $$2 \ \text{H}^+ + 2 \ \text{e}^- \longrightarrow \text{H}^0_2$$

  V roztoku zůstanou $\text{Na}^+$ a $\text{OH}^- \to$ vzniká $\text{NaOH}$

  Nežádoucí reakce:

  $$\text{NaOH} + \text{Cl}_2 \longrightarrow \text{NaCl} + \text{NaClO}$$