Zisk a výskyt alkalických kovů

v příordě se vyskytuje nejvíce sodík a draslík (ca. 2.5%)
lithium a cesium většinou doprovází hlinitokřemičitanové minerály
rubidium nemá samostatný minerál a doprovazí většinou cesium
sodík a cesium jsou monoizotopické
lithium má dva izotopy $^7Li$ a $^6Li$
- druhý izotop je významný při výrobě tritia
draslík a rubidium mají každý jeden radioaktivní izotop s dlouhým poločasem rozpadu
- $^{40}K$ ($\tau_{\frac{1}{2}}=1.27\cdot{10^9}$ let) a $^{87}Rb$ ($\tau_{\frac{1}{2}}=5.7\cdot{10^{10}}$ let)
francium je známé ve 21 izotopech, z nichž všechny jsou radioaktivní
- nejstálejší je $^{223}Fr$ ($\tau_{\frac{1}{2}}=21.8$ min)

Vlastnosti alkalických kovů

jsou velmi měkké
- dají se krájet nožem
jsou stříbrně lesklé
mají velmi nízkou hustotu
- lithium ma nejnižší hustotu ze všech pevných látek
dobře vedou elektrický proud a teplo
charakteristicky barví plamen
mají nízké body tání a varu
- slitina 12% $Na$, 47% $K$ a 41% $Cs$ má nejnižší bod tání ze všech kovových slitin (-78°C)

Vazebné možnosti

ve valenční sféře mají pouze jeden elektron
- snadno jej odštěpují
  - mají nízkou hodnotu ionizační energie
    - nižší čím vyšší je protonové číslo
- kation alkalického kovu má stejnou elektronovou konfiguraci jako nejbližší vzácný plyn
mají nejnižší elektronegativitu ze všech prvků
snadno tvoří iontové vazby
- na vazbě se už další elektrony kovu nepodílejí
lithium může vytvářet vazby s vyšším podílem kovalentnosti
- projevuje se to rozpustností sloučenin lithia v organických rozpouštědlech
pokud je vazebným partnerem prvke s nízkou elektronegativitou, podíl kovlantnosti je vyšší
v elementárních kovech se vyskytuje kovová vazba
jejich ionty mají velmi malou tendenci být středovými atomy koordinačních sloučenin ou extrémně reaktivní
mají silné redukční schopnosti
- zvětšují se s protonovým číslem
uskladňují se v petroleji

Chemické reakce alkalických kovů

Oxidace v laboratorních podmínkách
- rychle se pokrývají vrstvičkou směsi jejich oxidů, hydroxidů a uhličitanů
  - lithium se pokrývá také vrstvičkou nitridu $Li_3N$
Spalování na vzduchu
- poskytují oxidy a peroxidy
- lithium - $LiO_2$
  - je znečištěný peroxidem a nitridem
- sodík - $Na_2O_2$
  - je znečištěný oxidem
- draslík - $K_2O_2$
  - je znečištěný oxidem
- rubidium - $Rb_2O_2$
  - je znečištěný oxidem
- cesium - $Cs_2O_2$
  - je znečištěný oxidem
Spalování v kyslíku
- posktují oxidy, peroxidy a hyperoxidy
  - opatrným rozkladem hyperoxidů byli připraveny seskvioxidy $M_2O_3$
- lithium - $LiO_2$
  - je znečištěný peroxidem
- sodík - $Na_2O_2$
- draslík - $KO_2$
- rubidium - $RbO_2$
- cesium - $CsO_2$
Reakce s vodou
- reagují bouřlivě
  - lithium reaguje zvolna
- poskytují hydroxidy a vodík
- $2\ M+2\ H_2O\longrightarrow{2\ MOH}+H_2$
- kovy se taví a zapalují
  - u toho exploduje vznikající vodík
- prudkost reakce se zvyšuje s protonovým číslem
Reakce s vodíkem
- reakcí s vodíkem vznikají hydridy
- $2\ M+H_2\longrightarrow{2\ MH}$
- jsou to krystalické pevné látky
- jejich termická stabilita roste s protonovým číslem
- prudce reagují s vodou
  - vznikají hydroxidy
- obdobně reagují s alkoholy
  - vznikají alkoholáty
Rekace s elementárními nekovy
- přímo se slučují se sírou
  - vznikají _sulfidy _$M_2S$
  - jsou dobře rozpustné ve vodě
- přímo se slučují s halogeny
  - vznikají halogenidy $MX$
  - mají bouřlivý průběh
- s uhlíkem a křemíkem reaguje pouze lithium
  - vzniká karbid lithný $Li_2C_2$ a disilicid hexalithia $Li_6Si_2$
Reakce se sloučeninami jiných kovů
- reagují roztavené s oxidy a halogenidy ostatních kovů a redukují je
- využívá se toho v metalurgii
za vyšších teplot reagují s amoniakem
- produktem jsou amidy $MNH_2$ a vodík

Biologický význam

Lithium

jeho nedostatek v organismu je příčinou některých psychických chorob
na léčbu některých psychologických chorob, narkomanie a alkholosimu se stále používá
jeho sloučeniny působí i proti skleróze, vysokému krevnímu tlaku a curkovce
jeho zdrojem jsou minerální vody a některé rostliny

Sodík

je to nejdůležitejší extracelulární prvek
pomáhá udržovat osmotický tlak a pH v tělních tekutinách
je součástí pufrových systémů v krvi
spolu s draslíkem tvoří elektrický potenciál na membránách nervových buněk
pomáhá při transportu některých látek přes membránu
asi třetina tělních zásob je uložena v kostech
nadbytek sodíku způsobuje poruchy vodního hospodářství organismu

Draslík

je to typický intracelulární prvek
pomáhá udržovat elektrickou a osmotickou rovnováhu na buněčných membránách
je nezbytný pro syntézu bílkovin
účastní se fotosyntézy
většinou je vázán na bílkoviny
významně se podílí na kotrakci svalů a přenosu nervových vzruchů a metabolismu sacharidů a bílkovin
poměr draslíku a sodíku je důležitý pro nervosvalovou dráždivost
nedostatek i nadbytek draslíku způsobuje únavu a poruchy funkcí svalů a centrální nervové soustavy

Sloučeniny alkalických kovů

ve sloučeninách naprosto ztrácí svou reaktivitu
- je to přechodem do oxidačního stavu $I$
- mají konfiguraci vzácného plynu a malý kladný náboj
- v případě těžších alkalických kovů mají i velký poloměr
kationty jsou bezbarvé a s vodou nehydrolizují
- pouze se hydratují
většina sloučenin se dobře rozpouští a tvoří silné elektrolyty
primárně se využívají sloučeniny sodné a draselné
- pro výrobu sodný sloučenin slouží primárně halit $NaCl$ a mořská sůl
- pro výrobu draselných solí se používají minerály
  - sylvín $KCl$
  - karnalit $KMgCl_3\cdot{6\ H_2O}$
  - kainit $KMgSO_4Cl\cdot{3\ H_2O}$
  - schönit $K_2Mg(SO_4)_2\cdot{6\ H_2O}$
  - nitrokalit $KNO_3$

Sloučeniny s kyslíkem

Oxidy $M_2O$

lze je připravit reakcí peroxidů nebo hyperoxidů získaných spalováním s příslušnými elementárními kovy
mají bazický charakter a jsou zásadotvorné
oxid lithný $Li_2O$
- připravuje se rozkladem uhličitanu lithného

Peroxidy $M_2O_2$

ve vodě hydrolyzují a poskytují hydroxidy a peroxid vodíku $H_2O_2$
- $M_2O_2+2\ H_2O\longrightarrow{2\ MOH+H_2O_2}$
- proto mají silné oxidační účinky
  - peroxid vodíku se dál rozkládá na vodu a atomový kyslík
peroxid sodný $Na_2O_2$
- používá se jako bělící prostředek

Hyperoxidy $MO_2$

jsou barevné a paramagnetikcké
jejich opatrným termickým rozkladem lze připravit seskvioxidy $M_2O_3$
- stechiometricky se jedná o peroxid-dihyperoxidy $[(M^+)_4(O_2^{2-})(O_2^-)_2]$
ve vodě se rozkládají na peroxid vodíku, příslušný hydroxid a kyslík

Ozonidy $MO_3$

jsou červené
lze je extrahovat kapalným amoniakem z produktů reakce ozonu s bezvodnými hydroxidy za nízké teploty
rozkládají se na hyperoxidy a kyslík

Hydroxidy $MOH$

patří mezi laboratorní i průmyslové chemikálie
jsou to velmi silné báze
vyrábějí se elektrolýzou vodných roztoků halogenidů
- difragmová metoda
  - používá se železná katoda
  - brání difúzi chloru do katodového prostoru
  - u katody roste koncentrace aniontů $OH^-$ a kationtů $M^+$
    - vznikají hydroxidy
      - jsou ne příliš čisté
- amalgamová metoda
  - používá se katoda z rtuťi
  - rtuť vytváří s přicházejícími kationty $M+$ amalgamy
  - ty se potom hydrolizují za vzniku hydroxidů
    - jsou velmi čisté
zvažuje se znovu zavedení kaustifikace
- je to výroba z alkalických uhličitanů vodnou suspenzí $Ca(OH)_2$
  - $M_2CO_3+Ca(OH)_2\longrightarrow{CaCO_3}+2\ NaOH$
- používá se při získávání vodného hydrátu hydroxidu lithného
hydroxid sodný $NaOH$
- používá se při výrobě
  - mýdla
  - léčiv

Hydridy $MH$

stálost klesá od lithia dolů
jsou na vzduchu samozápalné
reagují se vzdušnou vlhkostí
používají se jako redukční činidla
průmyslově se vyrábí hydrid lithný $LiH$ a hydrid sodný $NaH$
- používají se na výrobu stálejších redukčních činidel
  - tetrahydridohlinitan lithný, tetrahydridoboritan sodný

Sloučeniny s dusíkem

v amoniaku se alkalické kovy rozpouští za vzniku modrého roztoku
- rozpouštění probíhá disociací atomu kovu na kation $M^+$ a elektron
- elektron je solvatován amoniakem
- takový roztok je velmi nestabilní a pomalu se rozpadá na vodík a amid $MN_3$
roztoky amidů alkalických kovů mají velmi dobré redukční účinky
- používají se k redukci organických látek
- dokáží také redukovat kyanokomplexy některých kovů
  - $K_2[Ni(CN_4)]+2\ K\longrightarrow{K_4[Ni(CN)_4]}\ \ \ (v\ NH_3(l))$
imid lithný $LiNH$ je jediný známý imid alkalického kovu

Soli

Příprava

lze je připravit:
- neutralizační reakcí příslušné kyseliny a hydroxidu
- rozpouštěním oxidů v kyselinách
- reakcí kyselého oxidu s hydroxidem
většinou se provádí ve vodných roztocích
- obdobně mohou probíhat i v taveninách

Halogenidy $MX$

chlorid sodný $NaCl$
- používá se v potravinářském průmyslu ke konzervaci potravin
- jeho doporučená denní dávka je 3-4 g
  - většina lidí konzumuje až 10 g denně
  - nadbytek vede k rozvoji kardiovaskulárních chorob
- fyziologický roztok
  - je to vodný roztok chloridu sodného o molární koncentraci $0.154\ mol\cdot{dm^{-3}}$
  - je izotonický s lidskou krví
jodid draselný $KI$
- přidává se do kuchyňské soli v oblastech, kde je v půdě málo jodu

Sulfidy $M_2S$

jsou dobře rozpustné ve vodě
hydrolyticky reagují zásaditě
snadno se oxidují na thiosírany
jejich varem vznikají polysulfidy

Dusičnany (ledky) $MNO_3$

při vyšších teplotách se rozkládají na dusitany a kyslík
- při dalším zvyšování teploty se rozkládají na oxidy, dusík a kyslík
dusičnan sodný $NaNO_3$
- vyskytuje se v chilském ledku
  - byl významným dusíkatým hnojevem
- je hlavní surovinou pro výrobu kyseliny dusičné
- jeho konverzcí chloridem draselným lze získat dusičnan draselný
dusičnan draselný $KNO_3$
- patří mezi významná oxidační činidla
- používá se jako hnojivo

Dusitany $MNO_2$

jsou to bílé krystalické látky
jsou hygroskopické a dobře rozpustné ve vodě
dusitan sodný $NaNO_2$
- výrabí se záváděním oxidů dusíku do roztoku uhličitanu sodného
- používá se
  - k výrob, barviv
  - jako inhibitor koroze
  - ke konzervaci masa

Uhličitany $M_2CO_3$ a hydorgenuhličitany $MHCO_3$

uhličitan sodný (soda) $Na_2CO_3$
- patří mezi nevýznamnější sloučeniny alkalických kovů
- vyrábí se Solvayovým způsobem
  - do nasyceného roztoku choridu sodného (solanka) nasyceného amoniakem se zavádí oxid uhličitý
  - vzniká hydrogenuhličitan sodný, který se termicky rozkládá
  - $NaCl+H_2O+NH_3+CO_2\longrightarrow{NaHCO_3}+NH_4Cl\ 2\ NaHCO_3\longrightarrow{Na_2CO_3 + H_2O+CO_2}$
- používá se
  - při výrobě skla
  - v textilním a papírenském průmyslu
hydrogenuhličitan sodný (jedlá soda) $NaHCO_3$
- je součást kypřících prašků
- používá se při překyselní žaludku k neutralizaci žaludečních šťáv
uhličitan draselný (potaš) $K_2CO_3$
- používá se při výrobě mýdel a chemického skla
uhličitan lithný
- rozkládá se jako jediný při teplotě 900°C na oxid kovu a oxid uhličitý
- ostatní uhličitany se nerozkládají, pouze taví

Sírany $MSO_4$

síran sodný $NaSO_4$
- užívá se jako projímadlo
- Glauberova sůl - $NaSO_4\cdot{10\ H_2O}$

Fosforečnany $M_3PO_4$ a hydrogenfosforečnany $M_2HPO_4$ a $MH_2PO_4$

fosforečnany sodné $Na_3PO_4,Na_2HPO_4, NaH_2PO_4$
- vytvářejí pufrový systém v krevní plazmě

Soli organických kyselin, alkoholů a fenolů

octan sodný $CH_3COONa$
benzosulfonan draselný $C_6H_5SO_3K$
etanolát lithný $C_2H_5OLi$
fenolát sodný $C_6H_5ONa$

Organokovové sloučeniny

karbidy $M_2C_2$ jsou málo běžné
- přímou reakcí kovu s ethenem poskytuje karbid jen lithium
- jsou známy také hydrogenkarbidy $MHC_2$
  - $LiHC_2$ se využívá při syntéze vitaminu A