فلزات قلیایی یا عناصر گروه اول به واسطه ساختار الکترونی لایه ظرفیت ns1 آن متعلق به یک گروه مشترک می‌باشند. خواص یک عنصر وابسته به عدد اتمی آن و نه عدد جرمی می‌باشد. این عناصر مشابه با عناصر گروه 17 جدول تناوبی (هالوژن‌ها) هستند و با از دست دادن یک الکترون لایه ظرفیت خود به ساختار گازهای نجیب دست می‌یابند. عناصر قلیایی متعلق به دسته s می‌باشند.

خواص فلزات قلیایی

این فلزات، عناصری نرم، سفید و براق می‌باشند.
واکنش‌پذیری بسیار بالایی با آب دارند. آن‌ها عمدتاً در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی‌شوند، چون به سرعت واکنش نشان می‌دهند. برخی از این فلزات در نفت سفید و یا دیگر روغن‌های معدنی نگهداری می‌شوند.
آن‌ها در حضور هوا به سرعت اکسید می‌شوند. به واسطه پوشش اکسید، رنگ روشن و براق آن‌ها پنهان می‌گردد. هنگامی‌که با یک چاقو برش داده می‌شوند، فلز براق به وضوح قابل مشاهده می‌شود.
شعله نورانی و رنگارنگی را هنگام سوختن با اکسیژن تولید می‌کنند.
این فلزات دارای آنتالپی یونیزاسیون پایینی می‌باشند. هنگامی‌که اتم به یون تبدیل می‌شود، حرارت آزاد می‌گردد.
عوامل کاهنده قوی‌ای هستند.
چکش خوار و شکل‌پذیر می‌باشند.
نرمی این عناصر به واسطه‌ی افزایش عدد اتمی به دلیل کاهش پیوند فلزی با افزایش اندازه اتم، از بالا به پایین در یک گروه کاهش می‌یابد.
انرژی یونیزاسیون عناصر گروه اول جدول تناوبی از بالا به پایین کاهش می‌یابد.
این عناصر رساناهای خوبی از گرما و برق هستند.

عنصر	نماد	عدد اتمی	ساختار الکترونی	نقطه ذوب	نقطه جوش
لیتیم	Li	3	1s22s1	54/180 درجه سانتی‌گراد	1342 درجه سانتی‌گراد
سدیم	Na	11	3s1	72/97 درجه سانتی‌گراد	883 درجه سانتی‌گراد
پتاسیم	K	19	4s1	38/63 درجه سانتی‌گراد	759 درجه سانتی‌گراد
روبیدیم	Rb	37	5s1	31/39 درجه سانتی‌گراد	688 درجه سانتی‌گراد
سزیم	Cs	55	6s1	44/28 درجه سانتی‌گراد	671 درجه سانتی‌گراد
فرانسیم	Fr	87	7s1	27 درجه سانتی‌گراد	677 درجه سانتی‌گراد

لیتیم

لیتیم سبک‌ترین فلز کشف شده تا به حال می‌باشد. لیتیم تنها فلزی است که با نیتروژن واکنش می‌دهد. اکسید لیتیم آمفوتری است، یعنی دارای خواص اسیدی و قلیایی است. به جز لیتیم، دیگر عناصر قلیایی عمدتاً یونی هستند. تراکم بار بر روی لیتیم به واسطه‌ی آبدار بودن گسترده آن‌، قوی‌تر از دیگر فلزات قلیایی می‌باشد. لیتیم در سال 1817 توسط جان آرفودسون کشف شد. سدیم توسط الکترولیز سدیم کلرید تولید می‌گردد. کلمه لیتیم از واژه یونانی lithos به معنی سنگ گرفته شده است. لیتیم در تعدادی از معادن پگماتیت، خاک رس، آب شور، اقیانوس‌ها و در همه‌ی موجودات زنده یافت می‌شود.

مصارف لیتیم

لیتیم در سرامیک‌ها و شیشه‌های مقاوم به حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد.
آلیاژ لیتیم در ساخت هواپیما کاربرد دارد.
لیتیم به عنوان سوخت همجوشی در ساخت سلاح‌های حرارتی به کار گرفته می‌شود.
باطری‌های لیتیمی در مقایسه با فلزات دیگر دارای مقدار انرژی بیشتری هستند.
دستگاه‌هایی مانند تلفن و رایانه از باطری‌های لیتیمی استفاده می‌کنند.
نمک‌های لیتیمی به عنوان داروی تثبیت کننده خلق و خو استفاده می‌شوند.
لیتیم – 6 منبع اصلی تولید تریتیوم می‌باشد.
لیتیم در اکسید زدایی مس و آلیاژهای مس مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ترکیبات لیتیمی به عنوان رنگ‌های جالب در آتش بازی مورد استفاده قرار می‌گیرند که نور قرمزی را تولید می‌کنند.
گریس‌های روان کننده از لیتیم ساخته می‌شوند.

سدیم

سدیم یک ماده شیمیایی است که هر روزه در قالب سدیم کلرید یا همان نمک خوراکی مصرف می‌کنیم. سدیم توسط الکترولیز سدیم کلرید تولید می‌گردد. در سال 1806، شیمیدانی به نام سر هامفری دیوی سدیم را با عبور دادن جریان الکتریکی از سدیم هیدروکسید مذاب به دست آورد. سدیم اولین بار از طریق همجوشی هسته‌ای در ستارگان، توسط ترکیب دو اتم کربن به دست آمد. سدیم در ستارگان هنگامی‌که اتم‌های نئون یک پروتون به دست می‌آورند، نیز تولید می‌شود.

مصارف سدیم

سدیم به عنوان روشن کننده در فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سدیم مایع به عنوان خنک کننده در راکتورهای هسته‌ای کاربرد دارد.
نمک سدیم اسیدهای چرب در صابون مورد استفاده قرار می‌گیرد.
NaK آلیاژی از سدیم و پتاسیم است که یک عامل مهم انتقال حرارت می‌باشد.
ترکیبات سدیمی در ساخت کاغذ، منسوجات، نفت و صنایع شیمیایی نیز استفاده می‌شود.
سدیم یدید به منظور درمان عفونت کرم حلقوی استفاده می‌شود.
سدیم در لامپ‌های خیابان و لامپ‌های بخار سدیم نیز به دلیل ارائه‌ی رنگ زرد روشن با روشنایی درخشان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سدیم هیدروکسید به عنوان پاک کننده آون نیز کاربرد دارد.

پتاسیم

پتاسیم نوزدهمین عنصر در جدول تناوبی است. پتاسیم نقشی حیاتی در عملکرد مناسب بدن ایفا می‌کند. پتاسیم یک عنصر ضروری است که باید در بدن موجودات حفظ گردد. در صورتی‌که سطح پتاسیم در بدن نامتعادل باشد، ممکن است منجر به هایپرکالمی یا هیپوکالمی گردد. پتاسیم در معرض هوا به رنگ خاکستری تغییر رنگ خواهد داد. به منظور جلوگیری از اکسیداسیون و حفظ رطوبت، پتاسیم در نفت خام ذخیره می‌گردد.

مصارف پتاسیم

پتاسیم کلرید برای رشد گیاهان ضروری می‌باشد. از این عنصر به عنوان کود استفاده می‌شود.
پتاسیم قابلیت نگه داری آب، عملکرد، ارزش تغذیه‌ای، مزه، رنگ بافت و مقاومت به بیماری را در محصولات زراعی و میوه‌ها بهبود می‌بخشد.
از پتاسیم کلرید و پتاسیم نیترات در ساخت مواد منفجره و آتش‌زا استفاده می‌شود.
پتاسیم نیترات به عنوان نگه دارنده مواد غذایی کاربرد دارد.
پتاسیم سطوح فشار خون و اسیدیته را در بدن ما حفظ می‌کند.
پتاسیم کرومات در دباغی چرم و در تولید جوهر و رنگ استفاده می‌شود.
پتاسیم برای تنفس نرمال سلولی و عملکرد الکترولیت ضروری می‌باشد و 95 درصد از سلول‌های بدن ما از پتاسیم تشکیل شده است.
از پتاسیم هیدروکسید به منظور ساخت مواد شوینده استفاده می‌شود.
پتاسیم به پمپ مایعات درون قلب و اعصاب کمک می‌کند.

روبیدیم

روبیدیم یک عنصر رادیواکتیو است که از کلمه لاتین rubius به معنی قرمز عمیق گرفته شده است.

مصارف روبیدیم

روبیدیم 82 در پرفیوژن میوکارد قلب استفاده می‌شود.
روبیدیم در ساخت ساعت‌های اتمی، لوله‌های الکترونیکی و سلول‌های نوری کاربرد دارد.
روبیدیم به عنوان مایع در توربین‌های بخار استفاده می‌شود.
از این فلز به عنوان یک جزء در موتورهای وسایل نقلیه فضایی استفاده می‌شود.
از بخار روبیدیم به تحریک القا، برای جذب DNA استفاده می‌شود.
از این فلز در ژنراتورهای ترموالکتریکی استفاده می‌شود.
روبیدیم کربنات در ساخت شیشه‌های نوری کاربرد دارد.
به واسطه ساختار فوق ظریف سطوح انرژی روبیدیم، از این فلز در ساخت ساعت‌های اتمی استفاده می‌شود.
ترکیب حاصل از روبیدیم، نقره و ید دارای خواص الکتریکی ویژه‌ای است و در ساخت باطری‌های نازک فیلم از آن استفاده می‌شود.

سزیم

سزیم یک فلز فعال است. از نظر شیمیایی، سزیم الکتروپوزیتیوترین عنصر است و به منظور تشکیل ترکیبات با آنیون‌ها ترکیب می‌گردد. سزیم عنصری بسیار سمی است. سزیم هیدروکسی قوی‌ترین باز کشف شده تابه حال می‌باشد. ایزوتوپ‌هایی از این عنصر مانند سزیم – 133 وجود دارد که ایزوتوپی پایدار بوده و مهم‌ترین استاندارد برای اندازه گیری زمان در ساعت‌های سزیمی و ساعت‌های اتمی است. سزیم در دمای اتاق به حالت مایع وجود دارد.

مصارف سزیم

سزیم – 134 در صنایع هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.
از سزیم به واسطه انتشار سریع الکترون در سلول‌های عکاسی استفاده می‌شود.
از سزیم به عنوان کاتالیزور برای هیدروژن دار کردن برخی ترکیبات آلی استفاده می‌شود.
در سیستم‌های پیشرانه کاربرد دارد.
جهت حذف بقایای هوا از لوله‌های خلاء استفاده می‌شود.
سزیم در سلول‌های فتوولتائیک، دستگاه‌های تصویر تلویزیون، تجهیزات دید در شب کاربرد دارد.
از بخار سزیم در مغناطیس سنج استفاده می‌شود.
از سزیم – 137 در پزشکی به منظور درمان سرطان استفاده می‌شود.
از محلول سزیم کلرید در بیولوژی مولکولی برای سانتریفیوژ شیب تراکم، در درجه اول برای جدا سازی ذرات ویروسی، اندامک‌های زیر سلولی و اسیدهای نوکلئیک از نمونه‌های بیولوژیکی استفاده می‌شود.
از سزیم به عنوان یک استاندارد در طیف سنجی نیز استفاده می‌شود.
در ساخت هواپیماهای نظامی نیز کاربرد دارد.

فرانسیم

فرانسیم دارای پایین‌ترین الکترونگاتیوی در میان همه‌ی عناصر شناخته شده می‌باشد. این فلز، فلزی با واکنش‌پذیری بالا و سنگین‌ترین فلز می‌باشد. فرانسیم توسط بمباران توریوم با پروتون‌ها یا توسط بمباران رادیوم با نوترون‌ها تولید می‌شود. این عنصر کمیاب بوده و کاربرد چندانی ندارد. فرانسیم عمدتاً برای تحقیقات علمی در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عنصر به سرعت تجزیه شده و نیمه عمر کوتاهی دارد.

فلزات قلیایی فلزاتی بسیار مفید هستند، اما بدون استفاده از دستورالعمل های متخصص در این زمینه نباید از آن‌ها استفاده کرد، چون برخی از آن‌ها در طول واکنش سمی بوده و باید با احتیاط حمل شوند.

منبع: Suganya Sukumar - ScienceStruck