Grupo 1 de la tabla periodica

1. ELELEMTOS DEL GRUPO 1
Metales alcalinos
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2. LOS ELEMENTOS
 Las tendencias en las propiedades de los metales del
grupo 1 y sus compuestos pueden explicarse en términos
de las de sus radios atómicos
 Configuración electrónica ns1
 Son conductores de calor y al electricidad
 Son suaves y tienen bajo punto de fusión, debido a que
su enlace metálico es débil, puesto que cada átomo
contribuye con un solo electrón a la banda del orbital
molecular
 Sus densidades son bajas
 Todos los metales forman aleaciones
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3. LOS ELEMENTOS
 Todos adoptan una estructura cúbica centrada en el
cuerpo y debido a que esta estructura no es compacta,
sus densidades son bajas.
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4. LOS ELEMENTOS
PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
Potencial estándar de ionización
2M(s) + 2 H2O(l) → 2MOH + H2(g)
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PROPIEDADES Li Na K Rb Cs
Radio metálico/pm 152 186 231 244 262
Radio iónico/pm 60 95 133 148 169
Energía de ionización/kJ/mol 519 494 418 402 376
Potencial estándar/V -3.04 -2.71 -2.94 -2.92 -3.03
Desnsidad(g/cm3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.90
Punto de fusión(°C) 180 98 64 39 29
HIDhidH°(kJ/mol) -519 -4.06 -322 -301 -276
subH°(kJ/mol) 161 109 90 86 79
PROPIEDADES Li Na K Rb Cs
Radio metálico/pm 152 186 231 244 262
Radio iónico/pm 60 95 133 148 169
Energía de ionización/kJ/mol 519 494 418 402 376
Potencial estándar/V -3.04 -2.71 -2.94 -2.92 -3.03
Desnsidad(g/cm3) 0.53 0.97 0.86 1.53 1.90
Punto de fusión(°C) 180 98 64 39 29
HIDhidH°(kJ/mol) -519 -4.06 -322 -301 -276
subH°(kJ/mol) 161 109 90 86 79

5. LOS ELEMENTOS
VARIACIÓN EN EL RADIO ATÓMICO DE LOS ELEMENTOS DEL
GRUPO 1
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6. LOS ELEMENTOS
VARIACIÓN DE LA PRIMERA ENERGÍA DE IONIZACIÓN DE LOS
ELEMENTOS DEL GRUPO 1
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7. ELEMENTOS DEL GRUPO 1
 Todos los elementos deben deben almacenarse bajo un
disolvente hidrocarburo, para prevenir la reacción con
Oxígeno atmosférico.
 Si bien el Li, Na y K pueden manejarse en aire por
periodos breves, el Rb y el Cs deben manipularse en una
atmosfera inerte todo el tiempo.
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8. PRECENCIA EN LA NATURALEZA Y EXTRACCIÓN
 Los elementos del grupo uno pueden extraerse
mediante electrólisis.
 El Li se encuentra en la ESPODUMENA LiAlSi2O6 y la
LEPIDOLITA K2LiAl4Si7O21.
 El sodio se presente en la sal gema NaCl. En los lagos y
el agua de mar.
 Representa el 2.6 % de la biósfera.
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9. PROCESO DOWN
 El proceso Down consiste en la obtención de Na a partir
de la electrólisis una mezcla de NaCl y CaCl2. Luego de
la electrólisis se obtiene el Na con un 2 % ce Ca el cual
es separado por diferencia de densidades.
 2NaCl(l) → 2Na(l) + Cl2(g).
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10. POTASIO EN LA NATURALEZA Y EXTRACCIÓN
 EL K se encuentra en forma natural en la Potasa KOH, y carnalita
(KCl.MgCl2.6H2O).
 El K natural contiene 0,012 % de isótopo radiactivo 40K.
 El Potasio 40 experimenta un decaimiento ẞ, para transformarse en
40Ca, y un proceso de captura neutrónica para volverse 40 Ar
19
40
𝐾 → 20
40
𝐶𝑎 + 1
0
ẞ
+
+ 
19
40
𝐾 + 0
1
𝑛 → 18
40
𝐴𝑟 + 1
1
𝑝
+
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11. POTASIO EN LA NATURALEZA Y EXTRACCIÓN
 En un principio el K se lo puede extraer en forma electrolítica pero
debido a su gran reactividad este proceso es peligroso.
 El potasio se lo extrae calentando una muestra de Sodio metálico
con cloruro de potasio fundido lo que genera Potasio metálico y
Cloruro de sodio.
Na(l) + KCl(l) → NaCl(l) + K(s)
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12. RUBIDIO Y CESIO EN LA NATURALEZA Y EXTRACCIÓN
 Rubidus= rojo, Caesius = azul cielo
 Descubierto por Robert Bunsen en 1861
 Se presentan como constituyentes menores del mineral LEPIDOLITA K 2Li
3Al4Si7O21(F,OH), de la cual se la obtiene como subproducto de la
extracción del Li.
 El tratamiento prolongado de la Lepidolita con Ácido sulfúrico forma los
Alumbres de metales alcalinos M 2SO4.Al2 (SO4) 3.nH2O. Los alumbres se
separan por medio de cristalizaciones fraccionadas múltiples.
 Luego se convierten en Hidróxidos por tratamiento con Ba(OH)2 y
después en cloruro mediante intercambio iónico.
 Los metales se obtienen del Cloruro fundido por reducción con Ca o Ba.
2RbCl(l) + Ca(l) → CaCl2(l) + 2Rb(l)
El Cs se presenta como mineral POLUCITA Cs4Al2Si9O26.H2O
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13. RUBIDIO Y CESIO EN LA NATURALEZA Y EXTRACCIÓN
 El Cs se presenta como mineral POLUCITA Cs4Al2Si9O26.H2O. Y se extrae
del mineral mediante lixiviación con Ácido sulfúrico para formar el
Alumbre Al 2(SO)4.24H 2 O, que luego se convierte en sulfato mediante
tostación con Carbono.. El cloruro se genera por intercambio iónico y
luego se reduce con Ca o Ba como se describió anteriormente.
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14. USOS DE LOS ELEMENTOS Y SUS COMPUESTOS GRUPO 1
 BATERIA DE ION LITIO.
 El ánodo está formado granito el cual tiene diminutos espacios en su
estructura que le permiten incorporar átomos de Li y iones Li+.
 El cátodo está compuesto por Óxido de metal de transición el CoO2, el
cual también puede soportar iones li+.
 DURANTE LA DESCARGA
ÁNODO: (oxidación): Li(s) → Li+ +e-
CÁTODO: (reducción): Li+ + CoO2 + e- → LiCoO2(s)
___________________________________________
Li + CoO2 → LiCoO2(s) Ecelda = 3.4 V
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15. USOS DE LOS ELEMENTOS Y SUS COMPUESTOS GRUPO 1
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16. USOS DE LOS ELEMENTOS Y SUS COMPUESTOS GRUPO 1
 El potencia estándar fuertemente negativo para el par Li+/Li = -3.04 lo
hace muy utili para las baterías.
 El carbonato de litio es muy utilizado en el tratamiento de condiciones
bipolares .
 El estearato de Litio es muy utilizado como lubricante en la industria
automotriz.
 El Sodio y Potasio son esenciales para la función fisiológica
 El Sodio se utiliza para extraer metales más raros como el Ti a partir del
TiCl4 + 4Na ⇾ Ti + 4NaCl
 El NaCl se lo utiliza para el deshielo de caminos.
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17. USOS DE LOS ELEMENTOS Y SUS COMPUESTOS GRUPO 1
 El NaCl se lo utiliza para la producción de NaOH, en la industria
cloro alcalina, que cosiste en la electrólisis de una solución de NaCl.
ÁNODO: 2Cl- ⇨ Cl2 + 2e--
CÁTOD: 2Na+ 2 e- ⇨ 2Na
2Na + 2H2O ⇨ 2NaOH + H2.
 Es uno de los 10 productos alcalinos más importantes en términos de
tonelaje anual producidos.
 Se usa en las lámparas se sodio de alumbrado público, cuando se
hace pasar una descarga eléctrica a través del vapor del sodio, se
obtiene una luz amarilla muy distintiva.
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18. USOS DE LOS ELEMENTOS Y SUS COMPUESTOS GRUPO 1
 El Sodio se lo utiliza en la industria de la sal de mesa la cual contiene
entre 20 y 40 ppm de Iodo.
 El Na se lo utiliza en la industria del Bicarbonato de sodio.
 El KOH se lo utiliza en la manufactura de jabón para hacer jabones
líquidos “blandos”.
 El Sulfato de potasio Cl y Cloruro de potasio se lo utiliza como
antafrodisiaco (reduce el líbido)
 El Rb y Cs tienen las mismas aplicaciones.
 Se usa en vidrios que se utilizan en fibra óptica en la industria de las
telecomunicaciones.
 Se utiliza en equipos de visión nocturna y en celdas fotoeléctricas.
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19. USOS DE LOS ELEMENTOS Y SUS COMPUESTOS GRUPO 1
 El reloj de Cs (reloj atómico) para definir el segundo y el metro) se
utiliza para medir el tiempo internacional estándar
 Un segundo es la duración de 9 192 631 770 oscilaciones de la
radiación emitida en la transición entre los dos niveles hiperfinos del
estado fundamental del isótopo 133 del átomo de cesio (133Cs), a una
temperatura de 0 K.1
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20. USOS DE LOS ELEMENTOS Y SUS COMPUESTOS GRUPO 1
 El primer reloj atómico de cesio se construyó en 1955, en el National Physical
Laboratory (NPL), en Inglaterra. Sus creadores fueron Louis Essen y John V.L
Parry.4
 La precisión alcanzada con este tipo de reloj atómico es tan elevada que admite
únicamente un error de un segundo en 30 000 años. El reloj más preciso del
mundo se diseña en el Observatorio de París, donde los actuales relojes atómicos
tardarían 52 millones de años para desfasarse un segundo. El nuevo objetivo de la
investigación francesa es aumentar ese plazo a 32 mil millones de años. El
estándar actual de los relojes atómicos en activo permite el atraso de un segundo
cada 3700 millones de años (NIST).
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21. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
 HIDRUROS: Son iónicos o salinos y contienen el ión H-
 Los hidruros reacciona con el agua de manera violenta.
NaH(s) + H2O(l) ⇨ NaOH(ac) + H2(g)
 El Hidruro de sodio puede entrar en ignición si se expone al
aire húmedo.
 Los hidruros son útiles como bases no nucleofílicas y como
reductores:
NaH(s) + NH3(l) ⇨ NaNH2(am) + H2 (g)
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22. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
 HALOGENUROS:
 Todos los elementos del grupo 1 forman halogenuros, MX, por
combinación directa de los elementos:
Cl2(g) + 2K ⇨ 2KCl
 La mayoría de los halogenuros tienen la estructura de la sal
gena NaCl con una cordinación 6,6, aunque CsCl, CsBr y CsI
poseen estructura de cloruro de cesio con una coordinación
8,8
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23. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
 HALOGENUROS:
 Todos los elementos del grupo 1 forman halogenuros, MX, por
combinación directa de los elementos:
Cl2(g) + 2K ⇨ 2KCl
 La mayoría de los halogenuros tienen la estructura de la sal
gena NaCl con una cordinación 6,6, aunque CsCl, CsBr y CsI
poseen estructura de cloruro de cesio con una coordinación
8,8
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24. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
 OXIDOS Y COMPUESTOS RELACIONADOS.
 Solo el litio Forma Óxidos normales al entrar en relación
directa con el Oxígeno,; el sodio forma el peróxido y los
elementos más pesados producen los superóxidos:
4Li(s) + O2 ⇨ 2LiO(s)
 El Na reacciona con el O2 para dar peróxidos y contiene ión
peróxido O2-
2Na(s) + O2 ⇨ Na2O2(s)
 El K, Rb, Cs forman superóxidos, que contiene al ión
paramagnético superóxido (O2)1- .
K(s) + O2(g) ⇨ KO2(s)
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25. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
 OXIDOS Y COMPUESTOS RELACIONADOS.
 Todos los óxidos con básicos y reaccionan con agua para generar
ion hidróxido:
Li2O(s) + H2O(l) ⇨ 2Li+(ac) + 2OH-(ac)
Na2O2(s) + 2H2O(l) ⇨ 2Na+(ac) + 2OH-(ac) + H2O2(ac)
2KO2(s) + 2H2O(l) ⇨ 2K+(ac) + 2OH-(ac) + H2O2(ac) + O2
 Los óxidos normales de Na, K Rb y Cs pueden prepararse
calentando el metal con una cantidad limitada de oxígeno o por
medio de descomposición del peróxido o el superóxido.
Na2O2(s) ⇨ Na2O(s) + 1/2O2(g)
2KO2(s) ⇨ K2O(s) + 3/2O2(g)
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26. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
 OXIDOS Y COMPUESTOS RELACIONADOS.
 El 2KO2(s) absorbe CO2 y libera Oxígeno, Esta reacción se
aprovecha para purificar el aire en lugares como los
submarinos y el los aparator de respiración.
4KO2(s) + 2CO2(g) ⇨ 2K2CO3(s) + 3O2(g)
K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) ⇨ 2KHCO3(s)
 Todos los metales del grupo 1 pueden formar ozónidos,
compuestos que contienen (O2)3-. Se obtiene calentando el
peróxido o el superóxido con Ozono.
Na2O2(s) + 4/3O3(g) →
Δ
2NaO3(s)
NaO3(s) ⇨ NaO2(s) + O2(g)
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27. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
 HIDRÓXIDOS.
 Todos los hidróxidos del grupo 1 absorben agua de la atmósfera.
 Son sólidos blancos, translúcidos y delicuescentes
 El Hidróxido de litio forma el hidrato LiOH.8H2O.
 La solubilidad de hidróxidos los convierte en una fuente accesible de ione OH- en el
laboratorio y en la industria.
 El KOH es soluble en etanol y esta “potasa alcohólica” se trata de un reactivo útil en
síntesis orgánica.
 El NaOH es producido por la industria cloroalcalina y se usa como reactivo en la
industria de los compuestos orgánicos y en la preparación de otros productos
inorgánicos.
 El NaOH se utiliza en la industria del papel y en la de los alimentos para degradar
proteínas.
 El aluminio en polvo en presencia de NaOH libere hidrógeno
2Al(s) + 2OH-(ac) + 6H2O(l) → 2[Al(OH)4]-(ac) 3H2(g)
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28. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
COMPUESTOS DE LOS OXOÁCIDOS
CARBONATOS
 Loa carbonatos del grupo 1 son solubles y se descomponen en óxidos cuando se calienta.
Na2CO3(s) + →
Δ
Na2O(s) + CO2 (g)
 El Na2CO3(s) se produce por el proceso SOLVAY
2NaCl(ac) + CaCO3(s) ↔ Na2CO3(s) + CaCl2(ac)
 Este proceso demanda mucha energía. Actualmente se lo extrae del mineral TRONA
Na3(CO3)(HCO3).2H2O.
 El carbonato se lo utiliza en la fabricación del vidrio, en donde se le calienta con sílice
para formar silicato de sodio, Na2O.xSiO2,
 Tambien se lo utiliza como ablandador de agua para eliminar los iones Ca2+ como
carbonato de calcio.
 El Carbonato de potasio se produce según la reacción y se utiliza en la fabricación de
vidrio:
KOH(ac) + CO2(g) → K2CO3
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29. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
COMPUESTOS DE LOS OXOÁCIDOS
HIDRÓGENOCARBONATOS
 El Hidrógenocarbonato de sodio (bicarbonato de sodio) es menos soluble que
el carbonato de sodio en agua y puede prepararse mediante el burbujeo de
Dióxido de carbono a través de una solución saturada de carbonato:
Na2CO3(ac) + CO2(g) + H2O(l) → 2NaHCO3(s)
 El inverso de esta reacción tienen lugar cuando se calienta el
Hidrógenocarbonato de sodio
2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l
 El Hidrógenocarbonato se utiliza como polvo de hornear
NaHCO3(S) + Na(H2PO4)(S) → Na2HPO4(S) + CO2(g) + H2O(l)
 El Hidrógenocarbonato de potasio se utiliza como amortiguador en la
producción de vino, en el tratamiento de aguas, como amortiguador en
detergente líquido con pH bajo, como aditivo en bebidas alcohólicas y como
antiácido para combatir la indigestión.
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30. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
COMPUESTOS DE LOS OXOÁCIDOS
OTRAS OXOSALES
 Los nitratos de los elementos del grupo 1 se utiliza
como fertilizantes y explosivos
 El Na2SO4(s) es muy soluble y forma fácilmente
hidratos, y se lo obtiene de:
NaCl(ac) + H2SO4 (ac) → 2Na2SO4 (ac)+ HCl (ac)
 El Na2SO4(s) se lo utiliza principalmente en el
procesamiento de pulpa de madera para elaborar
cartón para empaques y para encuadernación. El
Sulfato de sodio se reduce a Sulfito de sodio, que
disuelve la lignina de la madera. Tambien se lo utiliza
en la industria de fabricación del vidrio , en
detergentes y como laxante suave.
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31. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
COMPUESTOS DE LOS OXOÁCIDOS
OTRAS OXOSALES
 El Tiosulfato de sodio Na2S2O3 , que contiene el ión (S2O3)2- ,
se disuelve fácilmente en agua y se trata de un agente
reducto suave.
2S2O3
2-
(ac) → S4O6
2-
(ac) + 2e- E° = +0.08
 Su principal uso es en fotografía como revelador
aprovechándose su reacción con los iones Plata, con los
cuales forma un complejo soluble.
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32. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
COMPUESTOS DE LOS OXOÁCIDOS
OTRAS OXOSALES
 El Tionito de sodio, Na2S2O4 que contiene el ión tionito,(S2O4 )2-
se emplea como un agente como un agente reductor de amplio
uso en bioquímica.
 El Nitrato de sodio NaNO3,es delicuescente y se emplea en la
elaboración de otros nitratos, en fertilizantes y explosivos.
 El Nitrato de potasio se lo halla de manera natural
constituyendo el salitre; se lo utiliza en manufactura de pólvora
desde el siglo XII, así como en la fabricación de explosivos,
fuegos pirotécnicos, cerillos y fertilizantes.
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33. COMPUESTO SIMPLES DE LOS ELEMENTOS DEL GRUPO 1
COMPUESTOS DE LOS OXOÁCIDOS
NITRUROS
 Solo el Li forma un nitruro mediante interacción directa con nitrógeno igual que el magnesio.
6Li(s) + N2(g) → 2Li3N(s)
 El nitruro de litio posee potencial como material de almacenamiento de Hidrógeno. Almacena
hasta un 11.5% en masa cuando se le expone a hidrogeno a temperatura y presión elevada. El
nitruro de litio reacciona con Hidrógeno para formar LiNH2 y LiH en una reacción reversible.
Li3N(s) + 2H2(g) ↔ LiNH2 (s) + 2LiH(s)
 Cuando se calienta a 1700°C el LiNH2 (s) y LiH(s) reaccionan entre sí para formar Li3N y liberar
Hidrógeno.
 Los otros elementos del grupo 1 forman AZIDAS, que contienen el ión (N3)1-, por medio de una
reacción directa entre los elementos.
2Na(s) + 3N2(g) → 2NaN3(s)
 El nitruro de sodio se sintetizó recientemente por deposición de átomos de Na y N en una
superficie de zafiro enfriado a temperatura de Nitrógeno líquido. El compuesto se descompone a
870°C.
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