Lit, sód, potas, rubid oraz cez tworzą grupę pierwiastków, charakteryzujących się taką samą konfiguracją elektronów z ostatniej walencyjnej powłoki: ${\mathrm{ns}}^1$. W reakcjach chemicznych chętnie oddają elektron walencyjny, aby uzyskać korzystną energetycznie konfigurację najbliższego helowca, tworząc jednododatni kation $M{e}^{+}$. Wszystkie litowce są bardzo aktywnymi chemicznie metalami.

Indeks dolny Źródło: Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa $1987$, s. $222$. Indeks dolny koniec_{Źródło: Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa $1987$, s. $222$.}

Wraz ze wzrostem masy atomowej, atomy litowców, położone w kolejnych okresach, mają coraz większy promień atomowy. Położony na powłoce walencyjnej elektron jest bardziej oddalony od jądra i przez to słabiej przyciągany – łatwiej tworzy się kation. Dlatego aktywność chemiczna kolejnych litowców jest coraz większa.

Tworząc związki z litowcami, wodór przyjmuje wyjątkowo stopień utlenienia wynoszący $-\mathrm{I}$. WodorkiwodorkiWodorki litowców mają charakter jonowy. Są to wodorki typu soli, które zawierają jon wodorkowy ${\text{H}}^{-}$.

Reakcje litowców z wodorem:

R8vDQYYHxvf8Y

Ilustracja przedstawia strukturę elektronową kationu wodoru, cząsteczki obojętnej i anionu ha minus oraz tabelę charakteryzującą je. Na środku schematu znajduje się atom wodoru: jeden proton symbolizowany przez niebieską kulkę, oraz jeden elektron e minus w chmurze elektronowej, będącej żółtą kulą wokół jądra. Po lewej stronie znajduje się strzałka w lewo prowadząca do niebieskiej kulki, będącej protonem, a nad strzałką umieszczono napis minus e minus. Po prawej stronie atomu wodoru znajduje się strzałka w prawo prowadząca do niebieskiej kulki, będącej protonem, otoczonej chmurą elektronowa w obrębie której znajdują się dwa elektrony, a nad strzałką umieszczono napis plus e minus. Zawartość tabeli: dla protonu: liczba protonów: $1$, liczba elektronów: zero, ładunek: plus jeden, oznaczenie ha plus, klasyfikacja: kation. Dla atomu wodoru: liczba protonów: $1$, liczba elektronów: $1$, ładunek: zero, oznaczenie ha, klasyfikacja: obojętny, nie jon. Dla anionu wodorkowego: liczba protonów: $1$, liczba elektronów: dwa, ładunek: minus jeden, oznaczenie ha minus, klasyfikacja: anion.

Jon wodorkowy ${\text{H}}^{-}$ jest stosunkowo duży (promień jonowy wynosi $154 \mathrm{pm}$). Pojedynczy ładunek dodatni nie jest w stanie silnie związać dwóch elektronów w jonie ${\text{H}}^{-}$. Oderwanie od niego elektronu wymaga niewielkiej energii, dlatego wodorki typu soli są bardzo silnymi reduktorami. Podobnie jak sód, redukują wodę, np.:

Litowce reagują z większością niemetali, z wyjątkiem gazów szlachetnych, dając związki o charakterze soli.

• Z węglem litowce tworzą węgliki, które zawierają aniony ${\text{C}}_2^{2-}$, np. węglik litu ${\text{Li}}_2{\text{C}}_2$, węglik sodu ${\text{Na}}_2{\text{C}}_2$.

• Z azotem reaguje tylko lit, tworząc azotekazotkiazotek litu:

  $$6\text{Li}+{\text{N}}_2\to 2{\text{Li}}_3\text{N}$$

• Z siarką litowce tworzą siarczki, np.:

  siarczek sodu

  $$2\text{S}+\text{Na}\to {\text{Na}}_2\text{S}$$
  R1J6GWFFRoM7P

  Zdjęcie przedstawia szklaną fiolkę zamkniętą czarnym korkiem, w której znajdują się jasnożółte płatki siarczku sodu.

  

  siarczek potasu

  $$2\text{S}+\text{K}\to {\text{K}}_2\text{S}$$
  RNQicr6lZ6nyM

  Zdjęcie przedstawia wnętrze fiolki z siarczkiem potasu w postaci zielono–żółtych grudek.

  

• Z pierwiastkami grupy $17.$ reagują wszystkie litowce, tworząc halogenki, np. lit tworzy $\text{LiF}$, $\text{LiCl}$, $\text{LiBr}$, $\text{LiI}$; sód – $\text{NaF}$, $\text{NaCl}$, $\text{NaBr}$, $\text{NaI}$.

Wiele z tych soli można pozyskać z minerałów występujących w przyrodzie.

• Z chlorem litowce tworzą chlorki, np.:

  chlorek litu

  $$2\text{Li}+{\text{Cl}}_2\to 2\text{LiCl}$$

  chlorek potasu

  $$2\text{K}+{\text{Cl}}_2\to 2\text{KCl}$$

Reakcje litowców z niemetalami przebiegają bardzo gwałtownie i trudno zobaczyć różnicę w aktywności badanych metali. Taką możliwość daje reakcja z wodą. Produktami są wodorotlenki.

Ciekawostka

Metaliczny sód roztwarza sie w ciekłym amoniaku i reaguje z nim. W wyniku reakcji powstają kationy sodu oraz tzw. solwatowane elektrony (roztwór ten ma właściwości redukujące).

RJbqoT6osGXs2

Zdjęcie przedstawia prostokątną fiolkę z małym zbiorniczkiem z jasnoniebieską cieczą. Fiolka jest zamknięta białym korkiem.

Powstaje roztwór o intensywnym, niebieskim kolorze.

$$\text{Na}+\mathrm{n}{\text{NH}}_3\to {\text{Na}}^{+}+{\text{e}}^{-}·\mathrm{n}{\text{NH}}_3$$

Słownik

Bibliografia

Atkins P., Jones L., Chemia ogólna, Warszawa $2004$.

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa $1987$, s. $222$.

Czerwińska A., Jelińska‑Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia $\mathit{1}$. Podręcznik, Warszawa $2002$, s. $242—272$.