알칼리금속

알칼리금속(-金屬, alkali metal)

1 개요

알칼리금속이란 주기율표 1족 원소 중 수소를 제외한 리튬 Li, 나트륨 Na, 칼륨 K, 루비듐 Rb, 세슘 Cs, 프랑슘 Fr을 통칭하는 분류이다.

2 특징

반응성이 큰 금속들로서 공기 중에 놓아두면 쉽게 산화하여 금속 특유의 광택을 잃어버린다. 따라서 등유 등의 기름에 담가 보관해야 한다.

물과 접촉하면 격렬하게 반응하여 수소 기체를 발생시킨다. 다음은 반응의 화학식이다.

[math]2 \mathrm{M}(s) + 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l) \rightarrow \mathrm{H}_{2}(g) + 2\mathrm{MOH}(aq)[/math]

이때 반응열에 의해 수소가 폭발할 수 있으므로 실험시에는 주의한다. 아무리 물이 많고 실험하는 수조가 커도 절대 손톱만큼의 크기도 넣어서는 안 된다. 넣어도 되는 금속의 양이 물의 양과 같이 비례로 늘어난다고 생각했다가는 망한다.

옛날 6차 교육과정의 공통과학책의 알칼리금속 부분에서 반응성 실험을 할 때에는 팥알크기만큼 넣어 실험한다고 했는데 실제로 이 정도를 넣었다가는 폭발사고의 위험이 있다. 리튬만 하여도 물 위에서 끓듯이 반응하다 열을 못이기고 폭발하면서 파편을 튀기거나 칼륨의 경우는 워낙 심하게 폭발해서 물을 담았던 비커가 깨질 수 있으니 실험할 때는 정말로 쬐끔만 넣도록 하자.

물에 녹아서 수산화 이온(OH^-)를 생성하므로 수용액은 염기성이다. 알칼리금속이라는 이름의 유래도 '물에 잘 녹는 염기'라는 뜻의 '알칼리'에서 왔다.

3 기타

원자번호가 커질수록 알칼리금속의 반응성 또한 매우 커진다. 이는 1주기가 증가하면 원자껍질의 수가 1개 더 증가하며, 그만큼 최외각전자와 원자핵간의 거리가 멀어짐과 더불어 최외각전자와 +전하인 핵 사이에 장애물들이 생긴다는 것을 의미한다. 즉, 원자핵과 전자 사이의 전자기적 인력이 그만큼 약해지기 때문에 가장 원자번호가 작은 리튬의 반응성과 2주기 정도 떨어진 포타슘(칼륨)의 반응성의 차이는 꽤 크게 나타난다. 실제로 고등학교 화학시간에 해당 원소들을 물에 넣는 실험을 해 봤다면 리튬은 물에 닿고 나서 반응을 하지만 칼륨은 물에 닿기도 전에 반응하거나 물 위에서 불까지 붙는 모습들을 보여준다.

4 관련 문서

• 주기율표
• 알칼리 토금속
• 산화-환원 반응
• 염기성