Metel alcalïaidd

Grŵp →	1
↓ Cyfnod	1	1 H
2	3 Li
3	11 Na
4	19 K
5	37 Rb
6	55 Cs
7	87 Fr

Gelwir yr elfennau yng ngrŵp 1 y tabl cyfnodol yn fetelau alcalïaidd. Lithiwm, sodiwm, potasiwm, rwbidiwm a cesiwm yw aelodau sefydlog y grŵp. Mae aelod olaf y grŵp, ffransiwm, yn elfen ymbelydrol a sawl isotop iddo gyda hanner oes o 22 munud i'r isotop mwyaf sefydlog. Weithiau ystyrir hydrogen hefyd yn aelod o'r grŵp hwn, er mai pur anaml y mae'n debyg iddynt. Gelwir yr elfennau yn fetelau alcalïaidd am eu bod yn fetelai sy'n ffurfio hydoddiannau alcali pan maent yn cael eu hychwanegu mewn dŵr.

Priodweddau'r elfennau

Ffisegol

Maent oll yn fetelau felly mae ganddynt briodweddau nodweddiadol o fetelau fel dargludedd trydanol a thermol a golwg sgleiniog iddyn nhw. Gan fod yr elfennau yn adweithiol iawn, rhaid eu glanhau neu eu torri i weld y wyneb sgleiniog sy'n pylu'n gyflym mewn aer. Yn wahanol i'r mwyafrif o fetelau maen nhw'n feddal iawn, yn ddigon meddal i'w torri gyda chyllell. Mae gan bob un ohonynt ddwysedd, ymdoddbwynt, a berwbwynt isel iawn.

Mae priodweddau ffisegol yr elfennau hyn yn wahanol i'r metelau eraill oherwydd natur y bondio metelig rhyngddynt. Mae cryfer bondio metelig yn dibynnu ar y nifer o electronau allanol mewn atom, a'r dwysedd gwefr ar yr ïon sy'n ffurfio wrth eu colli. Yn yr elfennau hyn, dim ond un electron allanol o bob atom sy'n cael ei ddefnyddio yn y bondio metelig, sy'n gwneud y bondio'n wan. Mae radiws yr ïonau M⁺ yn cynyddu wrth fynd i lawr y grŵp o lithiwm i ffransiwm, felly mae'r dwysedd gwefr yn gostwng ac mae cryfder y bondio metelig yn lleihau. Mae hyn yn arwain at y patrymau amlwg ym mhriodweddau ffisegol yr elfennau, gyda'r ymdoddbwynt a'r berwbwynt yn gostwng yn raddol wrth fynd i lawr y grŵp.

Metel	Màs atomig (u)	Ymdoddbwynt (K)	Berwbwynt (K)	Dwysedd (g cm⁻³)
Lithiwm	6.941	453.69	1615	0.534
Sodiwm	22.990	370.87	1156	0.968
Potasiwm	39.098	336.53	1032	0.856
Rwbidiwm	85.468	312.46	961	1.53
Cesiwm	132.91	301.59	944	1.87
Ffransiwm	(223)	?	?	?

Cemegol

Mae'r metelau yn adweithiol iawn, ac maent oll yn adweithio gydag ocsigen yn yr aer, a chydag anwedd dŵr. I atal y broses, cedwir yr elfennau mewn olew, i gadw'r ocsigen a'r anwedd dŵr i ffwrdd o'r metel. Mae'r adweithedd hyn yn cynyddu i lawr y grŵp wrth i egni ïoneiddiad yr elfennau ostwng.

Adweithiau yn yr aer

Mae'r metelau oll yn adweithio'n gyflym gydag ocsigen yn yr aer. Mae'r broses yn ffurfio'r metel ocsid ar ffurf solid dros wyneb y metel. Disgrifir y broses gan yr hafaliadau cemegol cyffredinol:

${Metel}+{Ocsigen}\to {MetelOcsid}$

4{M}{(s)}+{O_{2}}{(n)}\to 2{M_{2}O}{(s)}

Gall M gynrchioli unrhyw fetel alcalïaidd.

Mae rhai ocsidau fwy cymhleth yn cael eu ffurfio gan aelodau trymach y grŵp os gwresogir neu llosgir yr elfennau. Mae rhain yn cynnwys perocsidau (M₂O₂) (e.e. sodiwm perocsid) ac uwchperocsidau (MO₂) (e.e. potasiwm uwchperocsid).

Os gwresogir lithiwm, gall y metel adweithio gydag nitrogen o'r aer hefyd i ffurfio lithiwm nitrid. Lithiwm yw'r unig elfen yng nghrŵp I i ffurfio nitrid. Mae hwn yn un enghraifft o'r perthynas croeslin yng nghemeg, gydag lithiwm yn dangos rhai priodweddau sy'n debyg i magnesiwm.

Adwaith gyda dŵr

Mae adwaith y metelau alcalïaidd gyda dŵr yn un ffyrnig, gydag adweithedd y metelau yn cynyddu i lawr y grŵp. Mae pob un o'r adweithiau yn creu cynhyrchion cyffelyb, yn cynnwys y nwy hydrogen ac hydrocsid y metel (lithiwm hydrocsid, sodiwm hydrocsid, potasiwm hydrocsid, rwbidiwm hydrocsid neu cesiwm hydrocsid)

{Metel}+{Dwr}\to {MetelHydrocsid}+{Hydrogen}

2{M}{(s)}+2{H_{2}O}{(h)}\to 2{MOH}{(dyfr)}+{H_{2}}{(n)}

Mae'r nwy hydrogen yn fflamadwy iawn, a gall gwres yr adwaith ecsothermig ei gynnu i greu fflam. Mae'r hydoddiant metel hydrocsid yn alcali, a hwn sy'n rhoi'r enw 'metel alcalïaidd' i aelodau grŵp 1.

Adwaith gydag amonia

Mae'r metelau alcalïaidd yn hydoddi mewn amonia hylifol i greu hydoddiannau glas paramagnetig.

{K}{(s)}+{NH_{3}}{(h)}\to {K}^{+}{(hydodd)}+{e}^{-}{(hydodd)}

Mae'r hydoddiant yn cynnwys electronau rhydd, sy'n achosi cyfaint y cymysgedd i fod yn fwy na swm cyfeintiau'r metel ac amonia. Mae'r electronau hefyd yn galluogi'r hydoddiant i fod yn rhydwythydd ardderchog.

Yr elfennau mewn natur

Maent oll yn fetelau adweithiol iawn, felly nid yw'r elfennau i'w darganfod yn naturiol ar ffurf metelau pur. Sodiwm yw'r elfen fwyaf cyffredin o'r grŵp gyda meintaiu sylweddol yn bodoli yn y cyfansoddyn sodiwm clorid (halen) yn y ddaear, a wedi ei hydoddi yn y môr.

Gweler hefyd

Dolenni allanol

Science aid:Alkali metals Archifwyd 2008-02-03 yn y Peiriant Wayback Crynodeb syml ar y metelau alcalïaidd.
Brainiac: Metelau Alcalïaidd - Beth yw effaith dŵr ar y metelau alcalïaidd?^{[dolen farw]}