Otavan Opiston logoOtavan OpistoNettilukioNettiperuskouluMuikku

3.2 Pääryhmien metallit

Pääryhmien I ja II metalleilla on yksi tai kaksi ulkoelektronia. Pääryhmässä III olevalla alumiinilla on kolme ulkoelektronia. Näiden metallien reagoidessa syntyy positiivisia ioneja. Kyseisillä metalleilla on vain yksi hapetusluku, I-ryhmäläisillä se on +I. kakkosryhmäläisillä +II ja kolmosryhmäläisillä +III.

Seuraavaksi tarkastellaan yleisimpiä pääryhmien metalleja.

 

Natrium

Natriumia ei esiinny luonnossa vapaana alkuaineena, johtuen sen reaktiivisuudesta. Natrium-metalli on voimakas pelkistin ja sitä käytetään hyödyksi esimerkiksi titaanin valmistuksessa. Natriumia käytetään myös ydinvoimaloissa reaktoreiden jäähdytysnesteenä hyvän lämmönsiirtokyvyn ansiosta.

Na2O eli natriumoksidi on kiteinen yhdiste. Natriumoksidi on happo-emäsominaisuuksiensa perusteella luokiteltu emäksiseksi oksidiksi. Siinä oleva oksidi-ioni on vahva emäs, joka tuottaa veteen hydroksidi-ioneja.

Na2O (s) + H2O (l) → 2 Na+ (aq) + 2 OH- (aq)

Emäksiset metallioksidit reagoivat hapon kanssa, jolloin syntyy suolaa ja vettä.

Na2O (s) + H2SO4 (aq) → Na2SO4 (aq) + H2O (l)

Reaktiossa natriumoksidi neutraloi rikkihapon.

Natriumhydroksidi NaOH on kiinteää valkoista ainetta, joka liukenee helposti veteen. NaOH on vedessä emäksinen liuos, johtuen rakenteestaan Na+ ja OH- -ioneista. Natriumhydroksidia kutsutaan lipeäksi ja se paljon käytetty kemikaali teollisuudessa.

Magnesium

Magnesium on hopeanvärinen kevyt metalli, josta saadaan kuumennettaessa sitkeää ja muokattavaa. Magnesiumia käytetään usein alumiinin kanssa kevyiden metalliseosten valmistukseen. Magnesiumia esiintyy runsaasti magnesiittina MgCO3 sekä dolomiittina CaCO3 · MgCO3. Magnesiumioneja on merivedessä, joista magnesium-metallia saadaan eristettyä teollisesti.

Kalsium

Kalsium on viidenneksi yleisin alkuaine luonnossa ja se on yksi tärkeimmistä luonnon rakennusaineista. Kalsiumia esiintyy runsaasti kalsiittina CaCO3 eli kalkkikivenä. Kalkkikivi on määrällisesti Suomessa eniten louhittu materiaali ja kalkkiteollisuuden lähde.

Alumiini

Alumiinia ei esiinny vapaana luonnossa, mutta alumiinia sisältäviä mineraaleja on runsaasti maaperässä ja alumiini on maankuoren kolmanneksi yleisin alkuaine. Alumiini on monipuolinen metalli, sillä on hyvä sähkönjohtokyky, keveys ja korroosionvastustuskyky. Alumiini on epäjalo metalli, jolla on voimakas taipumus pelkistää metallioksideja. Alumiinin tärkein yhdiste luonnossa on alumiinioksidi Al2O3 · 2 H2O. Alumiinia kierrätetään paljon. Alumiinioksidi Al2O3 on amfoteerinen oksidi eli se reagoi sekä happojen että emästen kanssa.

Esimerkki alumiinioksidin reagoimisesta hapon ja emäksen kanssa:

Al2O3 (s) + 6 H3O+ (aq) → 2 Al3+ (aq) + 9 H2O (l)

Al2O3 (s) + 2 OH- (aq) → 3 H2O (l) + 2 [ Al(OH)4]- (aq)

 

© Otavan Opisto / Liinamaija Kalsi

© 2015 Otavan Opisto