ක්ෂාර ලෝහ
ක්ෂාර ලෝහ යනුවෙන් හැදින්වෙන්නේ, ආවර්තිතා වගුවෙහි පළමු කාණ්ඩයේ පිහිටි මූලද්‍රව්‍ය වන අතර, එය සමන්විත වන්නේ, ලිතියම් (Li), සෝඩියම් (Na),[note 1] පොටෑසියම් (K),[note 2] රුබීඩියම් (Rb), සීසියම් (Cs), සහ ෆ්‍රන්සියම් (Fr) .[1]යන, රසායනික මූලද්‍රව්‍යයන් වෙතිනි. මෙම කාණ්ඩය, ආවර්තිතා වගුවෙහි s-ගණයෙහි පවතින්නේ, [2] සියළු ක්ෂාර ලෝහයන්හී බාහිරතම ඉලෙක්ට්‍රෝනය පවතින්නේ s-කාක්ෂිකයක වන බැවිනි:[3][4][5] මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන වින්‍යාසය විසින් ඒවායේ නෛසර්ගික ගුණාංග ගෙන එයි. ආවර්තිතා වගුවෙහි ගුණාංග සම්බන්ධයෙන් කාණ්ඩ උපනතීන් සඳහා හොඳම නිදසුන් ලබාදෙනුයේ ක්ෂාර ලෝහ විසින් වන අතර,[3] මෙම මූලද්‍රව්‍යයන් විසින් හොඳින්-ලක්ෂණෝපේත සදෘශ හැසිරීමක් දක්වයි.[3]
| ක්ෂාර ලෝහය | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
උච්ච වායු ← → ක්ෂාරීය පාංශු ලෝහ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ↓ ආවර්තය | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 |  3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | .jpg) 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 |  19 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 |  37 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6 |  55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7 | ෆ්‍රන්සියම් (Fr) 87 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ආඛ්‍යානය
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ක්ෂාර ලෝහ සතුව බෙහෙවින් සමතුල්‍ය ගුණාංග පවතියි: ඒවා සියල්ල, සම්මත උෂ්ණත්වයෙහි සහ පීඩනයෙහිදී, දිලිසෙන-සුළු, මෘදු, බෙහෙවින් ප්‍රතික්‍රියක ලෝහ වන අතර, [3] +1 ක ආරෝපණයක් සහිත කැටායන තැනීමට, ඒවායේ බාහිරතම ඉලෙක්ට්‍රෝනය පහසුවෙන් අහිමිකර ගනියි.[6]:28 මෘදු බව නිසා ඒවා සියල්ල පහසුවෙන් පිහියකින් කැපිය හැකි අතර, එවිට එළිදැක්වෙන දිලිසෙන පෘෂ්ඨය, වායුගෝලීය තෙතමනය සහ ඔක්සිජන් නිසා සිදු වන ඔක්සිකරණය නිසා විගසින් මිලින වී යයි.[3] ඒවායේ ඉහළ ප්‍රතික්‍රියකතාව නිසා, වාතය සමග ප්‍රකික්‍රියා කිරීම වැලැක්වීමට ඒවා තෙල් යට ගබඩා කල යුතු වන අතර,[7] ස්වභාවිකව හමුවන්නේ ලවණ ලෙසින් පමණක් වන අතර නිදහස් මූලද්‍රව්‍යය ලෙසින් කිසිවිටෙක හමු නොවෙයි.[7] නූතන IUPAC නාමකරණය තුලදී, ක්ෂාර ලෝහ සමන්විත වන්නේ 1 වන කාණ්ඩයේ මූලද්‍රව්‍ය ලෙසින් වන මුත්,[note 3] නාමික වශයෙන් 1 වන කාණ්ඩයෙහි මූලද්‍රව්‍යයක් වන, [1][9] නමුත් ක්ෂාර ලෝහයක් ලෙස සාමාන්‍යයෙන් නොගැනෙන හයිඩ්‍රජන් (H) මෙහිදී නොසැලකෙන්නේ, [10][11]ක්ෂාර ලෝහයකට සමාන කල හැකි හැසිරීමක් එය විසින් ඉතා විරල ලෙසින් පෙන්නුම් කරන බැවිනි.[12] සියළු ක්ෂාර ලෝහ ජලය සමග ප්‍රතික්‍රියා කරන අතර, සැහැල්ලු ඒවාට වඩා ප්‍රබල ලෙස බැර ක්ෂාර ලෝහ ප්‍රතික්‍රියා කරයි.[3][13]
සොයාගත් සියළුම ක්ෂාර ලෝහ ස්වභාවිකව පවතියි: සුලභතාවයෙහි පිළිවෙල පරිදී, වඩාත් බහුල වන්නේ සෝඩියම් වන අතර, ඊළඟට පොටෑසියම්, ලිතියම්, රුබීඩියම්, සීසියම්, සහ අවසානයේදී එහි අතිශයින් ඉහළ විකිරණශීලිතාව නිසා අංශුමාත්‍ර ලෙසින් පමණක් ස්වභාවික ක්ෂය දාමයන්හී පවතින අතිශයින් විරල ෆ්‍රන්සියම් වෙයි.[14][15]කාණ්ඩයෙහි ඊළඟ සාමාජිකයා ලෙසින් ගැනෙන උනූනැන්නියුම් (Uue) සංස්ලේෂණය සඳහා පර්යේෂණ පැවැත්වුනු නමුදු, ඒවා සියල්ල අසාර්ථක වී ඇත.[16] කෙසේවෙතත්, අධිභාර මූලද්‍රව්‍යයන්ගේ රසායනික ගුණාංග කෙරෙහි විශාල බලපෑම් ඇති කරන බවට පුරෝකථ්‍ය කෙරෙන සාපේක්ෂතාශ්‍රිත ආචරණ නිසාවෙන්, උනූනැන්නියුම් ක්ෂාර ලෝහයක් නොවීමට ඉඩ ඇත;[17] එය ක්ෂාර ලෝහයක් බවට පෙන්නුම් කලත්, එහි සැහැල්ලු සදෘශයන් වෙතින් වෙනස් භෞතික සහ රසායනික ගුණාංග එය සතු වෙන බවට පුරෝකථ්‍ය කෙරෙයි.[18]:1729–1733
බොහෝ ක්ෂාර ලෝහ සඳහා විවිධ වෙනස්වූ නියැලුම් ඇත. ශුද්ධ මූලද්‍රව්‍යයන්ගේ බෙහෙවින් සුපතළ නියැලුම් අතරින් දෙකක් වන්නේ රුබීඩියම් සහ සීසියම් පරමාණු ඝටිකා යන්ත්‍ර වන අතර,[19] ඒ අතරින් සීසියම් පරමාණු ඝටිකා යන්ත්‍රය, වේලාව නිරූපණය කිරීමේදී වඩාත් නිරවද්‍ය සහ යථාතථ්‍ය වෙයි.[20][21] සෝඩියම් සංයෝගයන්හී සුලබ නියැලුමක් වන්නේ සෝඩියම්-වාෂ්ප පහන වන අතර, එය විසින් ඉතා කාර්යක්ෂම ලෙසින් ආලෝකය විමෝචනය කරයි.[22][23] මේස ලුණු හෝ, සෝඩියම් ක්ලෝරයිඩ්, පුරාතනයේ සිට දැන සිටියකි. සෝඩියම් සහ පොටෑසියම්, අත්‍යවශ්‍ය මූලද්‍රව්‍යන් වන අතර, විද්‍යුත් විච්ඡේද්‍යයන් ලෙසින් ප්‍රධාන ජීවවිද්‍යාත්මක භූමිකාවන් ඉටු කරන අතර,[24][25] අනෙකුත් ක්ෂාර ලෝහ අත්‍යවශ්‍ය නොවුවද, වැඩදායක සහ හානිකර යන දෙයාකාරයෙන්ම, සිරුරට විවිධ බලපෑම් එල්ල කරති.[26][27][28][29]
ගුණාංග
- මෙයද බලන්න: ක්ෂාර ලෝහයන්හී ආවර්තිත උපනතීන්
භෞතික සහ රසායනික
ක්ෂාර ලෝහයන්හී භෞතික සහ රසායනික ගුණාංග පහසුවෙන් පැහැදිලි කල හැක්කේ, ඒවා ns1 සංයුජතා ඉලෙක්ට්‍රෝන වින්‍යාසයක් සහිත වන බැවින්, දුර්වල ලෝහමය බන්ධන සහිත වීම තුලිනි. එබැවින්, සියළු ක්ෂාර ලෝහ මෘදු වන අතර, අඩු ඝනත්ව ,[3] ද්‍රවාංක[3] සහ තාපාංක සහිත වන අතරම,[3] ඒවායේ ඌර්ධ්වපාතන, වාෂ්පිභවන සහ, විඝටන තාපයන්ද අඩු අගයන් ගනිති.[6]:74 ඒවා සියල්ල, වස්තු-කේන්ද්‍ර ඝනක ස්ඵටික ව්‍යුහයක් සහිතව ස්ථටිකිකරණය වන අතර,[6]:73 ඒවායේ බාහිර s ඉලෙක්ට්‍රෝනය ඉතා පහසුවෙන් සකොබවනු ලබන හෙයින් ප්‍රභින්න පහන් සිළු වර්ණ පෙන්නුම් කරයි.[6]:75 ns1 වින්‍යාසය නිසා, ක්ෂාර ලෝහ සතුව ඉතා විශාල පරමාණුක සහ අයනික අරයයන් මෙන්ම, ඉහළ තාපජ සහ විද්‍යුත් සන්නායකතාවන්ද පවතියි.[6]:75 ඒවායේ රසායන විද්‍යාත්මක චර්යාව සඳහා ප්‍රමුඛ සාධක වී ඇත්තේ ඒවායේ එකම සංයුජතා ඉලෙක්ට්‍රෝනය බැහැර කිරීමෙන් +1 ඔක්සිකරණ තත්ත්වයක් නිමැවීමද, මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝනය අයනීකරණය කිරීමේ පහසුව සහ ඉතා ඉහළ දෙවන අයනීකරණ ශක්තිය යන්නද වෙති.[6]:76 රසායන විද්‍යාත්මක ගුණාංග බොහෝමයක් නිරීත්ෂණය කර ඇත්තේ කාණ්ඩයෙහි පළමු සාමාජිකයන් පහ සඳහා පමණි. ෆ්‍රන්සියම්හී රසායන විද්‍යාත්මක ගුණාංග පැහැදිලිව තහවුරු කර ගෙන නොමැත්තේ එහි අත්‍යන්ත විකිරණශීලතාව නිසාය;[3]
| නම | ලිතියම් | සෝඩියම් | පොටෑසියම් | රුබීඩියම් | සීසියම් | ෆ්‍රන්සියම් |
|---|---|---|---|---|---|---|
| පරමාණුක ක්‍රමාංකය | 3 | 11 | 19 | 37 | 55 | 87 |
| සම්මත පරමාණුක භාරය (u)[note 4][32][33] | 6.94(1)[note 5] | 22.98976928(2) | 39.0983(1) | 85.4678(3) | 132.9054519(2) | [223][note 6] |
| ඉලෙක්ට්‍රෝන වින්‍යාසය | [He] 2s1 | [Ne] 3s1 | [Ar] 4s1 | [Kr] 5s1 | [Xe] 6s1 | [Rn] 7s1 |
| ද්‍රවාංකය | 453.69 K 180.54 °C 356.97 °F | 370.87 K 97.72 °C 207.9 °F | 336.53 K, 63.38 °C, 146.08 °F | 312.467 K, 39.31 °C, 102.76 °F | 301.59 K, 28.44 °C, 83.19 °F | ? 300 K, ? 27 °C, ? 80 °F |
| තාපාංකය | 1615 K, 1342 °C, 2448 °F | 1156 K, 883 °C, 1621 °F | 1032 K, 759 °C, 1398 °F | 961 K, 688 °C, 1270 °F | 944 K, 671 °C, 1240 °F | ? 950 K, ? 677 °C, ? 1250 °F[34] |
| ඝනත්වය (ග්‍රෑ•සෙමී−3) | 0.534 | 0.968 | 0.89 | 1.532 | 1.93 | ? 1.87 |
| විලයන තාපය (කිජූ•මවුල−1) | 3.00 | 2.60 | 2.321 | 2.19 | 2.09 | ? ≈2 |
| වාෂ්පීභවන තාපය (කිජූ•මවුල−1) | 136 | 97.42 | 79.1 | 69 | 66.1 | ? ≈65 |
| ඒකපරමාණුක වායුවෙහි උත්පාදන තාපය (කිජූ•මවුල−1) | 162 | 108 | 89.6 | 82.0 | 78.2 | ? |
| විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධිතාව 298 K හිදී (nΩ•සෙමී) | 94.7 | 48.8 | 73.9 | 131 | 208 | ? |
| පරමාණුක අරය (පිමී) | 152 | 186 | 227 | 248 | 265 | ? |
| M+ අයනයෙහි අයනික අරය (පිමී)[note 7] | 76 | 102 | 138 | 152 | 167 | ? 180 |
| පළමු අයනීකරණ ශක්තිය (කිජූ•මවුල−1) | 520.2 | 495.8 | 418.8 | 403.0 | 375.7 | 392.8 |
| ඉලෙක්ට්‍රෝන බන්ධුතාව (කිජූ•මවුල−1) | 59.62 | 52.87 | 48.38 | 46.89 | 45.51 | ? 44.0 |
| M2හි විඝටන එන්තැල්පිය (කිජූ•මවුල−1) | 106.5 | 73.6 | 57.3 | 45.6 | 44.77 | ? |
| පෝලිං විද්‍යුත් සෘණතාව | 0.98 | 0.93 | 0.82 | 0.82 | 0.79 | ? 0.7 |
| සම්මත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ විභවය (E°(M+→M0); V) | −3.0401 | −2.71 | −2.931 | −2.98 | −3.026 | −2.9 |
| පහන් සිළු පරික්ෂාව වර්ණය ප්‍රධාන විමෝචනය /අවශෝෂණ තරංග ආයාමය (nm) | ලෝහිත 670.8 | කහ 589.2 | දම් 766.5 | රතු-දම් 780.0 | නිල් 455.5 | ? |
වෙනත් ඕනෑම කාණ්ඩයක මූලද්‍රව්‍යයන් එකිනෙකට සදෘශ වීමට වඩා වැඩියෙන් ක්ෂාර ලෝහ එකිනෙකට සදෘශ වෙති.[3] නිදසුනක් ලෙස, වගුවෙහි පහළට යන විට, ඥාත සියළු ක්ෂාර ලෝහයන් විසින් පරමාණුක අරයෙහි ඉහළ යාමක්ද,[35] විද්‍යුත් සෘණතාවයෙහි පහළ බැසීමක්ද,[35] ප්‍රතික්‍රියතාව ඉහළ යෑමක්ද සහ,[3] දුවාංක සහ තාපාංක වල මෙන්ම [35] විඝටන සහ වාෂ්පීභවන තාපයන්හි පහළ බැසීමක්ද දක්වයි.[6]:75 සාමාන්‍ය වශයෙන් ගත් කල, වගුවෙහි පහළට යෑමෙහිදී ඒවායේ ඝනත්ව ඉහළ යෑමක් පෙන්නුම් කරන මුත්, සෝඩියම් වලට වඩා පොටෑසියම් අඩුයෙන් ඝන වීම තුල ව්‍යතිරේකයක් දක්වයි.[35] ඉතා සුමට උපනතියක් නොදක්වන ක්ෂාර ලෝහයන්හී ගුණාංග ඉතා සුළු ප්‍රමාණයක් අතරින් එකක් වන්නේ ඒවායේ ඔක්සිහරණ විභවයන් වෙති: විෂමතාවයක් දක්වන ලීතියම්හී අගය, අනෙක්වායේ අගයයන්ට වඩා බෙහෙවින් සෘණ බවක් දක්වයි.[6]:75මෙයට හේතුව, වායු කලාපයේදී Li+ අයනය සතුව ඉතා ඉහළ සජලන ශක්තියක් පවතින බැවිනි: ලිතියම් අයනය විසින් ජලයෙහි ව්‍යුහය සැලකිය යුතු තරම් කඩාබිඳ දමමින් විශාල එන්ට්‍රොපි වෙනසක් ඇති කලත්, වායු කලාපයේදී එය අයනීකරණය කිරීමට ඇති දුෂ්කරතාවය මධ්‍යයෙහි වුව, ඔක්සිහරණ විභවයන් තුලින් මෙය වඩාත්ම විද්‍යුත්-ධන ක්ෂාර ලෝහය බවට පෙන්නුම් කීරීමට මෙම විශාල සජලන ශක්තිය ප්‍රමාණවත් වෙයි.[6]:75
රන්වන් අනුවර්ණයක් සහිත සීසියම් හැර, ස්ථායි ක්ෂාර ලෝහ සියල්ලම රිදී-පැහැති වෙති:[36] පැහැදිලි ලෙසින් වර්ණවත් ලෝහ තුන අතරින් මෙය එකකි (අනෙක් දෙක රත්රන් සහ කොපර් වෙති). වාතය හා ගැටීමේදී ඒවායේ දීප්තිය විගසින් මලිනවී යන්නේ ඔක්සිකරණය නිසාය.[3] ඒවා සියල්ල ස්ථටිකීකරණය වන්නේ වස්තු-කේන්ද්‍ර ඝනක ස්ඵටික ව්‍යුහයක් සහිතව වන අතර,[6]:73ඒවායේ බාහිර s ඉලෙක්ට්‍රෝනය ඉතා පහසුවෙන් සකොබවනු ලබන හෙයින් ප්‍රභින්න පහන් සිළු වර්ණ පෙන්නුම් කරයි.[6]:75
සියළු ක්ෂාර ලෝහ බෙහෙවින් ප්‍රතික්‍රීයක වන අතර ස්වභාවයේදී මූලද්‍රව්‍ය ආකාරයෙන් කිසි විටෙක හමු නොවෙයි.[37] මෙම හේතුව නිසා, ඒවා සාමාන්‍යයෙන් ගබඩා කෙරෙනුයේ ඛනිජ තෙල් හෝ භූමිතෙල් (පැරෆින් තෙල්) තුලය.[7] ඒවා හැලජන සමගින් කලහකාරී ලෙසින් ප්‍රතික්‍රියා කරමින් ක්ෂාරීය ලෝහ හේලයිඩ තනන අතර, ලිතියම් ෆ්ලෝරයිඩ් (LiF) හැර මෙම අනෙකුත් සුදු අයනික ස්ථටික සංයෝග සියල්ලම ජලයේ ද්‍රාව්‍ය වෙයි.[3] ජලය හා සමගද ක්ෂාර ලෝහ ප්‍රතික්‍රියා කරමින් ප්‍රබල ක්ෂාරීය හයිඩ්‍රොක්සයිඩ තනන බැවින් භාවිතයේදී ඉමහත් ලෙසින් පරිස්සම් විය යුතුය. බැර ක්ෂාර ලෝහ, සැහැල්ලු ඒවාට වඩා ප්‍රබල ලෙස ප්‍රතික්‍රියා කරයි; නිදසුනක් ලෙසින්, ජලයට හෙළු විට, සීසියම් විසින් පොටෑසියම් වලට වඩා විශාල පිපිරීමක් ඇති කරයි.[3][13][20] ඒවායේ පහළ සඵල න්‍යෂ්ටික ආරෝපණය නිසාවෙන් [3] ආවර්තිතා වගුවෙහි ඒවායෙහි අදාළ ආවර්තයන්හී මූලද්‍රව්‍යයන් අතරින් පහළතම පළමු අයනීකරණ ශක්තීන් මෙන්ම [5] එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් පමණක් අහිමි කර ගැනුමෙන් උච්ච වායු ලඟා කර ගැනුමෙහි හැකියාව, ක්ෂාර ලෝහ සතුවෙයි.