化學原理啟迪340
1. 1A族金屬稱為鹼金屬，鹼金屬這個名稱說明了這一族元素的特性。鋰、鈉、鉀、銣、銫和鍅是金屬元素當中最容易起反應的。由於鍅在自然界的量非常少所以這裡省略不談。
Mozart - Coronation Mass - Karajan 1985
2. 雖然氫被列在1A族元素，但是氫在化學反應中的行為屬於非金屬，與1A族其他鹼金屬不同。氫的表現出非金屬性質的原因是它的體積非常小，在1s軌域的電子靠原子核靠得很近，電子與原子核彼此緊密吸引。（所以氫的電子不像鹼金屬元素那麼容易脫離）
3. 鹼金屬前五個元素的重要性質如下表：
4. 表上的資訊顯示，同一族的元素由上而下，隨著主量子數增加，游離能逐漸減少，原子半徑逐漸增加。
5. 1A族元素由上而下，隨著主量子數增加，原子密度逐漸增加，這個趨勢與其他族元素相同。同一族的元素由上而下，隨著主量子數增加，原子密度也逐漸增加，產生這個現象的主因是原子質量增加的速度遠比原子體積增加的速度快。
6. 1A族元素由上而下，隨著主量子數增加，熔點mp與沸點bp逐漸降低；這並不是所有元素族群的趨勢，大部分元素族群的化學行為並沒有這麼單純。
7. 特別留意，銫Cs的熔點只有29℃，所以光用手的溫度就可以融化銫。一般而言，金屬的熔點都很高，銫的熔點這麼低是特例。舉例來說，鎢的熔點是3410℃。除了銫以外，汞和鎵也是低熔點的金屬。汞的熔點－39℃，鎵的熔點30℃。
8. 再複習一次，一個金屬元素的化學性質是指它失去價電子的容易程度。1A族元素非常容易起反應，他們都有低游離能，容易與非金屬起反應產生離子固體。最典型的例子就是鈉與氯反應產生氯化鈉：
2Na(s)＋Cl2(g)→2NaCl(s)
這是一個氧化還原反應，氯氧化鈉製造出鈉離子Na+與氯離子Cl－，這二種離子互相吸引成為氯化鈉晶體。
9. 金屬與非金屬反應基本上是非金屬扮演氧化劑，金屬扮演還原劑：
2Na(s)＋S(s)→Na2S(s) Na2S包含Na+與S2－離子
6Li(s)＋N2(g) →2Li3N(s) Li3N包含Li＋與N3－離子
4Na(s)＋O2(g) →2Na2O(s) Na2包含Na＋和O2－離子
10. 以上所列舉的同類型反應，可從鹼金屬的游離能預測它的還原能力，因為從銫Cs身上比從鋰Li身上移除一顆電子容易，因此銫Cs是比較好的還原劑，還原能力大小順序是：Cs＞Rb＞K＞Na＞Li
11. 固體的鹼金屬與非金屬直接反應時，鹼金屬族內各個元素，其還原能力的順序是Cs＞Rb＞K＞Na＞Li；但是當鹼金屬在溶液中進行反應，各元素的還原能力順序就會不同，因為鹼金屬與水進行還原反應時會非常活潑、大量散熱。
12. 鹼金屬與水的反應，可寫成：
2M(s)＋2H2O (l)→H2(g)＋2M+(aq)＋2OH－(aq)＋energy
在這類型反應中，鹼金屬還原能力順序（比較鹼金屬族前3個量子數的元素）：
Li＞K＞Na
這個順序與前面所說的「第一游離能愈小，還原能力愈強」原則不同。
13. 會出現違反「第一游離能愈小，還原能力愈強」原則的結果，是因為在溶液裡鹼金屬原子反應產生的陽離子M+，強烈地受到極性分子的水合作用的影響。
14. 離子的水合能是指，陽離子M+與水分子彼此吸引在一起的過程產生的能量變化，鋰Li+、鈉Na+、鉀K+的水合能都是負數，顯示他們的水合程序是放熱的exothermic：
離子 水合能
Li＋ －500
Na+ －400
K+ －300
15. 鋰離子Li+水合釋放的能量幾乎是鉀離子K+的2倍，造成這種差距的主因是原子體積效應。
16. 鋰離子Li+遠比鉀離子小，所以它的電荷密度charge density比較大，因此水分子與小顆的鋰離子結合得比較緊密。（鋰比較小顆，容易鑽進水分子的縫隙間，與周遭的水分子互相吸引）。
17. 因為鋰離子能與水緊緊相吸進行水合，所以在水溶液中從鋰原子製造鋰離子比從鉀原子製造鉀離子容易。雖然氣態鉀比氣態鋰更容易失去價電子，但是在溶液裡是相反。這個現象顯示出水的極性對反應的重大影響。
18. 實驗顯示，鋰在水中是最好的還原劑；這個資訊讓我們預期鋰與水的反應最劇烈，然而，情況卻不是如此，鈉與鉀與水的反應更劇烈，為什麼？答案就在鋰的熔點。
19. 當鈉和鉀與水反應時，它們所釋放的熱能造成自己融化，融化使得鈉與鉀與水的接觸面積變大。可是，在相同的反應條件下，鋰卻不會融化，因此鋰與水的接觸面積較小，反應速率較慢。這個例子說明，反應的能量與反應速率之間沒有必然的關係。（散熱不一定會加速反應）
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》
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