Métal alcalin - Définition

Introduction

Un métal alcalin est un élément chimique de la première colonne (groupe 1, excepté l'hydrogène) du tableau périodique des éléments. Le lithium ₃Li, le sodium ₁₁Na, le potassium ₁₉K, le rubidium ₃₇Rb, le césium ₅₅Cs et le francium ₈₇Fr sont des métaux alcalins.

Très réactifs, ils ne se trouvent jamais à l'état élémentaire dans le milieu naturel, et réagissent immédiatement en présence d'humidité ; on les conserve par conséquent immergés dans de l'huile minérale, par exemple de l'huile de vaseline.

Le mot alcalin provient, via le mot d'emprunt alcali, de l'arabe al-qily signifiant la soude.

Propriétés

Les métaux alcalins sont de couleur argentée (le césium a toutefois des reflets dorés), mous, à bas point de fusion et faible densité. Ils réagissent facilement avec les halogènes pour former des sels ioniques, et avec l'eau pour former des hydroxydes fortement basiques.

Élément	Masse atomique (u)	Température de fusion	Température d'ébullition	Masse volumique (kg/m3)	Électronégativité (Pauling)
Lithium	6,941	180,54 °C	1 341,85 °C	534	0,98
Sodium	22,990	97,72 °C	882,85 °C	968	0,93
Potassium	39,098	63,38 °C	758,85 °C	890	0,82
Rubidium	85,468	39,31 °C	687,85 °C	1 532	0,82
Césium	132,905	28,44 °C	670,85 °C	1 930	0,79
Francium	(223)	26,85 °C	676,85 °C	1 870	0,70

Leur configuration électronique est caractérisée par la présence d'un électron unique ns¹, facilement perdu pour retrouver la configuration du gaz noble de la période précédente : les métaux alcalins forment donc très facilement des cations. Ils ont toujours le potentiel d'ionisation le plus bas de leur période ; le second potentiel d'ionisation est en revanche très élevé, en raison de la configuration électronique de gaz rare des cations alcalins.

Élément chimique			Configuration électronique
no 3	Li	Lithium	1s2 2s1
no 11	Na	Sodium	1s2 2s2 2p6 3s1
no 19	K	Potassium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
no 37	Rb	Rubidium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1
no 55	Cs	Césium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s1
no 87	Fr	Francium	1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s1

L'hydrogène, avec son électron 1s¹ solitaire, devrait normalement appartenir au groupe des métaux alcalins. Toutefois, la perte de cet électron requiert davantage d'énergie que pour les autres éléments du groupe 1. L'hydrogène n'est pas non plus métallique aux conditions normales de température et de pression : il ne devient métallique qu'aux pressions très élevées (cf. Hydrogène métallique).