4.4 - Unsur dalam Kumpulan 1

Ahli dan Kegunaan

• Kumpulan 1 terdiri daripada litium, Li; natrium, Na; kalium, K; rubidium, Rb; sesium, Cs; dan fransium, Fr. Unsur ini dikenali sebagai logam alkali.
• Litium digunakan dalam bateri, natrium dalam lampu wap natrium dan sebatian kalium dalam baja.

Sifat Fizik dan Trend

• Unsur Kumpulan 1 ialah logam lembut berketumpatan rendah, berpermukaan kelabu berkilat pada suhu bilik dan terapung di atas air.
• Takat lebur dan takat didihnya rendah berbanding dengan banyak logam lain.
• Menuruni kumpulan, jejari atom bertambah manakala takat lebur dan takat didih berkurang.
• Pertambahan saiz atom melemahkan ikatan logam, maka kurang tenaga haba diperlukan untuk memutuskannya.

Unsur	Jejari atom (nm)	Takat lebur / didih (${}^{\circ }\mathrm{C}$)
Li	0.133	$186/1342$
Na	0.186	$98/880$
K	0.203	$64/760$

Sifat Kimia

• Setiap atom mempunyai satu elektron valens, menderma elektron itu semasa tindak balas dan membentuk ion bercas $+1$:

• Dengan air, larutan hidroksida beralkali dan gas hidrogen terbentuk:

• Dalam oksigen, oksida logam putih terbentuk; oksida itu menghasilkan larutan beralkali dalam air:

• Dalam klorin, logam klorida putih terbentuk:

Eksperimen 4.1: Tindak Balas dengan Air, Oksigen dan Klorin

Tujuan: Mengkaji sifat kimia unsur Kumpulan 1.

Pernyataan masalah: Apakah sifat kimia unsur Kumpulan 1 apabila bertindak balas dengan air, oksigen dan klorin?

Bahan: Litium, natrium, kalium, air suling, kertas turas, kertas litmus merah, gas oksigen dan gas klorin.

Radas: Forseps, jubin putih, besen, pisau, sudu balang gas, balang gas berpenutup, silinder penyukat $10\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$ dan penunu Bunsen.

Tindak balas dengan air — demonstrasi guru

• Hipotesis: Kereaktifan dengan air bertambah menuruni Kumpulan 1.
• Pemboleh ubah dimanipulasikan: jenis logam alkali; bergerak balas: kereaktifan dengan air; dimalarkan: saiz logam.

1. Potong sedikit litium dengan pisau dan forseps; keringkan di atas kertas turas.
2. Masukkan perlahan-lahan ke dalam besen berisi air.
3. Selepas tindak balas, uji larutan dengan kertas litmus merah dan catat pemerhatian.
4. Ulang dengan natrium dan kalium.

Tindak balas dengan oksigen

1. Potong dan keringkan sedikit litium, letakkan pada sudu balang gas dan panaskan sehingga terbakar.
2. Masukkan segera ke dalam balang gas berisi oksigen.
3. Selepas tindak balas, tambah $10.0\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$ air, goncang dan uji dengan kertas litmus merah.
4. Catat pemerhatian dan ulang dengan natrium serta kalium.

Tindak balas dengan klorin

1. Potong dan keringkan sedikit litium, letakkan pada sudu balang gas dan panaskan sehingga terbakar.
2. Masukkan segera ke dalam balang gas berisi klorin dan catat pemerhatian.
3. Ulang dengan natrium dan kalium.

Langkah berjaga-jaga: Gunakan kuantiti yang sedikit dan berhati-hati ketika memasukkan logam alkali ke dalam air.

Kesimpulan: Litium, natrium dan kalium mempunyai sifat kimia sama, tetapi kereaktifannya bertambah mengikut urutan $\mathrm{Li}$ < $\mathrm{Na}$ < $\mathrm{K}$.

Trend Kereaktifan dan Unsur Kumpulan 1 Lain

• Kereaktifan bertambah menuruni Kumpulan 1 kerana pertambahan petala berisi elektron meningkatkan saiz atom.
• Elektron valens semakin jauh daripada nukleus dan mengalami daya tarikan nukleus yang semakin lemah, lalu semakin mudah didermakan.
• Rubidium, sesium dan fransium ialah logam lembut berkilat dengan takat lebur dan takat didih rendah. Ketiga-tiganya sangat reaktif terhadap air dan oksigen.
• Rubidium dan sesium mudah terbakar serta biasanya bergabung dengan unsur lain, lalu sukar dipisahkan secara kimia.
• Fransium ialah isotop radioaktif tidak stabil yang mempunyai jangka hayat pendek.