일반화학실험 | 알칼리 금속의 주기적 성질

 

 

 

TIP

 

 

1. 알칼리 금속 리튬, 나트륨, 칼륨의 물리적 화학적 성질을 알아보고 주기율표의 같은 족 원소의 공통적 성질이 나타나는 원인과 순차적 차이가(규칙성) 나는 이유를 설명할 수 있다. 또한 원자번호가 커짐에 따라 어떠한 경향성을 띄는지 확인한다.
2. 알칼리 금속을 잘라 용액과의 반응정도를 통해 금속의 반응성의 크기를 이해한다.

 

 

 

알칼리 금속의 물리적 성질

알칼리 금속은 주기율표의 가장 왼쪽에 위치한 1족 원소이다. 1족에는 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 이 있다. 알칼리 금속은 최외각의 전자배치가 ns1으로 원자가 전자를 1개 가지므로 같은 주기에서 유효핵전하량이 가장 작기 때문에 원자 반지름은 가장 크고 질량은 가장 작다. 따라서 밀도가 작고 무르며 녹는점과 끓는점도 낮은 편이다.

 

 

금속결합은 크게 단순입방, 체심입방, 면심입방, 육방밀집구조로 볼 수 있다. 이 중 알칼리 금속은 다른 고체들이 최밀구조를 가지는데 비해 체심입방구조를 가진다. 체심입방구조는 육면체의 꼭지점과 가운데에 입자가 배위되어 있는 공간 구조이고, 체심입방구조에서 그 결정을 이루는 입자가 차지하는 순부피(점유율)은 68%이며, 배위수는 8이다.

 

따라서 알칼리 금속은 결합수가 작으며, 핵전하량도 작기 때문에 다른 금속들보다 금속결합의 세기가 약하며, 비교적 느슨한 결합을 하고 있다고 볼 수 있다.

 

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실험 방법

1. 알칼리 금속의 물리적 성질

1) 파라핀 오일 속에 보관된 알칼리금속의 광택을 관찰한다.

 

2) 일회용 장갑을 손에 끼고, 보안경을 착용한 후 알칼리 금속(Li, Na, K)을 핀셋으로 꺼내어 손으로 들어보며 얼마나 가벼운지 느껴보고 손톱 끝으로 눌러도 보고, 구부려도 본다.

 

3) 신문지 위에서 칼로 자르며 단단하기를 느껴보도록 한다.

 

2. 알칼리 금속의 화학적 성질

1) 위의 자르기 실험을 할 때 세 알칼리 금속의 광택이 사리지는 빠르기와 생성물의 색깔을 관찰하여 비교해본다.

 

2) 콩알 반쪽 크기로 알칼리 금속(Li, Na, K)을 잘라서 물이 ½이든 시험관에 넣고 다른 시험관으로 위에 거꾸로 씌워 상방치환으로 발생하는 기체를 모은다. 이 때 시험관을 만져서 온도의 변화를 느껴본다.

 

3) 알칼리 금속이 물과 반응하여 사라지면 위 시험관에 모은 기체를 시험관을 거꾸로 한 채 시험관을 약간 기울여 입구에 점화기로 불을 붙이며 일어나는 변화를 관찰한다.

 

4) 시험관에 남아 있는 물에 페놀프탈레인 용액을 몇 방울 가해 색깔을 관찰한다.

 

5) 찬물이 절반 정도 든 500㎖ 비커에 핀셋으로 콩알 크기의 알칼리 금속 조각을 넣고 물과 반응하는 양상을 관찰한다. 기체가 발생하므로 환기를 잘 시키고, 물이나 불꽃이 튈 수 있으니 비커 주변을 깨끗이 치우고 멀리서 관찰한다.

 

 

 

[일반화학실험] 알칼리 금속의 주기적 성질 레포트