Éléments du bloc s

Le bloc s comprend les métaux alcalins du groupe 1 et les métaux alcalino-terreux du groupe 2, des éléments fortement électropositifs dont la chimie est dominée par la perte de leurs électrons s externes.

Definition

Les éléments du bloc s sont les métaux des groupes 1 et 2, dont les électrons de plus haute énergie occupent une sous-couche s, caractérisés par de faibles énergies d'ionisation, des composés fortement ioniques et des états d'oxydation de groupe fixes.

Scope

Ce sujet couvre la chimie descriptive des groupes 1 et 2 : les tendances de la taille atomique et ionique, de l'énergie d'ionisation et de la réactivité ; les états d'oxydation caractéristiques de +1 et +2 ; les hydrures, oxydes, peroxydes et superoxydes ; les tendances de la solubilité et de l'énergie réticulaire de leurs sels ; la chimie particulière du lithium et du béryllium et les relations diagonales ; et les solutions des métaux dans l'ammoniac liquide. Il ne couvre pas en détail les rôles biologiques des éléments du bloc s, qui sont traités dans le cadre de la chimie bioinorganique.

Core questions

• Comment évoluent la réactivité et la taille le long des groupes 1 et 2 ?
• Pourquoi ces éléments adoptent-ils des états d'oxydation fixes de +1 et +2 ?
• Qu'est-ce qui distingue le lithium et le béryllium de leurs congénères plus lourds ?
• Que sont les relations diagonales et pourquoi apparaissent-elles ?

Key concepts

• Métaux alcalins et alcalino-terreux
• Énergie d'ionisation et électropositivité
• Oxydes, peroxydes et superoxydes
• Tendances de l'énergie réticulaire et d'hydratation
• Relations diagonales
• Électrons solvatés dans l'ammoniac

Key theories

Tendances périodiques dans le bloc s

Le long des groupes 1 et 2, le rayon atomique augmente et l'énergie d'ionisation diminue, rendant les métaux plus lourds plus réactifs et leurs composés plus ioniques, tandis qu'à travers les deux groupes, la charge plus élevée des ions du groupe 2 augmente les énergies réticulaires et d'hydratation.

Comportement anomal du premier membre et relations diagonales

Les petits ions lithium et béryllium, très polarisants, présentent un caractère plus covalent et ressemblent respectivement au magnésium et à l'aluminium, la relation diagonale résultant de rapports charge/taille similaires.

Oxydes, peroxydes et métaux dans l'ammoniac

Les métaux alcalins plus lourds forment des peroxydes et des superoxydes en plus des oxydes normaux, et les métaux alcalins se dissolvent dans l'ammoniac liquide pour donner des solutions bleues d'électrons solvatés, illustrant leur fort pouvoir réducteur.

Clinical relevance

Le bloc s fournit le sodium et le potassium pour la physiologie nerveuse et des fluides, le calcium et le magnésium pour la structure et les enzymes, le lithium pour les médicaments stabilisateurs de l'humeur, et des métaux réactifs utilisés industriellement comme agents réducteurs et dans les alliages.

History

De nombreux éléments du bloc s ont été isolés pour la première fois par Humphry Davy par électrolyse de leurs sels fondus au début du XIXe siècle, et les métaux alcalins et alcalino-terreux ont ensuite été identifiés spectroscopiquement par Bunsen et Kirchhoff, dont les travaux de spectroscopie de flamme ont révélé plusieurs nouveaux membres du bloc.

Key figures

• Humphry Davy
• Robert Bunsen
• Gustav Kirchhoff

Seminal works

• greenwood1997
• weller2018
• housecroft2018

Frequently asked questions

Pourquoi les métaux alcalins deviennent-ils plus réactifs en descendant le groupe ?

En descendant le groupe 1, l'électron externe se trouve plus éloigné du noyau et est davantage écranté, il est donc perdu plus facilement ; la diminution de l'énergie d'ionisation rend les métaux plus lourds plus réactifs vis-à-vis de l'eau et de l'oxygène.

Pourquoi le lithium se comporte-t-il davantage comme le magnésium que comme le sodium ?

Le très petit ion lithium possède un rapport charge/taille élevé, similaire à celui de l'ion magnésium, de sorte que les deux partagent des tendances en matière de covalence, de solubilité et de stabilité thermique de leurs sels, ce qui est un exemple de relation diagonale.