Alkali metals Questions in Gujarati

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે $Na^+$ ની સરખામણીમાં $K^+$ ની જલીયકરણ ઉર્જા અને લેટીસ ઉર્જાના તફાવતને કારણે $KOH$ ની પાણીમાં દ્રાવ્યતા $NaOH$ કરતા વધારે છે.
જોકે,કારણ ખોટું છે કારણ કે $KOH$ એ $NaOH$ કરતા પ્રબળ બેઇઝ છે. આનું કારણ એ છે કે $K-OH$ બંધ $Na-OH$ બંધ કરતા નબળો છે,જેનાથી $KOH$ જલીય દ્રાવણમાં $K^+$ અને $OH^-$ આયનોમાં વધુ સરળતાથી વિયોજન પામે છે.

(C) સોડિયમ પરમાણુનો વિદ્યુત ઉત્તેજિત ઈલેક્ટ્રોન સંક્રમણોને કારણે દ્રશ્યમાન વર્ણપટના પીળા વિસ્તારમાં ફોટોન ઉત્સર્જિત કરવાનો ગુણધર્મ સ્ટ્રીટ લાઈટમાં વપરાય છે. આ કારણે સોડિયમ વેપર લેમ્પ લાક્ષણિક પીળો પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે.

(A) પ્રક્રિયા $2M_2O \xrightarrow[673 \ K]{\text{heat}} M_2O_2 + 2M$ એ આલ્કલી ધાતુઓના પેરોક્સાઇડ તૈયાર કરવાની સામાન્ય પદ્ધતિ નથી.
ખાસ કરીને,$Li$ એ સૌથી નાની આલ્કલી ધાતુ છે અને તેનો ઓક્સાઇડ $Li_2O$ ખૂબ જ સ્થાયી છે.
$Li$ આ પરિસ્થિતિઓમાં પેરોક્સાઇડ $(Li_2O_2)$ બનાવતું નથી; તે હવામાં દહન કરવા પર મુખ્યત્વે મોનોક્સાઇડ $Li_2O$ બનાવે છે.
તેથી,વિકલ્પ $A$ માં દર્શાવેલ પ્રક્રિયા રાસાયણિક રીતે ખોટી છે.

(C) મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ નાઈટ્રિક ઓક્સાઈડ $(NO)$ માં સતત સળગે છે કારણ કે $Mg$ ના દહન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ગરમી $NO$ ને $N_2$ અને $O_2$ માં વિઘટિત કરવા માટે પૂરતી છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $2Mg + 2NO \rightarrow 2MgO + N_2$.
આમ,કારણ કે ઉત્પન્ન થતી ગરમી $NO$ નું વિઘટન કરે છે,તેથી આપેલ કારણ ખોટું છે.

(A) પોટેશિયમ $(K)$ અને સીઝિયમ $(Cs)$ એ ખૂબ જ ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પી ધરાવતી આલ્કલી ધાતુઓ છે.
આ ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે,તેઓ પ્રકાશના સંપર્કમાં આવતા સરળતાથી ઈલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન કરી શકે છે (ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર).
આ ગુણધર્મને કારણે,તેઓનો ઉપયોગ ફોટોઈલેક્ટ્રિક કોષોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.
તેથી,કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(C) વિધાન સાચું છે કારણ કે $K$,$Rb$ અને $Cs$ એ મોટા આલ્કલી ધાતુઓ છે જે તેમના સુપરઓક્સાઈડ ($KO_2$,$RbO_2$,$CsO_2$) માં સુપરઓક્સાઈડ આયન $(O_2^-)$ ને સ્થિર કરી શકે છે.
કારણ ખોટું છે કારણ કે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં આયનીય ત્રિજ્યા વધે છે કારણ કે કક્ષાની સંખ્યા વધે છે. તેથી,સાચો ક્રમ $K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$ છે.

(A) લિથિયમ કાર્બોનેટ $(Li_2CO_3)$ અન્ય આલ્કલી ધાતુના કાર્બોનેટની સરખામણીમાં ઉષ્મીય રીતે અસ્થાયી છે.
$Li^+$ આયનનું કદ ખૂબ જ નાનું હોવાથી,તેની ધ્રુવીભવન ક્ષમતા વધુ હોય છે.
તે મોટા $CO_3^{2-}$ આયનનું ધ્રુવીભવન કરે છે,જે $C-O$ બંધને નબળો પાડે છે અને વધુ સ્થાયી ઓક્સાઇડ $Li_2O$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વાયુ $(CO_2)$ માં વિઘટન સરળ બનાવે છે: $Li_2CO_3 \xrightarrow{\Delta} Li_2O + CO_2$.

(A) બ્રાઈન દ્રાવણના સ્ફટિકીકરણ દ્વારા મેળવેલ અશુદ્ધ $NaCl$ માં $Na_2SO_4$,$CaCl_2$,$MgCl_2$ અને $CaSO_4$ જેવી અશુદ્ધિઓ હોય છે.
આ પ્રક્રિયામાં $MgSO_4$ અશુદ્ધિ તરીકે હાજર હોતું નથી.

(A) આલ્કલી ધાતુ આયનોમાં,$Li^{+}$ સૌથી નાનું આયનીય કદ અને સૌથી વધુ વીજભાર ઘનતા ધરાવે છે.
આ કારણે,$Li^{+}$ મહત્તમ જલીયકરણ એન્થાલ્પી ધરાવે છે અને જલીય ક્ષાર બનાવવાની સૌથી વધુ વૃત્તિ ધરાવે છે.
તેથી,$LiCl$ સરળતાથી તેનો ડાયહાઇડ્રેટ ક્ષાર,$LiCl \cdot 2H_2O$ બનાવે છે.

(A) $3Mg (A) + N_{2} \xrightarrow{\Delta} Mg_{3}N_{2} (B)$
$Mg_{3}N_{2} + 6H_{2}O \rightarrow 3Mg(OH)_{2} + 2NH_{3} \text{ (રંગહીન વાયુ)}$
$CuSO_{4} + 4NH_{3} \rightarrow [Cu(NH_{3})_{4}]SO_{4} \text{ (ઘેરા વાદળી રંગનું દ્રાવણ)}$
આમ,$(A)$ એ $Mg$ છે અને $(B)$ એ $Mg_{3}N_{2}$ છે.

(A) લિથિયમનું કદ સૌથી નાનું હોવાથી આલ્કલી ધાતુઓમાં તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે.
$(b)$ લિથિયમ ક્લોરાઇડ $(LiCl)$ પિરિડિનમાં દ્રાવ્ય છે કારણ કે તે સહસંયોજક ગુણધર્મ ધરાવે છે.
$(c)$ લિથિયમ ઇથાઇન $(C_2H_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને લિથિયમ ઇથાઇનાઇડ $(Li_2C_2)$ બનાવે છે. તેથી,વિધાન $(c)$ ખોટું છે.
$(d)$ લિથિયમ અને મેગ્નેશિયમ બંને $H_2O$ સાથે ધીમેથી પ્રક્રિયા કરે છે. આમ,વિધાનો $(a), (c)$ અને $(d)$ સાચા છે.

(A) $KO_{2}$ સંયોજન એ સુપરઓક્સાઈડ છે,જેમાં સુપરઓક્સાઈડ આયન $O_{2}^{-}$ છે.
સમગ્ર સંયોજન $KO_{2}$ તટસ્થ હોવાથી,ઓક્સિડેશન આંકનો સરવાળો શૂન્ય થવો જોઈએ.
ધારો કે $K$ નો ઓક્સિડેશન આંક $x$ છે.
$x + 2(-0.5) = 0$ અથવા $x + (-1) = 0$.
તેથી,$x = +1$.

(N/A) આલ્કલી ધાતુઓના ભૌતિક ગુણધર્મો:
$1$. તેઓ ખૂબ જ નરમ હોય છે અને સરળતાથી કાપી શકાય છે. સોડિયમ ધાતુને છરી વડે સરળતાથી કાપી શકાય છે.
$2$. તેઓ આછા રંગના હોય છે અને દેખાવમાં મોટાભાગે રૂપેરી સફેદ હોય છે.
$3$. મોટા પરમાણ્વીય કદને કારણે તેમની ઘનતા ઓછી હોય છે. સમૂહમાં $Li$ થી $Cs$ તરફ જતાં ઘનતા વધે છે. આમાં $K$ એક અપવાદ છે,જેની ઘનતા $Na$ કરતા ઓછી છે.
$4$. આલ્કલી ધાતુઓમાં રહેલા ધાત્વિક બંધ ખૂબ જ નિર્બળ હોય છે. તેથી,તેમના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે.
$5$. આલ્કલી ધાતુઓ અને તેમના ક્ષારો જ્યોતને લાક્ષણિક રંગ આપે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે જ્યોતની ગરમી સૌથી બહારની કક્ષામાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરે ઉત્તેજિત કરે છે. જ્યારે આ ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોન પાછો મૂળ સ્થિતિમાં આવે છે,ત્યારે તે વધારાની ઉર્જાને દ્રશ્યમાન પ્રકાશ તરીકે ઉત્સર્જિત કરે છે.
$6$. તેઓ ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર પણ દર્શાવે છે. જ્યારે $Cs$ અને $K$ જેવી ધાતુઓ પર પ્રકાશ પાડવામાં આવે છે,ત્યારે તેઓ ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે.
આલ્કલી ધાતુઓના રાસાયણિક ગુણધર્મો:
આલ્કલી ધાતુઓ તેમની ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે ખૂબ જ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં પ્રતિક્રિયાશીલતા વધે છે.
$1$. તેઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેમના હાઇડ્રોક્સાઇડ અને ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે: $2M + 2H_2O \longrightarrow 2M^{+} + 2OH^{\ominus} + H_2$.
$2$. તેઓ ડાયહાઇડ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુ હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે: $2M + H_2 \longrightarrow 2M^{+}H^{-}$.
$3$. $Li$ સિવાયની લગભગ તમામ આલ્કલી ધાતુઓ હેલોજન સાથે સીધી પ્રક્રિયા કરીને આયનીય હેલાઇડ બનાવે છે: $2M + Cl_2 \longrightarrow 2MCl$ $(M = Li, K, Rb, Cs)$. નાના $Li^{+}$ આયનની ઉચ્ચ ધ્રુવીભવન શક્તિને કારણે લિથિયમ હેલાઇડ સહસંયોજક હોય છે.
$4$. તેઓ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે. રિડક્શન ક્ષમતા સામાન્ય રીતે સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે,જેમાં $Li$ તેની ઉચ્ચ જલીયકરણ ઉર્જાને કારણે સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
$5$. તેઓ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળીને ઘેરા વાદળી રંગના દ્રાવણ બનાવે છે,જે વાહક અને પેરામેગ્નેટિક હોય છે: $M + (x + y)NH_3 \to [M(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-$. વાદળી રંગ એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોનને કારણે હોય છે.

(N/A) આલ્કલી ધાતુઓમાં $Li$,$Na$,$K$,$Rb$,$Cs$,અને $Fr$ નો સમાવેશ થાય છે. આ ધાતુઓની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર એક જ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે તેમની ઓછી આયનીકરણ ઉર્જાને કારણે તેઓ સરળતાથી ગુમાવે છે. પરિણામે,આલ્કલી ધાતુઓ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે અને કુદરતમાં તેમના મૂળભૂત સ્વરૂપમાં જોવા મળતી નથી.

(N/A) આલ્કલી ધાતુઓમાં,સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,પરમાણુ કદ વધે છે અને અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ઘટે છે. આ પરિબળોને લીધે,પોટેશિયમમાં રહેલો સૌથી બહારનો ઇલેક્ટ્રોન સોડિયમની તુલનામાં વધુ સરળતાથી ગુમાવી શકાય છે. તેથી,પોટેશિયમ સોડિયમ કરતા વધુ સક્રિય છે.

(N/A) $i$. $Li$ અને $Mg$ બંને ઠંડા પાણી સાથે ધીમેથી પ્રક્રિયા કરે છે.
$ii$. $Li$ અને $Mg$ બંનેના ઓક્સાઈડ પાણીમાં ખૂબ ઓછા દ્રાવ્ય છે અને તેમના હાઈડ્રોક્સાઈડ ઊંચા તાપમાને વિઘટન પામે છે:
$2LiOH \xrightarrow{\Delta} Li_2O + H_2O$
$Mg(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} MgO + H_2O$
$iii$. $Li$ અને $Mg$ બંને $N_2$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને નાઈટ્રાઈડ બનાવે છે:
$6Li + N_2 \xrightarrow{\Delta} 2Li_3N$
$3Mg + N_2 \xrightarrow{\Delta} Mg_3N_2$
$iv$. $Li$ કે $Mg$ બંને પેરોક્સાઈડ કે સુપરઓક્સાઈડ બનાવતા નથી.
$v$. બંનેના કાર્બોનેટ સહસંયોજક સ્વભાવના હોય છે અને ગરમ કરવાથી વિઘટન પામે છે:
$Li_2CO_3 \xrightarrow{\Delta} Li_2O + CO_2$
$MgCO_3 \xrightarrow{\Delta} MgO + CO_2$
$vi$. $Li$ અને $Mg$ ઘન બાયકાર્બોનેટ બનાવતા નથી.
$vii$. $LiCl$ અને $MgCl_2$ બંને તેમના સહસંયોજક સ્વભાવને કારણે ઇથેનોલમાં દ્રાવ્ય છે.
$viii$. $LiCl$ અને $MgCl_2$ બંને ભેજગ્રાહી (deliquescent) છે અને જલીય દ્રાવણમાંથી હાઈડ્રેટ સ્વરૂપે સ્ફટિકીકરણ પામે છે,ઉદાહરણ તરીકે,$LiCl \cdot 2H_2O$ અને $MgCl_2 \cdot 6H_2O$.

(N/A) રાસાયણિક રિડક્શનની પ્રક્રિયામાં,ધાતુના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન કરવા માટે વધુ પ્રબળ રિડક્શનકર્તાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
આલ્કલી ધાતુઓ અને આલ્કલાઇન અર્થ ધાતુઓ પોતે જ સૌથી પ્રબળ રિડક્શનકર્તાઓમાંની એક છે.
તેથી,આ ધાતુઓ કરતાં વધુ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા ઉપલબ્ધ ન હોવાથી,તેમના ઓક્સાઇડનું રાસાયણિક રિડક્શન કરી શકાતું નથી.
આથી,તેમને સામાન્ય રીતે તેમના પીગળેલા ક્ષારોના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

(N/A) ત્રણેય તત્વો,$Li$,$K$ અને $Cs$,આલ્કલી ધાતુઓ છે. જોકે,$K$ અને $Cs$ નો ઉપયોગ ફોટોઈલેક્ટ્રિક કોષોમાં થાય છે,જ્યારે $Li$ નો થતો નથી.
આનું કારણ એ છે કે $K$ અને $Cs$ ની સરખામણીમાં $Li$ નું કદ નાનું હોય છે,જેના પરિણામે તેની આયનીકરણ ઉર્જા (ionization energy) વધારે હોય છે,જેથી તેમાંથી ઈલેક્ટ્રોન દૂર કરવો મુશ્કેલ બને છે.
બીજી તરફ,$K$ અને $Cs$ ની આયનીકરણ ઉર્જા ઓછી હોય છે,જે તેમને પ્રકાશના સંપર્કમાં આવતા સરળતાથી ઈલેક્ટ્રોન મુક્ત કરવા દે છે. આ ગુણધર્મને કારણે તેઓ ફોટોઈલેક્ટ્રિક કોષોમાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે.

(N/A) જ્યારે આલ્કલી ધાતુને પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગાળવામાં આવે છે,ત્યારે તે ઘેરા વાદળી રંગના દ્રાવણનું નિર્માણ કરે છે.
$M + (x+y) NH_3 \longrightarrow M^{+}(NH_3)_x + e^{-}(NH_3)_y$
એમોનિયેટેડ ઇલેક્ટ્રોન દ્રશ્ય પ્રકાશના લાલ રંગના વિસ્તારને અનુરૂપ ઊર્જાનું શોષણ કરે છે. તેથી,પારગમિત પ્રકાશ વાદળી રંગનો હોય છે.
વધારે સાંદ્રતા $(> 3 \, M)$ પર,ધાતુ આયનોના સમૂહો બને છે. આના કારણે દ્રાવણ તાંબા જેવો કાંસ્ય રંગ અને લાક્ષણિક ધાતુ જેવી ચમક ધારણ કરે છે.

સોલ્વે પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ ના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે થાય છે.
પગલું $1$: બ્રાઈન દ્રાવણ ($NaCl$ નું દ્રાવણ) ને એમોનિયા $(NH_3)$ સાથે સંતૃપ્ત કરવામાં આવે છે.
$2NH_3 + H_2O + CO_2 \longrightarrow (NH_4)_2CO_3$
પગલું $2$: એમોનિયેટેડ બ્રાઈનમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પસાર કરવામાં આવે છે જેથી અદ્રાવ્ય સોડિયમ હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટ $(NaHCO_3)$ બને છે.
$NH_3 + H_2O + CO_2 \longrightarrow NH_4HCO_3$
$NaCl + NH_4HCO_3 \longrightarrow NaHCO_3 \downarrow + NH_4Cl$
પગલું $3$: $NaHCO_3$ ના સ્ફટિકોને ગાળણ દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.
પગલું $4$: $NaHCO_3$ ને ગરમ કરીને સોડિયમ કાર્બોનેટ $(Na_2CO_3)$ મેળવવામાં આવે છે.
$2NaHCO_3 \longrightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$
પગલું $5$: ગાળણને ($NH_4Cl$ ધરાવતું) કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(Ca(OH)_2)$ સાથે પ્રક્રિયા કરાવીને એમોનિયા પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે.
$Ca(OH)_2 + 2NH_4Cl \longrightarrow 2NH_3 + 2H_2O + CaCl_2$
સમગ્ર પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$2NaCl + CaCO_3 \longrightarrow Na_2CO_3 + CaCl_2$

(N/A) સોલ્વે પ્રક્રિયામાં $NH_3$,$CO_2$ અને $NaCl$ ની પ્રક્રિયાથી $NaHCO_3$ બને છે,જે પાણીમાં અલ્પ દ્રાવ્ય હોવાથી અવક્ષેપિત થાય છે.
પોટેશિયમના કિસ્સામાં,$KHCO_3$ (પોટેશિયમ બાયકાર્બોનેટ) પાણીમાં ઘણું દ્રાવ્ય છે.
તેથી,તે દ્રાવણમાંથી અવક્ષેપિત થતું નથી,જેના કારણે આ પદ્ધતિ દ્વારા $K_2CO_3$ બનાવવા માટે જરૂરી મધ્યવર્તી ઉત્પાદનને અલગ કરવું અશક્ય છે.

(N/A) જેમ આપણે આલ્કલી ધાતુ સમૂહમાં નીચે જઈએ છીએ,તેમ વિદ્યુતધનમયતા વધે છે,જે આલ્કલી ધાતુ કાર્બોનેટ્સની ઉષ્મીય સ્થિરતામાં વધારો કરે છે.
લિથિયમ આયન $(Li^{+})$ ખૂબ જ નાનું કદ અને ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતા ધરાવે છે,જે તેને મોટા કાર્બોનેટ આયન $(CO_{3}^{2-})$ નું અસરકારક રીતે ધ્રુવીભવન કરવા સક્ષમ બનાવે છે.
આ ધ્રુવીભવનને કારણે $Li_{2}CO_{3}$ સહસંયોજક સ્વભાવનું અને ઉષ્મીય રીતે અસ્થિર બને છે,જેનાથી તે નીચા તાપમાને વિઘટિત થાય છે:
$Li_{2}CO_{3} \xrightarrow{\Delta} Li_{2}O + CO_{2}$
તેની સરખામણીમાં,$Na_{2}CO_{3}$ વધુ આયનીય અને સ્થિર છે,તેથી તેના વિઘટન માટે ખૂબ ઊંચા તાપમાનની જરૂર પડે છે.

(N/A) $(i)$ સોડિયમ ધાતુને સોડિયમ ક્લોરાઈડમાંથી ડાઉન્સ પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે. આ પ્રક્રિયામાં ડાઉન્સ સેલમાં $1123 \ K$ તાપમાને પીગળેલા $NaCl$ $(40 \%)$ અને $CaCl_{2}$ $(60 \%)$ નું વિદ્યુત વિભાજન કરવામાં આવે છે.
સ્ટીલ કેથોડ તરીકે અને ગ્રેફાઈટનો બ્લોક એનોડ તરીકે કાર્ય કરે છે. કેથોડ પર ધાતુમય $Na$ બને છે. પીગળેલું સોડિયમ સેલમાંથી બહાર કાઢીને કેરોસીન ઉપર એકત્રિત કરવામાં આવે છે.
$NaCl \xrightarrow{\text{Electrolysis}} Na^{+} + Cl^{-}$
કેથોડ પર: $Na^{+} + e^{-} \longrightarrow Na$
એનોડ પર: $2Cl^{-} \longrightarrow Cl_{2} + 2e^{-}$
$(ii)$ સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ સોડિયમ ક્લોરાઈડના જલીય દ્રાવણ (બ્રાઈન) ના વિદ્યુત વિભાજન દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે. આને કાસ્ટનર-કેલનર પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં,બ્રાઈન દ્રાવણનું કાર્બન એનોડ અને મર્ક્યુરી કેથોડનો ઉપયોગ કરીને વિદ્યુત વિભાજન કરવામાં આવે છે.
કેથોડ પર મુક્ત થતી સોડિયમ ધાતુ મર્ક્યુરી સાથે જોડાઈને એમાલગમ બનાવે છે.
કેથોડ: $Na^{+} + e^{-} \xrightarrow{Hg} Na-\text{amalgam}$
એનોડ: $Cl^{-} \longrightarrow \frac{1}{2} Cl_{2} + e^{-}$
$(iii)$ સોડિયમ પેરોક્સાઈડ: સૌ પ્રથમ,$NaCl$ નું વિદ્યુત વિભાજન કરીને $Na$ ધાતુ મેળવવામાં આવે છે (ડાઉન્સ પ્રક્રિયા). આ સોડિયમ ધાતુને પછી હવા (જેમાં $CO_{2}$ ન હોય) માં એલ્યુમિનિયમ ટ્રે પર ગરમ કરીને પેરોક્સાઈડ બનાવવામાં આવે છે.
$2Na + O_{2(air)} \longrightarrow Na_{2}O_{2}$
$(iv)$ સોડિયમ કાર્બોનેટ સોલ્વે પ્રક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે. સોડિયમ ક્લોરાઈડ અને એમોનિયમ હાઈડ્રોજન કાર્બોનેટની પ્રક્રિયામાં સોડિયમ હાઈડ્રોજન કાર્બોનેટ અવક્ષેપિત થાય છે.
$NH_{3} + H_{2}O + CO_{2} \longrightarrow NH_{4}HCO_{3}$
$NH_{4}HCO_{3} + NaCl \longrightarrow NH_{4}Cl + NaHCO_{3}$
આ સોડિયમ હાઈડ્રોજન કાર્બોનેટના સ્ફટિકોને ગરમ કરવાથી સોડિયમ કાર્બોનેટ મળે છે.
$2NaHCO_{3} \longrightarrow Na_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O$

(N/A) $(i)$ કોસ્ટિક સોડાના ઉપયોગો:
$(a)$ તેનો ઉપયોગ સાબુ ઉદ્યોગમાં થાય છે.
$(b)$ તેનો ઉપયોગ પ્રયોગશાળામાં પ્રક્રિયક તરીકે થાય છે.
$(ii)$ સોડિયમ કાર્બોનેટના ઉપયોગો:
$(a)$ તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે કાચ અને સાબુ ઉદ્યોગમાં થાય છે.
$(b)$ તેનો ઉપયોગ પાણીને નરમ બનાવવા (water softener) માટે થાય છે.
$(iii)$ ક્વિકલાઈમના ઉપયોગો:
$(a)$ તેનો ઉપયોગ ફોડેલો ચૂનો મેળવવા માટે શરૂઆતની સામગ્રી તરીકે થાય છે.
$(b)$ તેનો ઉપયોગ કાચ અને સિમેન્ટના ઉત્પાદનમાં થાય છે.

(N/A) આલ્કલી ધાતુઓમાં લિથિયમનું કદ સૌથી નાનું છે.
તેથી,$Li^{+}$ આયન તેની ઉચ્ચ વીજભાર ઘનતાને કારણે અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ કરતા પાણીના અણુઓનું વધુ સરળતાથી ધ્રુવીભવન (polarize) કરી શકે છે.
પરિણામે,પાણીના અણુઓ સ્ફટિકીકરણના પાણી તરીકે લિથિયમના ક્ષારો સાથે જોડાય છે.
તેથી,$LiCl \cdot 3H_{2}O$ જેવા લિથિયમના ક્ષારો સામાન્ય રીતે જલીય હોય છે.
જેમ જેમ આયનોનું કદ વધે છે,તેમ તેમની ધ્રુવીભવન શક્તિ ઘટે છે.
તેથી,અન્ય આલ્કલી ધાતુ આયનો સામાન્ય રીતે નિર્જળ ક્ષારો બનાવે છે.

(N/A) જૈવિક પ્રવાહીમાં સોડિયમ,પોટેશિયમ,મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમનું મહત્વ:
$(i)$ સોડિયમ $(Na^+)$:
સોડિયમ આયનો મુખ્યત્વે રક્ત પ્લાઝ્મા અને કોષોની આસપાસના આંતરકોષીય પ્રવાહીમાં જોવા મળે છે.
$(a)$ સોડિયમ આયનો ચેતા સંકેતોના પ્રસારણમાં ભાગ લે છે.
$(b)$ તેઓ કોષ પટલની આરપાર પાણીના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરે છે.
$(c)$ તેઓ કોષોમાં શર્કરા અને એમિનો એસિડના પરિવહનમાં મદદ કરે છે.
$(ii)$ પોટેશિયમ $(K^+)$:
પોટેશિયમ આયનો કોષની અંદરના પ્રવાહીમાં સૌથી વધુ સાંદ્રતામાં જોવા મળે છે.
$(a)$ $K^+$ આયનો ઘણા ઉત્સેચકોને સક્રિય કરે છે.
$(b)$ તેઓ $ATP$ ઉત્પન્ન કરવા માટે ગ્લુકોઝના ઓક્સિડેશનમાં ભાગ લે છે.
$(c)$ તેઓ ચેતા સંકેતોના પ્રસારણ માટે આવશ્યક છે.
$(iii)$ મેગ્નેશિયમ $(Mg^{2+})$ અને કેલ્શિયમ $(Ca^{2+})$:
મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમ મેક્રો-મિનરલ્સ છે,જે માનવ શરીરમાં તેમની વધુ માત્રા સૂચવે છે.
$(a)$ $Mg^{2+}$ સ્નાયુઓને આરામ આપવામાં અને ચેતાના કાર્યમાં સામેલ છે.
$(b)$ $Mg^{2+}$ ઘણા ઉત્સેચકો માટે કો-ફેક્ટર છે અને હાડકાના બંધારણમાં ભાગ લે છે.
$(c)$ $Ca^{2+}$ રક્તના ગંઠાઈ જવાની પ્રક્રિયા માટે આવશ્યક છે.
$(d)$ $Ca^{2+}$ હોમિયોસ્ટેસિસ જાળવવામાં અને સ્નાયુઓના સંકોચનમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.

(A) આલ્કલી સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,ધાતુઓના આયનીય કદ વધે છે: $Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$. નાના આયનો વધુ જલીયકરણ પામે છે. $Li^{+}$ સૌથી નાનું હોવાથી તે સૌથી વધુ જલીયકરણ પામે છે,જ્યારે $Cs^{+}$ સૌથી ઓછું જલીયકરણ પામે છે. જલીય આયનનું કદ જેટલું મોટું,તેની ગતિશીલતા તેટલી ઓછી. તેથી,ગતિશીલતાનો ક્રમ $Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$ છે.
$(b)$ અન્ય સમૂહ $1$ ના તત્વોથી વિપરીત,$Li$ નાઈટ્રોજન સાથે સીધી પ્રતિક્રિયા આપીને લિથિયમ નાઈટ્રાઈડ $(Li_{3}N)$ બનાવે છે. આનું કારણ એ છે કે $Li^{+}$ આયનનું કદ $N^{3-}$ આયન સાથે સુસંગત છે,જે ખૂબ ઊંચી લેટીસ ઉર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.
$(c)$ $M^{2+} + 2e^{-} \longrightarrow M$ માટે પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$ એ ઉર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી,આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પીના સરવાળા પર આધાર રાખે છે. $Ca, Sr$ અને $Ba$ માટે આ પરિબળોની સંયુક્ત અસર લગભગ સમાન રહે છે,તેથી તેમના $E^{\circ}$ મૂલ્યો લગભગ સમાન છે.

(N/A) જ્યારે $Na_{2}CO_{3}$ ને પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું જળવિભાજન થઈને $NaHCO_{3}$ અને $NaOH$ બને છે. $NaOH$ એક પ્રબળ બેઝ હોવાથી,પરિણામી દ્રાવણ આલ્કલાઇન બને છે.
$Na_{2}CO_{3} + H_{2}O \longrightarrow NaHCO_{3} + NaOH$
$(b)$ આલ્કલી ધાતુઓ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે અને તેમના ઓક્સાઇડના રાસાયણિક રિડક્શન દ્વારા તેમને તૈયાર કરી શકાતી નથી. તેઓ અત્યંત ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ હોવાથી વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા પણ મેળવી શકાતી નથી. જલીય દ્રાવણોનું વિદ્યુતવિભાજન પણ શક્ય નથી કારણ કે મુક્ત થયેલી ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. તેથી,તેમને તેમના પીગળેલા ક્લોરાઇડના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.
$(c)$ સોડિયમ આયનો $(Na^+)$ મુખ્યત્વે રક્ત પ્લાઝ્મા અને આંતરકોષીય પ્રવાહીમાં જોવા મળે છે,જે ચેતા સંકેતોના પ્રસારણ,કોષ પટલની આરપાર પાણીના પ્રવાહના નિયમન અને કોષોમાં શર્કરા અને એમિનો એસિડના પરિવહનમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. પોટેશિયમ આયનો $(K^+)$ કોષોની અંદર આવશ્યક છે,પરંતુ સોડિયમના વિશિષ્ટ બાહ્યકોષીય કાર્યો તેને શારીરિક પ્રક્રિયાઓ માટે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે.

(N/A) $Na_{2}O_{2}$ અને પાણી વચ્ચેની પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2Na_{2}O_{2(s)} + 2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow 4NaOH_{(aq)} + O_{2(g)}$
$(b)$ $KO_{2}$ અને પાણી વચ્ચેની પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$2KO_{2(s)} + 2H_{2}O_{(l)} \longrightarrow 2KOH_{(aq)} + H_{2}O_{2(aq)} + O_{2(g)}$
$(c)$ $Na_{2}O$ અને $CO_{2}$ વચ્ચેની પ્રક્રિયા માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ:
$Na_{2}O_{(s)} + CO_{2(g)} \longrightarrow Na_{2}CO_{3(s)}$

(D) આલ્કલી સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં પરમાણુ કદ વધે છે.
પરમાણુ કદ વધવાને કારણે,સ્ફટિક લેટીસમાં ધાત્વિક બંધની મજબૂતી ઘટે છે.
પરિણામે,ગલનબિંદુમાં ઘટાડો થાય છે.
આપેલ ધાતુઓમાંથી,$Cs$ નું કદ સૌથી મોટું હોવાથી તેનું ગલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.

(A) જલીયકરણનું પ્રમાણ આયનના કદ પર આધાર રાખે છે; આયનનું કદ જેટલું નાનું,તેટલું તેનું જલીયકરણનું પ્રમાણ વધારે હોય છે.
આપેલ આલ્કલી ધાતુઓમાં,$Li^+$ નું આયનીય કદ સૌથી નાનું છે.
તેના નાના કદને કારણે,$Li^+$ સૌથી વધુ વીજભાર ઘનતા અને સૌથી વધુ ધ્રુવીભવન શક્તિ ધરાવે છે.
પરિણામે,તે અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ કરતા પાણીના અણુઓને વધુ મજબૂત રીતે આકર્ષે છે,જેનાથી $LiCl \cdot 2H_2O$ જેવા જલીય ક્ષારો બને છે.
અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ $(Na, K, Rb, Cs)$ મોટી આયનીય ત્રિજ્યા અને ઓછી વીજભાર ઘનતા ધરાવે છે,તેથી તેઓ સામાન્ય રીતે જલીય ક્ષારો બનાવતા નથી.

(N/A) લિથિયમ $(Li)$ અને બેરિલિયમ $(Be)$,જે અનુક્રમે સમૂહ $1$ અને સમૂહ $2$ ના પ્રથમ તત્વો છે,તે તેમના સંબંધિત સમૂહના અન્ય સભ્યો કરતા અલગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે.
આ અસામાન્ય ગુણધર્મોમાં,તેઓ પછીના સમૂહના બીજા તત્વ સાથે સામ્યતા ધરાવે છે. આમ,લિથિયમ મેગ્નેશિયમ $(Mg)$ સાથે અને બેરિલિયમ એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ સાથે તેમના ઘણા ગુણધર્મોમાં સમાનતા દર્શાવે છે.
આ પ્રકારની વિકર્ણીય સમાનતાને આવર્ત કોષ્ટકમાં વિકર્ણીય સંબંધ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. વિકર્ણીય સંબંધ તત્વોના આયનીય કદ અને/અથવા વીજભાર/ત્રિજ્યા ગુણોત્તર $(ionic \ potential)$ માં સમાનતાને કારણે જોવા મળે છે.
એક સંયોજક સોડિયમ $(Na^+)$ અને પોટેશિયમ $(K^+)$ આયનો,અને દ્વિ-સંયોજક મેગ્નેશિયમ $(Mg^{2+})$ અને કેલ્શિયમ $(Ca^{2+})$ આયનો જૈવિક પ્રવાહીમાં મોટા પ્રમાણમાં જોવા મળે છે. આ આયનો આયન સંતુલન જાળવવા અને ચેતા આવેગના વહન જેવી મહત્વપૂર્ણ જૈવિક કાર્યો કરે છે.

(N/A) બધી આલ્કલી ધાતુઓમાં નિષ્ક્રિય વાયુના કોરની બહાર એક સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન,$ns^{1}$ હોય છે.
આ તત્વોની સૌથી બહારની સંયોજકતા કક્ષામાં રહેલો ઢીલી રીતે જોડાયેલો $s$-ઇલેક્ટ્રોન તેમને સૌથી વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ ધાતુઓ બનાવે છે.
તેઓ સરળતાથી એક ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવીને મોનોવેલેન્ટ $M^{+}$ આયનો બનાવે છે. તેથી,તેઓ પ્રકૃતિમાં ક્યારેય મુક્ત અવસ્થામાં જોવા મળતા નથી.

તત્વ	ઇલેક્ટ્રોનિક રચના
લિથિયમ $(Li)$	$1s^{2} 2s^{1}$
સોડિયમ $(Na)$	$1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{1}$
પોટેશિયમ $(K)$	$1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 4s^{1}$
રૂબિડિયમ $(Rb)$	$1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 3d^{10} 4s^{2} 4p^{6} 5s^{1}$
સીઝિયમ $(Cs)$	$[Xe] 6s^{1}$
ફ્રાન્સિયમ $(Fr)$	$[Rn] 7s^{1}$

(N/A) આવર્ત કોષ્ટકના કોઈ ચોક્કસ આવર્તમાં આલ્કલી ધાતુના પરમાણુઓનું કદ સૌથી મોટું હોય છે. પરમાણુ ક્રમાંક વધવાની સાથે પરમાણુનું કદ વધે છે.
એક સંયોજક આયનો $(M^{+})$ તેમના મૂળ પરમાણુ કરતા નાના હોય છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ઘટે છે જ્યારે કેન્દ્રીય વીજભાર સમાન રહે છે,જેના પરિણામે અસરકારક કેન્દ્રીય આકર્ષણ વધે છે.
આલ્કલી ધાતુઓની પરમાણ્વીય અને આયનીય ત્રિજ્યા સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં વધે છે,એટલે કે $Li$ થી $Cs$ તરફ જતાં તેમનું કદ વધે છે.

(N/A) આલ્કલી ધાતુઓની આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘણી ઓછી હોય છે અને $Li$ થી $Cs$ તરફ સમૂહમાં નીચે જતાં ઘટે છે. આનું કારણ એ છે કે કદમાં વધારાની અસર વધતા પરમાણ્વીય ભાર (કેન્દ્રીય વીજભાર) કરતા વધારે હોય છે,અને સૌથી બહારનો ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રીય વીજભારથી ખૂબ સારી રીતે સ્ક્રીન થયેલ હોય છે.
આલ્કલી ધાતુ આયનોની જલીયકરણ એન્થાલ્પી આયનીય કદમાં વધારા સાથે ઘટે છે.
$Li^{+} > Na^{+} > K^{+} > Rb^{+} > Cs^{+}$
$Li^{+}$ મહત્તમ જલીયકરણ ધરાવે છે અને આ કારણોસર લિથિયમ ક્ષારો મોટે ભાગે જલીય હોય છે,દા.ત.,$LiCl \cdot 2H_{2}O$.

(A) આયનનું કદ જેટલું નાનું,તેટલું તેનું જલીયકરણ (hydration) વધુ થાય છે. આપેલી આલ્કલી ધાતુઓમાં,$Li^+$ કદમાં સૌથી નાનું છે.
વધુમાં,તેની ચાર્જ ડેન્સિટી અને પોલરાઇઝિંગ પાવર સૌથી વધુ છે. તેથી,તે અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ કરતા પાણીના અણુઓને વધુ મજબૂતીથી આકર્ષે છે.
પરિણામે,તે $LiCl \cdot 2H_2O$ જેવા જલીય ક્ષાર બનાવે છે. અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ $Li^+$ કરતા મોટી છે અને તેમની ચાર્જ ડેન્સિટી ઓછી છે. તેથી,તેઓ સામાન્ય રીતે જલીય ક્ષાર બનાવતા નથી.

(N/A) આલ્કલી ધાતુઓમાં લિથિયમ $(Li)$,સોડિયમ $(Na)$,પોટેશિયમ $(K)$,રુબિડિયમ $(Rb)$,સીઝિયમ $(Cs)$ અને ફ્રાન્સિયમ $(Fr)$ નો સમાવેશ થાય છે.
આ ધાતુઓની સંયોજકતા કક્ષામાં માત્ર $1$ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે,જે તેમની ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે તેઓ સરળતાથી ગુમાવે છે.
આ ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાત્મકતાને કારણે,તેઓ ઓક્સિજન,પાણી અને હેલોજન જેવા અન્ય તત્વો સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે,અને તેથી તેઓ કુદરતમાં તેમના મુક્ત તત્વ સ્વરૂપમાં જોવા મળતા નથી.

(D) આલ્કલી ધાતુ સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં પરમાણ્વીય કદ વધે છે. પરિણામે,સ્ફટિક લેટીસમાં તેમના પરમાણુઓની બંધન ઊર્જા ઘટે છે.
આ ઉપરાંત,આવર્ત કોષ્ટકમાં સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં ધાત્વિક બંધની મજબૂતી ઘટે છે. આના કારણે ગલનબિંદુમાં ઘટાડો થાય છે.
આલ્કલી ધાતુઓમાં,$Cs$ $(Cesium)$ નું પરમાણ્વીય કદ સૌથી મોટું છે અને ધાત્વિક બંધન સૌથી નબળું છે,જેના પરિણામે તેનું ગલનબિંદુ સૌથી ઓછું છે.

(N/A) બધી આલ્કલી ધાતુઓ રૂપેરી-સફેદ,નરમ અને હલકી ધાતુઓ છે.
તેમના મોટા પરમાણુ કદને કારણે,આ તત્વોની ઘનતા ઓછી હોય છે,જે સામાન્ય રીતે $Li$ થી $Cs$ સુધી સમૂહમાં નીચે તરફ વધે છે,જોકે $K$ એ $Na$ કરતા હલકું છે.
આલ્કલી ધાતુઓના ગલનબિંદુ અને ઉત્કલનબિંદુ નીચા હોય છે,જે દર્શાવે છે કે તેમની પાસે માત્ર એક જ સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન હોવાને કારણે નબળા ધાત્વીય બંધ હોય છે.
આલ્કલી ધાતુઓ અને તેમના ક્ષારો ઓક્સિડાઇઝિંગ જ્યોતને લાક્ષણિક રંગ આપે છે કારણ કે જ્યોતની ગરમી સૌથી બહારની કક્ષાના ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરે ઉત્તેજિત કરે છે.
જ્યારે ઉત્તેજિત ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં પાછો આવે છે,ત્યારે તે નીચેના કોષ્ટકમાં દર્શાવ્યા મુજબ દૃશ્યમાન વિસ્તારમાં વિકિરણનું ઉત્સર્જન કરે છે:

ધાતુ	$Li$	$Na$	$K$	$Rb$	$Cs$
રંગ	ક્રિમસન લાલ	પીળો	જાંબલી	લાલ-જાંબલી	વાદળી
$\lambda / nm$	$670.8$	$589.2$	$766.5$	$780.0$	$455.5$

(N/A) આલ્કલી ધાતુઓ તેમના મોટા કદ અને ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે ખૂબ જ સક્રિય હોય છે. સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આ ધાતુઓની સક્રિયતા વધે છે.
હવા સાથેની સક્રિયતા: આલ્કલી ધાતુઓ સૂકી હવામાં તેમના ઓક્સાઇડ બનવાને કારણે ઝાંખી પડે છે,જે ભેજ સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.
તેઓ ઓક્સિજનમાં સળગીને ઓક્સાઇડ બનાવે છે. લિથિયમ મોનોક્સાઇડ $(Li_{2}O)$,સોડિયમ પેરોક્સાઇડ $(Na_{2}O_{2})$ અને અન્ય ધાતુઓ સુપરઓક્સાઇડ $(MO_{2})$ બનાવે છે. સુપરઓક્સાઇડ $(O_{2}^{-})$ આયન ફક્ત $K^{+}$,$Rb^{+}$ અને $Cs^{+}$ જેવા મોટા કેટાયનની હાજરીમાં સ્થિર હોય છે.
સમીકરણો: $4Li + O_{2} \rightarrow 2Li_{2}O$,$2Na + O_{2} \rightarrow Na_{2}O_{2}$,$M + O_{2} \rightarrow MO_{2}$ (જ્યાં $M = K, Rb, Cs$).
લિથિયમ નાઇટ્રોજન સાથે સીધી પ્રક્રિયા કરીને નાઇટ્રાઇડ $(Li_{3}N)$ બનાવે છે.
પાણી સાથેની સક્રિયતા: આલ્કલી ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રક્રિયા કરીને હાઇડ્રોક્સાઇડ અને ડાયહાઇડ્રોજન વાયુ બનાવે છે: $2M + 2H_{2}O \rightarrow 2M^{+} + 2OH^{-} + H_{2}$.
લિથિયમનું $E^{\ominus}$ મૂલ્ય સૌથી વધુ ઋણ હોવા છતાં,તેની પાણી સાથેની પ્રક્રિયા સોડિયમ કરતા ઓછી જોરદાર હોય છે,જેનું કારણ લિથિયમનું નાનું કદ અને ઉચ્ચ જલીયકરણ ઉર્જા છે.
ડાયહાઇડ્રોજન સાથેની સક્રિયતા: આલ્કલી ધાતુઓ ઊંચા તાપમાને (દા.ત.,$673 \ K$) ડાયહાઇડ્રોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયનીય હાઇડ્રાઇડ $(M^{+}H^{-})$ બનાવે છે.
હેલોજન સાથેની સક્રિયતા: તેઓ હેલોજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને આયનીય હેલાઇડ $(M^{+}X^{-})$ બનાવે છે. લિથિયમ હેલાઇડ્સ $Li^{+}$ આયનની ઉચ્ચ ધ્રુવીભવન શક્તિને કારણે થોડા સહસંયોજક હોય છે.

(A) આલ્કલી ધાતુઓ તેમના મોટા કદ અને ઓછી આયનીકરણ એન્થાલ્પીને કારણે ખૂબ જ સક્રિય હોય છે. સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં તેમની સક્રિયતા વધે છે.
$(a)$ હવા સાથેની પ્રતિક્રિયા: આલ્કલી ધાતુઓ હવામાં ઓક્સાઈડ બનાવે છે. ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$,$2Na + O_2 \rightarrow Na_2O_2$,અને $M + O_2 \rightarrow MO_2$ $(M = K, Rb, Cs)$. લિથિયમ નાઈટ્રોજન સાથે $Li_3N$ બનાવે છે.
પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયા: $2M + 2H_2O \rightarrow 2M^+ + 2OH^- + H_2$. લિથિયમની જલીયકરણ ઉર્જા વધુ હોવાથી તે સોડિયમ કરતા ઓછી પ્રતિક્રિયાત્મક છે.
ડાયહાઈડ્રોજન સાથેની પ્રતિક્રિયા: $2M + H_2 \rightarrow 2M^+H^-$.
હેલોજન સાથેની પ્રતિક્રિયા: $M^+X^-$ પ્રકારના આયનીય હેલાઈડ બનાવે છે.
$(b)$ રિડક્શન પોટેન્શિયલ: આલ્કલી ધાતુઓનો પ્રમાણિત ઈલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^{\ominus})$ ખૂબ જ ઋણ હોય છે,જે તેમને પ્રબળ રિડક્શનકર્તા બનાવે છે.
$(c)$ પ્રવાહી એમોનિયા સાથેની પ્રક્રિયા: આલ્કલી ધાતુઓ પ્રવાહી એમોનિયામાં ઓગળીને ઘેરા વાદળી રંગના,વિદ્યુતવાહક અને અનુચુંબકીય દ્રાવણો બનાવે છે: $M + (x+y)NH_3 \rightarrow [M(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-$. વાદળી રંગ એમોનિયેટેડ ઈલેક્ટ્રોનને કારણે હોય છે.

(N/A) આલ્કલી સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં,ધાતુઓના આયનીય કદ $Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$ ના ક્રમમાં વધે છે. નાના આયનો વધુ જલીયકરણ (hydration) પામે છે. તેથી,જલીયકરણનું પ્રમાણ $Li^{+} > Na^{+} > K^{+} > Rb^{+} > Cs^{+}$ મુજબ ઘટે છે. જલીય આયનનું કદ જેટલું મોટું,તેની ગતિશીલતા તેટલી ઓછી. તેથી,ગતિશીલતાનો ક્રમ $Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$ થાય છે.
$(b)$ $Li$ એકમાત્ર આલ્કલી ધાતુ છે જે નાઈટ્રોજન સાથે સીધી પ્રક્રિયા કરીને લિથિયમ નાઈટ્રાઈડ $(Li_{3}N)$ બનાવે છે. આનું કારણ એ છે કે $Li^{+}$ આયનનું કદ નાનું હોવાથી તે $N^{3-}$ આયન સાથે વધુ સુસંગત છે,જે ઊંચી લેટીસ ઉર્જા ઉત્પન્ન કરે છે.
$(c)$ $M^{2+}/M$ માટે પ્રમાણિત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ $(E^{\circ})$ એ ઉર્ધ્વપાતન એન્થાલ્પી,આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને જલીયકરણ એન્થાલ્પીના સરવાળા પર આધાર રાખે છે. $Ca, Sr$ અને $Ba$ માટે આ પરિબળોની સંયુક્ત અસર લગભગ સમાન રહે છે,તેથી તેમના ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ લગભગ અચળ છે.

(N/A) સોડિયમ એઝાઈડ $(NaN_3)$ ના ઉષ્મીય વિઘટનથી સોડિયમ ધાતુ અને ડાયનાઈટ્રોજન વાયુ મળે છે.
રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$2 NaN_3 \rightarrow 2 Na + 3 N_2$

(N/A) એક જ ઊભી હરોળ અથવા સમૂહમાં રહેલા તત્વો સમાન સંયોજકતા કોષ ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન,બાહ્ય કક્ષકોમાં સમાન સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન અને સમાન રાસાયણિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. સમૂહ $1$ ના તત્વો (આલ્કલી ધાતુઓ) સામાન્ય સંયોજકતા કોષ ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન $ns^{1}$ ધરાવે છે. વિગતો નીચેના કોષ્ટકમાં આપેલી છે:

તત્વ (પરમાણુ ક્રમાંક)	સંજ્ઞા અને ઇલેક્ટ્રોનિક કોન્ફિગરેશન
લિથિયમ $(3)$	$Li: [He] 2s^{1}$
સોડિયમ $(11)$	$Na: [Ne] 3s^{1}$
પોટેશિયમ $(19)$	$K: [Ar] 4s^{1}$
રૂબિડિયમ $(37)$	$Rb: [Kr] 5s^{1}$
સીઝિયમ $(55)$	$Cs: [Xe] 6s^{1}$
ફ્રાન્સિયમ $(87)$	$Fr: [Rn] 7s^{1}$

આમ,તે સ્પષ્ટ છે કે તત્વના ગુણધર્મો તેના પરમાણુ ક્રમાંક પર સામયિક નિર્ભરતા ધરાવે છે.

આયનીકરણ એન્થાલ્પી અને પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા એકબીજા સાથે વ્યસ્ત રીતે સંબંધિત છે.
જ્યારે આપણે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જઈએ છીએ,ત્યારે નવી કક્ષાઓ ઉમેરાવાને કારણે પરમાણ્વીય ત્રિજ્યા વધે છે.
પરિણામે,સૌથી બહારનો ઇલેક્ટ્રોન કેન્દ્રથી વધુ દૂર જાય છે,જેનાથી આંતરિક ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા શીલ્ડિંગ અસર (shielding effect) વધે છે.
આ વધેલી શીલ્ડિંગ અસર કેન્દ્રીય વીજભારમાં થતા વધારા કરતા વધુ પ્રભાવી હોય છે,જેના પરિણામે કેન્દ્ર અને સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચેનું આકર્ષણ બળ નબળું પડે છે.
તેથી,સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે ઓછી ઉર્જાની જરૂર પડે છે,જેના કારણે સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં આયનીકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.

(D) આવર્ત કોષ્ટકમાં સમૂહમાં ઉપરથી નીચે તરફ જતાં વિદ્યુતઋણતા ઘટે છે,કારણ કે પરમાણુનું કદ વધે છે અને અસરકારક કેન્દ્રીય વીજભાર ઘટે છે.
આલ્કલી ધાતુઓ $(Li, Na, K, Rb, Cs)$ માં,$Cs$ સમૂહમાં સૌથી નીચે આવેલું છે.
તેથી,$Cs$ નું પરમાણુ કદ સૌથી મોટું છે અને તેની વિદ્યુતઋણતા સૌથી ઓછી છે.

(N/A) લિથિયમ ધાતુનો ઉપયોગ ઉપયોગી મિશ્રધાતુઓ બનાવવા માટે થાય છે,ઉદાહરણ તરીકે મોટર એન્જિન માટે 'વ્હાઇટ મેટલ' બેરિંગ્સ બનાવવા માટે સીસા (lead) સાથે,એરક્રાફ્ટના ભાગો બનાવવા માટે એલ્યુમિનિયમ સાથે,અને આર્મર પ્લેટ્સ બનાવવા માટે મેગ્નેશિયમ સાથે. તેનો ઉપયોગ થર્મોન્યુક્લિયર પ્રતિક્રિયાઓમાં થાય છે.
લિથિયમનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કોષો બનાવવા માટે પણ થાય છે.
સોડિયમનો ઉપયોગ $Na/Pb$ મિશ્રધાતુ બનાવવા માટે થાય છે જે $PbEt_4$ અને $PbMe_4$ બનાવવા માટે જરૂરી છે. આ ઓર્ગેનોલેડ સંયોજનો અગાઉ પેટ્રોલ માટે એન્ટી-નોક એડિટિવ્સ તરીકે વપરાતા હતા,પરંતુ આજકાલ વાહનોમાં સીસા-મુક્ત (lead-free) પેટ્રોલનો ઉપયોગ થાય છે.
પ્રવાહી સોડિયમ ધાતુનો ઉપયોગ ફાસ્ટ બ્રીડર ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં કુલન્ટ તરીકે થાય છે.
પોટેશિયમ જૈવિક પ્રણાલીઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. પોટેશિયમ ક્લોરાઇડનો ઉપયોગ ખાતર તરીકે થાય છે.
પોટેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનો ઉપયોગ નરમ સાબુના ઉત્પાદનમાં થાય છે. તેનો ઉપયોગ કાર્બન ડાયોક્સાઇડના ઉત્તમ શોષક તરીકે પણ થાય છે.

(A) આલ્કલી ધાતુ આયનોની જલીયકરણ એન્થાલ્પી તેમની આયનીય ત્રિજ્યાના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે.
સમૂહમાં નીચે તરફ જતાં આયનીય ત્રિજ્યા વધે છે,તેથી જલીયકરણ એન્થાલ્પી ઘટે છે.
$Li^{+}$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી નાની હોવાથી તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી વધુ છે અને $Cs^{+}$ ની આયનીય ત્રિજ્યા સૌથી મોટી હોવાથી તેની જલીયકરણ એન્થાલ્પી સૌથી ઓછી છે.
સાચો ઘટતો ક્રમ આ મુજબ છે: $Li^{+} > Na^{+} > K^{+} > Rb^{+} > Cs^{+}$.

(A) આલ્કલી ધાતુઓ ઓક્સિજન સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાતુના પ્રકાર મુજબ અલગ-અલગ ઓક્સાઇડ બનાવે છે.
લિથિયમ મુખ્યત્વે $Li_{2}O$ (થોડા પ્રમાણમાં પેરોક્સાઇડ $Li_{2}O_{2}$) બનાવે છે.
સોડિયમ વધુ હવાની હાજરીમાં પેરોક્સાઇડ $Na_{2}O_{2}$ બનાવે છે.
પોટેશિયમ,રૂબિડિયમ અને સિઝિયમ વધુ હવાની હાજરીમાં $MO_{2}$ પ્રકારના સુપરઓક્સાઇડ બનાવે છે.
ધાતુ આયનનું કદ વધવાની સાથે પેરોક્સાઇડ અને સુપરઓક્સાઇડની સ્થિરતા વધે છે,કારણ કે લેટિસ ઊર્જાની અસર દ્વારા મોટા ઋણ આયનો મોટા ધન આયનો દ્વારા સ્થાયી થાય છે.
શુદ્ધ અવસ્થામાં ઓક્સાઇડ અને પેરોક્સાઇડ રંગવિહીન હોય છે,જ્યારે સુપરઓક્સાઇડ પીળા અથવા નારંગી રંગના હોય છે.
સુપરઓક્સાઇડ અનુચુંબકીય (paramagnetic) હોય છે. સોડિયમ પેરોક્સાઇડનો ઓક્સિડેશનકર્તા તરીકે વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે.

આલ્કલી ધાતુઓના ઓક્સાઇડ પાણી દ્વારા સરળતાથી જળવિભાજન પામીને હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.
$M_{2}O + H_{2}O \rightarrow 2 M^{+} + 2 OH^{-}$
$M_{2}O_{2} + 2 H_{2}O \rightarrow 2 M^{+} + 2 OH^{-} + H_{2}O_{2}$
$2 MO_{2} + 2 H_{2}O \rightarrow 2 M^{+} + 2 OH^{-} + H_{2}O_{2} + O_{2}$
આ ઓક્સાઇડની પાણી સાથેની પ્રક્રિયાથી મળતા હાઇડ્રોક્સાઇડ બધા સફેદ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થો છે.
આલ્કલી ધાતુના હાઇડ્રોક્સાઇડ તમામ બેઝમાં સૌથી પ્રબળ છે અને તીવ્ર જલીયકરણને કારણે ઘણી ગરમી મુક્ત કરીને પાણીમાં મુક્તપણે ઓગળે છે.