Общая характеристика

Все элементы главных подгрупп I и II групп Периодической системы, а также водород и гелий, относят к s-элементам. Все они, кроме водорода и гелия, — металлы. Металлы I группы называют щелочными, так как они реагируют с водой, образуя щелочи. Металлы II группы, за исключением бериллия и магния, называют щелочноземельными. Франций, завершающий I группу, и радий, завершающий II группу, являются радиоактивными.

Все s-металлы имеют во внешней оболочке по одному или два электрона, могут легко их отдавать, образуя ионы с устойчивыми конфигурациями благородных газов. Высокая восстановительная активность этих металлов проявляется в очень низких значениях их потенциалов (энергий) ионизации (ПИ) и электроотрицательностей (ЭО).

Некоторые свойства s-металлов

Элемент	Металлический радиус, нм	Ионный радиус, нм	ПИ, эВ	ЭО по Полингу	ρ, г/см³	t_пл, °С	t_кип, °С
Группа I
Li	0,152	0,078	5,32	1,0	0,53	181	1347
Na	0,190	0,098	5,14	0,9	0,97	98	883
К	0,227	0,133	4,34	0,8	0,86	64	774
Rb	0,248	0,149	4,18	0,8	1,53	39	688
Cs	0,265	0,165	3,89	0,8	1,87	28	678
Группа II
Ве	0,113	0,034	9,32	1,6	1,85	1278	2970
Мg	0,160	0,078	7,65	1,3	1,74	649	1090
Са	0,197	0,106	6,11	1,0	1,55	839	1484
Sr	0,215	0,127	5,70	1,0	2,54	769	1384
Ва	0,217	0,148	5,21	0,9	3,59	729	1637

При обычных условиях s-металлы находятся в кристаллическом состоянии. Все металлы I группы имеют объемно-центрированную кубическую упаковку. Бериллий и магний имеют гексагональную плотную упаковку (ГПУ), кальций и стронций — гране-центрированную кубическую упаковку (ГКУ), барий — ОЦКУ.

Металлы I группы — мягкие и имеют небольшую плотность по сравнению с другими. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на ее поверхности, реагируя с ней. Металлы II группы тверже и плотнее щелочных. Низкие значения температур плавления и кипения s-металлов объясняются сравнительно слабыми металлическими связями в кристаллических решетках этих металлов. Так, энергия связи (в эВ) лития составляет 1,65; натрия — 1,11; калия — 0,92; рубидия — 0,84; цезия — 0,79; соответствующие значения у бериллия — 3,36; магния — 1,53; кальция — 1,85; стронция— 1,70; бария— 1,87.

Металлические связи образуются делокализованными валентными электронами, удерживающими вместе положительные ионы атомов металла. Чем больше металлический радиус в каждой из групп, тем более «тонким слоем» распределены делокализованные электроны по положительным ионам и тем слабее связь. Этим и объясняются низкие температуры плавления и кипения для металлов I и II групп. Температуры плавления и кипения во II группе в отличие от щелочных металлов изменяются несистематически, что объясняется неодинаковой кристаллической структурой у металлов этой группы.