عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
19K

بوتاسيوم

بوتاسيوم عنصر كيميائي عدده الذري 19 ورمزه K. يقع في الدورة 4، المجموعة 1 ضمن القطاع s. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Ar] 4s1.

العدد الذري19
الكتلة الذرية القياسية39.0983(1)
المجموعة1
الدورة4
القطاعs
التوزيع الإلكتروني[Ar] 4s1
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

يمتلك بوتاسيوم إلكترون تكافؤ واحداً في غلافه الخارجي، ولذلك يميل إلى فقده وتكوين كاتيون بشحنة +1. يفسر ذلك التفاعلية العالية للفلزات القلوية وندرة وجودها حرة في الطبيعة.

التوزيع الإلكتروني لـبوتاسيوم هو [Ar] 4s1. كلما نزلنا في المجموعة 1 يزداد نصف القطر ويصبح فقد إلكترون التكافؤ أسهل، فتظهر اتجاهات دورية واضحة في التفاعلية وطاقة التأين.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يوجد بوتاسيوم غالباً في مركبات أيونية مثل الأكاسيد والهيدروكسيدات والهاليدات والكربونات أو الكبريتات. يكون الفلز الحر أكثر تفاعلاً، لذلك تعكس كيمياؤه الطبيعية ميله إلى تكوين كاتيونات مستقرة.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 0.890g/cm³. نقطة الانصهار هي 336.7 K (63.55 °C). نقطة الغليان هي 1 032 K (758.9 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد بوتاسيوم وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر بوتاسيوم في تطبيقات مرتبطة بـإنتاج الأسمدة، علم الأحياء، صابون وقواعد كيميائية. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

إنتاج الأسمدة

تدخل مركبات بوتاسيوم في الأسمدة أو تغذية النبات عندما يكون هذا العنصر ضرورياً للنمو والتمثيل الغذائي.

علم الأحياء

تشارك أيونات بوتاسيوم أو مركباته في تراكيب حيوية أو إنزيمات أو إشارات خلوية أو عمليات أيضية.

صابون

تتفاعل قواعد الصوديوم أو البوتاسيوم القوية مع الدهون في عملية التصبن لتكوين أملاح الصابون.

قواعد كيميائية

تُعد القواعد القوية أو المركبات القاعدية المحتوية على بوتاسيوم كواشف مهمة في الكيمياء الصناعية والمخبرية.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع بوتاسيوم في الدورة 4 والمجموعة 1. العناصر المجاورة المعروضة هي: صوديوم؛ مغنيسيوم؛ كالسيوم؛ روبيديوم؛ سترونشيوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيففلز قلوي
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 8 · 1
الكثافة0.890g/cm³
نقطة الانصهار336.8 K (63.7 °C)
نقطة الغليان1 032 K (758.9 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ0.82
طاقة التأين الأولى418.8 kJ/mol
الألفة الإلكترونية48.38 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف بوتاسيوم بأعمال همفري ديفي. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـبوتاسيوم هي 39.0983(1). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـبوتاسيوم نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

يمكن أن يتفاعل بوتاسيوم بعنف في ظروف معينة، ولا سيما مع المواد غير المتوافقة. يجب ضبط الحرارة والرطوبة والهواء وبيئة التفاعل بحسب صورة العينة.