Химия
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ
11. Щелочные металлы
Свойства элементов I A группы.
Свойства |
3 Li |
11 Na |
19 K |
37 Rb |
55 Cs |
87 Fr |
|
Атомная масса |
6,941 |
22,9898 |
39,098 |
85,468 |
132,905 |
[223] |
|
Электронная конфигурация* |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,155 |
0,189 |
0,238 |
0,253 |
0,274 |
0,280 |
|
|
0,068 |
0,098 |
0,133 |
0,149 |
0,165 |
0,175 |
|
Энергия ионизации
|
5,392 |
5,14 |
4,341 |
4,176 |
3,89 |
3,98 |
|
Относительная электро- |
0,97 |
1,01 |
0,91 |
0,89 |
0,86 |
0,86 |
|
Возможные степени окисления |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
|
кларк, ат.% (распро- |
0,02 |
2,0 |
1,1 |
7*10-3 |
9*10-9 |
- |
|
Агрегатное состояние (н. у.), цвет |
С Е Р Е Б Р И С Т Ы Е М Е Т А Л Л Ы |
|||||
|
|
180,05 |
97,82 |
63,2 |
38,7 |
28,64 |
23 |
|
|
1317 |
890 |
753,8 |
701 |
635 |
669 |
|
Плотность  |
0,534 |
0,971 |
0,862 |
1,532 |
1,873 |
2,1- 2,4 |
|
Стандартный электродный потенциал
|
-3,02 |
-2,71 |
-2,92 |
-2,925 |
-2,91 |
- |
*Приведены конфигурации внешних электронных уровней атомов соответствующих элементов. Конфигурации остальных электронных уровней совпадают с таковыми для благородных газов, завершающих предыдущий период и указанных в скобках.
Как видно из данных, приведенных в таблице, элементы IA обладают большими атомными радиусами (самыми большими в периоде) и низкой энергией ионизации (самой низкой в периоде), при этом в группе энергия ионизации уменьшается сверху вниз, так что Cs обладает наименьшей энергией ионизации вообще. Аналогичные выводы можно сделать и исходя из значений относительной электроотрицательности. В силу выше названных причин, химические связи в соединениях щелочных металлов – ионные.
Физические свойства. Элементы IA группы – типичные металлы. В силу относительной легкости протекания процесса ионизации, они - сильные восстановители, особенно Rb и Cs, что позволяет широко использовать их в фотоэлементах.
Это металлы, серебристого цвета (у Cs иногда встречается розовато-желтоватый оттенок), мягкие, пластичные, легкоплавкие, легколетучие. Обладают хорошей тепло- и электропроводностью.
Уменьшение температуры плавления от Li к Cs объясняется увеличением размера атома (см. табл.) и, как следствие, ослаблением межатомных связей.
Практическое применение. Na используется как восстановитель в металлотермии. Li и Na также применяются при изготовлении сталей, в качестве т. наз. “раскислителей”, которые удаляют примеси из стали (O
2, N2, S, As и др.).Получение. Из-за высокой химической активности щелочные металлы встречаются в природе только в виде соединений (галогенидов, нитратов силикатов и др.). Чистые металлы получают путем электролиза расплавов галогенидов и щелочей или металлотермией.
Химические свойства. Как уже было сказано, элементы IA группы – сильные восстановители, активные металлы (Ме). Они легко реагируют с водой, кислотами. другими металлами и неметаллами, особенно при нагревании:
(легко).
- гидриды – сильные восстановители, химически активные солеподобные соединения. Легко разлагаются при нагревании с выделение водорода. Гидрид натрия используют для получения металлов. В частности: 
- карбиды. При гидролизе этих соединений, который протекает достаточно легко, образуются, соответственно, ацетилен и метан.
- легко гидролизуются с образованием 
Персульфиды и суперсульфиды, равно как и пероксиды и супероксиды (см. ниже) являются окислителями.
- химические связи в галогенидах и оксидах щелочных металлов очень прочные и не подвержены гидролизу.
Оксиды и пероксиды щелочных металлов.
- реакция протекает без нагревания. В случае с Li, в реакции образуется в основном оксид и немного пероксида, а в случае с Na – наоборот. При взаимодействии K, Rb и Cs с кислородом основным продуктом реакции является супероксид. Структуры соединений щелочных металлов с кислородом приведены ниже:
Среди пероксидов щелочных металлов наибольшее применение находит пероксид натрия:
- сильный окислитель, используется при отбелке тканей.
-реакция регенерации воздуха в закрытых помещениях.
Гидроксиды щелочных металлов. Это бесцветные твердые вещества, хорошо растворимые в воде, гигироскопичные. Химически активные, плавящиеся без разложения, за исключением:
.
В ряду гидроксидов от LiOH к CsOH возрастает радиус атома щелочного металла, и, как следствие уменьшается прочность связи Ме¾ О, что приводит к увеличению основных свойств.
-взаимодействие с оксидами неметаллов.
- используется для получения алюминия.
Взаимодействие с галогенами:
Взаимодействие с кислотами:
- эти реакции используются для получения солей.
Соли щелочных металлов и их применение. Почти все соли щелочных металлов хорошо растворимы в воде. Трудно растворимы в основном соли лития (карбонат, фосфат и фторид), а также: LiAl(SiO3)2 – сподумен, LiAl(PO4)F – амблигонит, NaAlSi3O8 – альбит, KalSi3O8 – ортоклаз (полевые шпаты) и др.
Известны и встречаются в природе и другие соли щелочных металлов: NaCl – галит, KCl – сильвит. NaNO3 – чилийская селитра, KNO3 – индийская селитра (эти нитраты широко используются в сельском хозяйстве), Na2SO4, K2SO4 – тенардит, Na2CO3*10H2O – гидратированная сода (карбонаты используют для получения стекла), Na2SO4*12H2O – мирабилит, Na2SO4*10H2O – глауберова соль, Na2SiO3 – жидкое стекло, Na3PO4 – добавляют в вино для стабилизации, в стиральные порошки, и, вообще, широко используют в промышленности, KNaC4H4O6*4H2O – сегнетова соль (сегнетоэлектрик).
| Вернуться в главное меню | |
|
Если Вам нужно решить задачи по химии, выполнить контрольную работу, написать реферат..., то Вам сюда |
Опыты для дома Химические опыты дома. Всем юным химикам рекомендуется. |
Поддержите сайт, поставте на нас ссылку. | |
| Пример ссылки | Код ссылки |
| Мир химии | |
| Выбрать другой баннер... | |
