Αλληλεπίδραση αλκαλιμετάλλων με υδρογόνο. Αλκαλιμέταλλα και οι ενώσεις τους

Αυτά είναι τα στοιχεία της ομάδας Ι του περιοδικού συστήματος: λίθιο (Li), νάτριο (Na), κάλιο (K), ρουβίδιο (Rb), καίσιο (Cs), φράγκιο (Fr). πολύ μαλακό, όλκιμο, εύτηκτο και ελαφρύ, συνήθως ασημί λευκό. χημικά πολύ δραστικό? αντιδρούν βίαια με το νερό για να σχηματιστούν αλκάλια(από όπου και το όνομα).

Όλα τα αλκαλιμέταλλα είναι εξαιρετικά ενεργά, παρουσιάζουν αναγωγικές ιδιότητες σε όλες τις χημικές αντιδράσεις, εγκαταλείπουν το μοναδικό τους ηλεκτρόνιο σθένους, μετατρέπονται σε ένα θετικά φορτισμένο κατιόν και εμφανίζουν μια μοναδική κατάσταση οξείδωσης +1.

Η αναγωγική ικανότητα αυξάνεται στη σειρά ––Li–Na–K–Rb–C.

Όλες οι ενώσεις αλκαλιμετάλλων είναι ιοντικής φύσης.

Σχεδόν όλα τα άλατα είναι διαλυτά στο νερό.

χαμηλά σημεία τήξης,

Μικρές τιμές πυκνότητας,

Μαλακό, κομμένο με μαχαίρι

Λόγω της δραστηριότητάς τους, τα αλκαλικά μέταλλα αποθηκεύονται κάτω από ένα στρώμα κηροζίνης για να εμποδίζουν την πρόσβαση του αέρα και της υγρασίας. Το λίθιο είναι πολύ ελαφρύ και επιπλέει στην επιφάνεια σε κηροζίνη, επομένως αποθηκεύεται κάτω από ένα στρώμα βαζελίνης.

Χημικές ιδιότητες αλκαλιμετάλλων

1. Τα αλκαλικά μέταλλα αλληλεπιδρούν ενεργά με το νερό:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. Αντίδραση αλκαλικών μετάλλων με οξυγόνο:

4Li + O 2 → 2Li 2 O (οξείδιο λιθίου)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (υπεροξείδιο του νατρίου)

K + O 2 → KO 2 (υπεροξείδιο του καλίου)

Στον αέρα, τα αλκαλικά μέταλλα οξειδώνονται αμέσως. Επομένως, αποθηκεύονται κάτω από ένα στρώμα οργανικών διαλυτών (κηροζίνη κ.λπ.).

3. Στις αντιδράσεις αλκαλιμετάλλων με άλλα αμέταλλα σχηματίζονται δυαδικές ενώσεις:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (αλογονίδια)

2Na + S → Na 2 S (σουλφίδια)

2Na + H 2 → 2NaH (υδρίδια)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (νιτρίδια)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (καρβίδια)

4. Αντίδραση αλκαλιμετάλλων με οξέα

(σπάνια πραγματοποιείται, υπάρχει μια ανταγωνιστική αντίδραση με το νερό):

2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2

5. Αλληλεπίδραση αλκαλιμετάλλων με αμμωνία

(σχηματίζεται αμίδιο του νατρίου):

2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2

6. Η αλληλεπίδραση αλκαλικών μετάλλων με αλκοόλες και φαινόλες, που στην περίπτωση αυτή εμφανίζουν όξινες ιδιότητες:

2Na + 2C 2 H 5 OH \u003d 2C 2 H 5 ONa + H 2;

2K + 2C 6 H 5 OH = 2C 6 H 5 OK + H 2 ;

7. Ποιοτική αντίδραση σε κατιόντα αλκαλιμετάλλων - χρωματισμός της φλόγας στα ακόλουθα χρώματα:

Li + - κόκκινο καρμίνης

Na + - κίτρινο

K + , Rb + και Cs + - βιολετί

Λήψη αλκαλιμετάλλων

Μέταλλο λίθιο, νάτριο και κάλιο λαμβάνωηλεκτρόλυση τετηγμένων αλάτων (χλωρίδια) και ρουβίδιο και καίσιο - μείωση στο κενό όταν τα χλωρίδια τους θερμαίνονται με ασβέστιο: 2CsCl + Ca \u003d 2Cs + CaCl 2
Σε μικρή κλίμακα, χρησιμοποιείται επίσης η θερμική παραγωγή νατρίου και καλίου υπό κενό:

2NaCl + CaC 2 \u003d 2Na + CaCl 2 + 2C;
4KCl + 4CaO + Si \u003d 4K + 2CaCl 2 + Ca 2 SiO 4.

Τα ενεργά αλκαλιμέταλλα απελευθερώνονται σε θερμικές διεργασίες κενού λόγω της υψηλής πτητικότητάς τους (οι ατμοί τους απομακρύνονται από τη ζώνη αντίδρασης).

Χαρακτηριστικά των χημικών ιδιοτήτων των s-στοιχείων της ομάδας Ι και η φυσιολογική τους επίδραση

Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου λιθίου είναι 1s 2 2s 1 . Έχει τη μεγαλύτερη ατομική ακτίνα στη 2η περίοδο, η οποία διευκολύνει την αποκόλληση του ηλεκτρονίου σθένους και την ανάδυση του ιόντος Li + με σταθερή διαμόρφωση αδρανούς αερίου (ηλίου). Επομένως, οι ενώσεις του σχηματίζονται με τη μεταφορά ενός ηλεκτρονίου από το λίθιο σε άλλο άτομο και την εμφάνιση ενός ιοντικού δεσμού με μικρή ποσότητα ομοιοπολικότητας. Το λίθιο είναι ένα τυπικό μεταλλικό στοιχείο. Σε μορφή ουσίας, είναι αλκαλικό μέταλλο. Διαφέρει από τα άλλα μέλη της ομάδας Ι ως προς το μικρό του μέγεθος και τη μικρότερη, σε σύγκριση με αυτά, δραστηριότητα. Από αυτή την άποψη, μοιάζει με το στοιχείο της ομάδας II, το μαγνήσιο, που βρίσκεται διαγώνια από το Li. Στα διαλύματα, το ιόν Li + είναι πολύ διαλυτωμένο. περιβάλλεται από πολλές δεκάδες μόρια νερού. Το λίθιο, όσον αφορά την ενέργεια διαλυτοποίησης - η προσθήκη μορίων διαλύτη, είναι πιο κοντά σε ένα πρωτόνιο παρά σε κατιόντα αλκαλιμετάλλων.

Το μικρό μέγεθος του ιόντος Li +, το υψηλό πυρηνικό φορτίο και μόνο δύο ηλεκτρόνια δημιουργούν συνθήκες για την εμφάνιση ενός μάλλον σημαντικού πεδίου θετικού φορτίου γύρω από αυτό το σωματίδιο, επομένως, σε διαλύματα, ένας σημαντικός αριθμός μορίων πολικών διαλυτών έλκεται σε αυτό και Ο αριθμός συντονισμού του είναι μεγάλος, το μέταλλο είναι σε θέση να σχηματίσει σημαντικό αριθμό οργανολιθιακών ενώσεων.

Το νάτριο ξεκινά την 3η περίοδο, άρα έχει μόνο 1e στο εξωτερικό επίπεδο - , που καταλαμβάνει το τροχιακό 3s. Η ακτίνα του ατόμου Na είναι η μεγαλύτερη στην 3η περίοδο. Αυτά τα δύο χαρακτηριστικά καθορίζουν τη φύση του στοιχείου. Η ηλεκτρονική του διαμόρφωση είναι 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 . Η μόνη κατάσταση οξείδωσης του νατρίου είναι +1. Η ηλεκτραρνητικότητα του είναι πολύ μικρή, επομένως, το νάτριο υπάρχει στις ενώσεις μόνο με τη μορφή θετικά φορτισμένου ιόντος και δίνει στον χημικό δεσμό ιοντικό χαρακτήρα. Το μέγεθος του ιόντος Na + είναι πολύ μεγαλύτερο από το Li + και η διαλυτότητά του δεν είναι τόσο μεγάλη. Ωστόσο, δεν υπάρχει σε ελεύθερη μορφή σε διάλυμα.

Η φυσιολογική σημασία των ιόντων K + και Na + συνδέεται με τη διαφορετική προσροφησιμότητα τους στην επιφάνεια των συστατικών που συνθέτουν τον φλοιό της γης. Οι ενώσεις νατρίου απορροφώνται ελάχιστα, ενώ οι ενώσεις του καλίου συγκρατούνται έντονα από τον άργιλο και άλλες ουσίες. Οι κυτταρικές μεμβράνες, ως η διεπαφή κυττάρου-περιβάλλοντος, είναι διαπερατές από ιόντα K+, με αποτέλεσμα η ενδοκυτταρική συγκέντρωση του K+ να είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των ιόντων Na+. Ταυτόχρονα, η συγκέντρωση του Na + στο πλάσμα του αίματος υπερβαίνει την περιεκτικότητα σε κάλιο σε αυτό. Αυτή η περίσταση σχετίζεται με την εμφάνιση του δυναμικού της μεμβράνης των κυττάρων. Ιόντα K + και Na + - ένα από τα κύρια συστατικά της υγρής φάσης του σώματος. Η αναλογία τους με τα ιόντα Ca 2+ είναι αυστηρά καθορισμένη και η παραβίασή της οδηγεί σε παθολογία. Η εισαγωγή ιόντων Na + στο σώμα δεν έχει αξιοσημείωτη επιβλαβή επίδραση. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε ιόντα K + είναι επιβλαβής, αλλά υπό κανονικές συνθήκες, η αύξηση της συγκέντρωσής του δεν φτάνει ποτέ σε επικίνδυνες τιμές. Η επίδραση των ιόντων Rb+, Cs+, Li+ δεν έχει ακόμη μελετηθεί επαρκώς.

Από τις διάφορες βλάβες που σχετίζονται με τη χρήση ενώσεων αλκαλιμετάλλων, τα εγκαύματα με διαλύματα υδροξειδίου είναι πιο συνηθισμένα. Η δράση των αλκαλίων σχετίζεται με τη διάλυση των πρωτεϊνών του δέρματος σε αυτά και το σχηματισμό αλκαλικών αλβουμινικών αλάτων. Τα αλκάλια απελευθερώνονται ξανά ως αποτέλεσμα της υδρόλυσής τους και δρα στα βαθύτερα στρώματα του σώματος, προκαλώντας την εμφάνιση ελκών. Τα νύχια υπό την επίδραση των αλκαλίων γίνονται θαμπά και εύθραυστα. Η βλάβη των ματιών, ακόμη και με πολύ αραιά αλκαλικά διαλύματα, συνοδεύεται όχι μόνο από επιφανειακή καταστροφή, αλλά από παραβιάσεις των βαθύτερων τμημάτων του ματιού (ίριδα) και οδηγεί σε τύφλωση. Κατά την υδρόλυση των αμιδίων των αλκαλιμετάλλων, σχηματίζονται ταυτόχρονα αλκάλια και αμμωνία, προκαλώντας τραχειοβρογχίτιδα και πνευμονία ινώδους τύπου.

Το κάλιο ελήφθη από τον G. Davy σχεδόν ταυτόχρονα με το νάτριο το 1807 κατά την ηλεκτρόλυση υγρού υδροξειδίου του καλίου. Από το όνομα αυτής της ένωσης - "καυστική ποτάσα" και το στοιχείο πήρε το όνομά του. Οι ιδιότητες του καλίου διαφέρουν σημαντικά από τις ιδιότητες του νατρίου, λόγω της διαφοράς στις ακτίνες των ατόμων και των ιόντων τους. Στις ενώσεις του καλίου, ο δεσμός είναι πιο ιοντικός και με τη μορφή του ιόντος K + έχει μικρότερη πολωτική δράση από το νάτριο, λόγω του μεγάλου μεγέθους του. Το φυσικό μείγμα αποτελείται από τρία ισότοπα 39 K, 40 K, 41 K. Ένα από αυτά είναι 40 K ‑ είναι ραδιενεργό και ένα ορισμένο ποσοστό της ραδιενέργειας των ορυκτών και του εδάφους σχετίζεται με την παρουσία αυτού του ισοτόπου. Ο χρόνος ημιζωής του είναι μεγάλος - 1,32 δισεκατομμύρια χρόνια. Ο προσδιορισμός της παρουσίας καλίου σε ένα δείγμα είναι αρκετά εύκολος: οι ατμοί του μετάλλου και των ενώσεων του μετατρέπουν τη φλόγα μωβ-κόκκινη. Το φάσμα του στοιχείου είναι αρκετά απλό και αποδεικνύει την παρουσία του 1e - στο τροχιακό 4s. Η μελέτη του χρησίμευσε ως ένας από τους λόγους για την εύρεση γενικών προτύπων στη δομή των φασμάτων.

Το 1861 ο Robert Bunsen ανακάλυψε ένα νέο στοιχείο μελετώντας το αλάτι των ορυκτών πηγών με φασματική ανάλυση. Η παρουσία του αποδείχθηκε από σκούρες κόκκινες γραμμές στο φάσμα, που άλλα στοιχεία δεν έδωσαν. Με το χρώμα αυτών των γραμμών, το στοιχείο ονομάστηκε ρουβίδιο (rubidus-σκούρο κόκκινο). Το 1863, ο R. Bunsen έλαβε αυτό το μέταλλο στην καθαρή του μορφή με την αναγωγή του τρυγικού ρουβιδίου (τρυγικό άλας) με αιθάλη. Ένα χαρακτηριστικό του στοιχείου είναι η ελαφρά διεγερσιμότητα των ατόμων του. Η εκπομπή ηλεκτρονίων από αυτό εμφανίζεται υπό τη δράση των κόκκινων ακτίνων του ορατού φάσματος. Αυτό οφείλεται σε μια μικρή διαφορά στις ενέργειες των ατομικών τροχιακών 4d και 5s. Από όλα τα αλκαλικά στοιχεία με σταθερά ισότοπα, το ρουβίδιο (όπως το καίσιο) έχει μια από τις μεγαλύτερες ατομικές ακτίνες και χαμηλό δυναμικό ιοντισμού. Τέτοιες παράμετροι καθορίζουν τη φύση του στοιχείου: υψηλή ηλεκτροθετικότητα, ακραία χημική δραστηριότητα, χαμηλό σημείο τήξης (39 0 C) και χαμηλή αντίσταση σε εξωτερικές επιδράσεις.

Η ανακάλυψη του καισίου, όπως και του ρουβιδίου, συνδέεται με τη φασματική ανάλυση. Το 1860, ο R. Bunsen ανακάλυψε δύο φωτεινές μπλε γραμμές στο φάσμα που δεν ανήκαν σε κανένα στοιχείο που ήταν γνωστό εκείνη την εποχή. Εξ ου και το όνομα «caesius» (caesius), που σημαίνει μπλε του ουρανού. Είναι το τελευταίο στοιχείο της υποομάδας των αλκαλιμετάλλων που βρίσκεται ακόμα σε μετρήσιμες ποσότητες. Η μεγαλύτερη ατομική ακτίνα και τα μικρότερα δυναμικά πρώτου ιονισμού καθορίζουν τη φύση και τη συμπεριφορά αυτού του στοιχείου. Έχει έντονη ηλεκτροθετικότητα και έντονες μεταλλικές ιδιότητες. Η επιθυμία να δωρίσουμε το εξωτερικό 6s-ηλεκτρόνιο οδηγεί στο γεγονός ότι όλες οι αντιδράσεις του προχωρούν εξαιρετικά βίαια. Μια μικρή διαφορά στις ενέργειες των ατομικών τροχιακών 5d και 6s είναι υπεύθυνη για την ελαφρά διεγερσιμότητα των ατόμων. Η ηλεκτρονική εκπομπή σε καίσιο παρατηρείται υπό τη δράση αόρατων υπέρυθρων ακτίνων (θερμική). Αυτό το χαρακτηριστικό της ατομικής δομής καθορίζει την καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα του ρεύματος. Όλα αυτά καθιστούν το καίσιο απαραίτητο στις ηλεκτρονικές συσκευές. Πρόσφατα, όλο και περισσότερη προσοχή δίνεται στο πλάσμα καισίου ως καύσιμο του μέλλοντος και σε σχέση με τη λύση του προβλήματος της θερμοπυρηνικής σύντηξης.

Στον αέρα, το λίθιο αντιδρά ενεργά όχι μόνο με το οξυγόνο, αλλά και με το άζωτο και καλύπτεται με μια μεμβράνη που αποτελείται από Li 3 N (έως 75%) και Li 2 O. Τα υπόλοιπα αλκαλιμέταλλα σχηματίζουν υπεροξείδια (Na 2 O 2) και υπεροξείδια (K 2 O 4 ή KO 2).

Οι ακόλουθες ουσίες αντιδρούν με το νερό:

Li 3 N + 3 H 2 O \u003d 3 LiOH + NH 3;

Na 2 O 2 + 2 H 2 O \u003d 2 NaOH + H 2 O 2;

K 2 O 4 + 2 H 2 O \u003d 2 KOH + H 2 O 2 + O 2.

Για την αναγέννηση του αέρα σε υποβρύχια και διαστημόπλοια, σε μονωτικές μάσκες αερίων και σε αναπνευστικές συσκευές κολυμβητών μάχης (υποβρύχιοι σαμποτέρ), χρησιμοποιήθηκε ένα μείγμα "oxon":

Na 2 O 2 + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + 0,5 O 2;

K 2 O 4 + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + 1,5 O 2.

Αυτή είναι αυτή τη στιγμή η τυπική πλήρωση φυσιγγίων αναγέννησης για μονωτικές μάσκες αερίου για πυροσβέστες.
Τα αλκαλικά μέταλλα αντιδρούν όταν θερμαίνονται με υδρογόνο για να σχηματίσουν υδρίδια:

Το υδρίδιο λιθίου χρησιμοποιείται ως ισχυρός αναγωγικός παράγοντας.

ΥδροξείδιαΤα αλκαλικά μέταλλα διαβρώνουν τα γυάλινα και πορσελάνινα πιάτα, δεν μπορούν να θερμανθούν σε πιάτα χαλαζία:

SiO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + H 2 O.

Τα υδροξείδια του νατρίου και του καλίου δεν διασπούν το νερό όταν θερμαίνονται μέχρι το σημείο βρασμού τους (πάνω από 1300 0 C). Μερικές ενώσεις νατρίου ονομάζονται σόδα:

α) ανθρακικό νάτριο, άνυδρη σόδα, σόδα πλυντηρίου ή απλώς σόδα - ανθρακικό νάτριο Na 2 CO 3.
β) κρυσταλλική σόδα - ένυδρο κρυσταλλικό ανθρακικό νάτριο Na 2 CO 3. 10Η2Ο;
γ) διττανθρακικό ή πόσιμο - διττανθρακικό νάτριο NaHCO 3;
δ) το υδροξείδιο του νατρίου NaOH ονομάζεται καυστική σόδα ή καυστικό.

Τα αλκαλικά μέταλλα - φράγκιο, καίσιο, ρουβίδιο, κάλιο, νάτριο, λίθιο - ονομάζονται έτσι επειδή σχηματίζουν αλκάλια όταν αλληλεπιδρούν με το νερό. Λόγω της υψηλής αντιδραστικότητάς τους, αυτά τα στοιχεία θα πρέπει να αποθηκεύονται κάτω από ορυκτέλαιο ή κηροζίνη. Η πιο δραστική από όλες αυτές τις ουσίες είναι το φράγκιο (κατέχει ραδιενέργεια).

Τα αλκαλικά μέταλλα είναι μαλακές, αργυρόχρωμες ουσίες. Η φρεσκοκομμένη επιφάνειά τους έχει χαρακτηριστική λάμψη. Τα αλκαλικά μέταλλα βράζουν και λιώνουν σε χαμηλές θερμοκρασίες, έχουν υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Έχουν επίσης χαμηλή πυκνότητα.

Χημικές ιδιότητες αλκαλιμετάλλων

Οι ουσίες είναι ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες, εμφανίζουν στις ενώσεις την κατάσταση οξείδωσης (μονό) +1. Με την αύξηση της ατομικής μάζας των αλκαλικών μετάλλων, αυξάνεται και η αναγωγική ικανότητα. Σχεδόν όλες οι ενώσεις είναι διαλυτές στο νερό, όλες τους είναι ιοντικής φύσης.

Όταν θερμαίνονται μέτρια, τα αλκαλικά μέταλλα αναφλέγονται στον αέρα. Σε συνδυασμό με το υδρογόνο, οι ουσίες σχηματίζουν υδρίδια που μοιάζουν με άλατα. Τα προϊόντα καύσης είναι συνήθως υπεροξείδια.

Τα οξείδια αλκαλιμετάλλων είναι κίτρινα στερεά (οξείδια ρουβιδίου και καλίου), λευκά και λιθίου) και πορτοκαλί (οξείδιο του καισίου). Αυτά τα οξείδια είναι ικανά να αντιδρούν με νερό, οξέα, οξυγόνο, οξύ και αμφοτερικά οξείδια. Αυτές οι βασικές ιδιότητες είναι εγγενείς σε όλες και είναι έντονες.

Τα υπεροξείδια αλκαλιμετάλλων είναι κιτρινωπό-λευκές σκόνες. Είναι σε θέση να αντιδράσουν με διοξείδιο του άνθρακα και μονοξείδιο του άνθρακα, οξέα, αμέταλλα, νερό.

Τα υδροξείδια αλκαλιμετάλλων είναι λευκά, υδατοδιαλυτά στερεά. Σε αυτές τις ενώσεις εκδηλώνονται (αρκετά ξεκάθαρα) οι βασικές ιδιότητες των αλκαλίων. Από το λίθιο στο φράγκιο αυξάνεται η αντοχή των βάσεων και ο βαθμός διαλυτότητας στο νερό. Τα υδροξείδια θεωρούνται αρκετά ισχυροί ηλεκτρολύτες. Αντιδρούν με άλατα, και οξείδια, μεμονωμένα αμέταλλα.Με εξαίρεση την ένωση με λίθιο, όλα τα άλλα παρουσιάζουν θερμική σταθερότητα. Όταν πυρωθεί, αποσυντίθεται σε νερό και οξείδιο. Αυτές οι ενώσεις λαμβάνονται με ηλεκτρόλυση υδατικών διαλυμάτων χλωρίου, με έναν αριθμό αντιδράσεων ανταλλαγής. Τα υδροξείδια λαμβάνονται επίσης από την αλληλεπίδραση στοιχείων (ή οξειδίων) με το νερό.

Σχεδόν όλα τα άλατα των περιγραφόμενων μετάλλων (με εξαίρεση τα μεμονωμένα άλατα λιθίου) είναι καλά διαλυτά στο νερό. Τα διαλύματα αλάτων που σχηματίζονται από αδύναμα οξέα έχουν μέση αντίδραση (αλκαλική) λόγω υδρόλυσης, ενώ τα άλατα που σχηματίζονται από ισχυρά οξέα δεν υδρολύονται. Κοινά άλατα είναι η πυριτική κόλλα πέτρας (διαλυτό γυαλί), το άλας Bertolet, το υπερμαγγανικό κάλιο, η πόση σόδα, η ανθρακική σόδα και άλλα.

Όλες οι ενώσεις αλκαλιμετάλλων έχουν την ικανότητα να αλλάζουν το χρώμα της φλόγας. Αυτό χρησιμοποιείται στη χημική ανάλυση. Έτσι, η φλόγα χρωματίζεται με ιόντα λιθίου, μωβ με ιόντα καλίου, κίτρινο με νάτριο, ασπροροζ με ρουβίδιο, ιώδες-κόκκινο με καίσιο.

Λόγω του γεγονότος ότι όλα τα αλκαλικά στοιχεία είναι οι ισχυρότεροι αναγωγικοί παράγοντες, μπορούν να ληφθούν με ηλεκτρόλυση τετηγμένων αλάτων.

Εφαρμογή αλκαλιμετάλλων

Τα στοιχεία χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Για παράδειγμα, το καίσιο χρησιμοποιείται σε ηλιακά κύτταρα. Το λίθιο χρησιμοποιείται ως καταλύτης σε κράματα ρουλεμάν. Το νάτριο υπάρχει σε λαμπτήρες εκκένωσης αερίου, πυρηνικούς αντιδραστήρες ως ψυκτικό. Το ρουβίδιο χρησιμοποιείται σε ερευνητικές δραστηριότητες.

Η Χημεία μελετά τις ιδιότητες των μετάλλων και των αμετάλλων. Γνωρίζατε ότι υπάρχουν αλκαλικά και μη μέταλλα; Και όχι μόνο ξέρουμε, αλλά θα σας δώσουμε και λίστα για επιτυχημένη προετοιμασία στο μάθημα της χημείας. Έτσι, ο κατάλογος των αλκαλιμετάλλων δίνεται ήδη στον περιοδικό πίνακα του Mendeleev. Εκεί όλα τα μέταλλα της κύριας υποομάδας της πρώτης ομάδας είναι αλκαλικά.

Αυτά είναι το λίθιο, το κάλιο, το νάτριο, το καίσιο, το ρουβίδιο και το φράγκιο. Μόνο αυτά τα μέταλλα ονομάζονται αλκαλικά. Και ονομάζονται έτσι γιατί αν αλληλεπιδράσουν με το νερό, τότε σχηματίζονται αλκάλια.

Υπάρχει ένα άλλο είδος μετάλλου - είναι η αλκαλική γη. Εάν θέλετε μια λίστα με μόνο αλκαλικά μέταλλα, τότε υπάρχουν μόνο 6 μέταλλα. Εάν όλα τα μέταλλα, τα υδροξείδια των οποίων έχουν αλκαλικές ιδιότητες, τότε θα εισέλθουν τέσσερα ακόμη στοιχεία - ασβέστιο, στρόντιο, βάριο και ράδιο.

Είναι δύσκολο να βρεθούν όλα τα αλκαλικά μέταλλα στην καθαρή τους μορφή στη φύση - εξάλλου, εισέρχονται εύκολα σε ενώσεις. Συγκεκριμένα, τα μέταλλα αυτά βρίσκονται με τη μορφή αυτών των ενώσεων.

Ιδιότητες αλκαλικών μετάλλων

Τα αλκαλικά μέταλλα είναι εξαιρετικοί αγωγοί της θερμότητας και είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού.

Τα αλκαλικά μέταλλα έχουν χαμηλό σημείο τήξης

Η πυκνότητα των μετάλλων αυξάνεται με την αύξηση του αριθμού, αλλά γίνεται ευκολότερο να λιώσουν εάν τα μέταλλα βρίσκονται στο κάτω μέρος της ομάδας.

Λήψη αλκαλιμετάλλων

Συνήθως τα αλκαλικά μέταλλα λαμβάνονται με ηλεκτρόλυση, ωστόσο δύο μέταλλα αλκαλικών γαιών, το στρόντιο και το βάριο, λαμβάνονται με την αλουμινοθερμική μέθοδο.

Χημικές ιδιότητες

Όπως είπαμε, αυτά τα μέταλλα είναι πολύ δραστικά, είναι επίσης εξαιρετικοί αναγωγικοί παράγοντες. Βρίσκονται με τη μορφή ενώσεων στις οποίες ο ιοντικός δεσμός θα είναι ο κύριος.

Κατά κανόνα, σχηματίζουν πάντα σταθερές ενώσεις. Οι κύριες αντιδράσεις και οι πρόσθετες ιδιότητες των αλκαλιμετάλλων δίνονται στον πίνακα:

Έτσι, τώρα, χρησιμοποιώντας τη λίστα και τον πίνακα, καθώς και το περιοδικό σύστημα του Mendeleev, μπορείτε να πείτε πολλά για τα αλκαλικά μέταλλα.

Μπορείτε να δείτε πώς μοιάζουν τα αλκαλικά μέταλλα. Υπάρχει επίσης ένας κατάλογος και δεδομένες αντιδράσεις δεσμού με νερό, θείο, οξέα, άλατα και αλογόνα.

ΑΛΚΑΛΙ ΜΕΤΑΛΛΑ

Τα αλκαλικά μέταλλα περιλαμβάνουν στοιχεία της πρώτης ομάδας, της κύριας υποομάδας: λίθιο, νάτριο, κάλιο, ρουβίδιο, καίσιο, φράγκιο.

Όντας μέσαφύση

Na-2,64% (κατά μάζα), K-2,5% (κατά μάζα), Li, Rb, Cs - πολύ λιγότερο, Fr - τεχνητά ληφθέν στοιχείο

Li 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 - spodumene

Να

NaCl - επιτραπέζιο αλάτι (πετροκάλαμο), αλίτης

Na 2 SO 4 10H 2 O - άλας Glauber (mirabilite)

NaNO 3 - άλας Χιλής

Na 3 AlF 6 - κρυόλιθος
Na 2 B 4 O 7 10H 2 O - βόρακας

KCl NaCl - συλβινίτης

KCl MgCl 2 6H 2 O - καρναλλίτης

K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 - άστριος (ορθόκλος)

Ιδιότητες αλκαλικών μετάλλων

Καθώς ο ατομικός αριθμός αυξάνεται, η ατομική ακτίνα αυξάνεται, η ικανότητα δωρεάς ηλεκτρονίων σθένους αυξάνεται και η δραστηριότητα αναγωγής αυξάνεται:

Φυσικές ιδιότητες

Χαμηλά σημεία τήξης, χαμηλές πυκνότητες, μαλακό, κομμένο με μαχαίρι.

Χημικές ιδιότητες

Τυπικά μέταλλα, πολύ ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες. Στις ενώσεις, παρουσιάζουν μια μοναδική κατάσταση οξείδωσης +1. Η αναγωγική ισχύς αυξάνεται με την αύξηση της ατομικής μάζας. Όλες οι ενώσεις είναι ιοντικής φύσης, σχεδόν όλες είναι διαλυτές στο νερό. Τα υδροξείδια R–OH είναι αλκάλια, η ισχύς τους αυξάνεται με την αύξηση της ατομικής μάζας του μετάλλου.

Αναφλέγονται στον αέρα με μέτρια θέρμανση. Με το υδρογόνο σχηματίζουν υδρίδια που μοιάζουν με άλατα. Τα προϊόντα καύσης είναι συνήθως υπεροξείδια.

Η αναγωγική ικανότητα αυξάνεται στη σειρά Li–Na–K–Rb–C

1. Αλληλεπιδράστε ενεργά με το νερό:

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. Αντίδραση με οξέα:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2

3. Αντίδραση με οξυγόνο:

4Li + O 2 → 2Li 2 O (οξείδιο λιθίου)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (υπεροξείδιο του νατρίου)

K + O 2 → KO 2 (υπεροξείδιο του καλίου)

4. Σε αντιδράσεις με άλλα αμέταλλα, σχηματίζονται δυαδικές ενώσεις:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (αλογονίδια)

2Na + S → Na 2 S (σουλφίδια)

2Na + H 2 → 2NaH (υδρίδια)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (νιτρίδια)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (καρβίδια)

5. Μια ποιοτική αντίδραση στα κατιόντα αλκαλιμετάλλων είναι ο χρωματισμός της φλόγας στα ακόλουθα χρώματα:

Li + - κόκκινο καρμίνης

Na + - κίτρινο

K + , Rb + και Cs + - βιολετί

Παραλαβή

Επειδή Τα αλκαλικά μέταλλα είναι οι ισχυρότεροι αναγωγικοί παράγοντες, μπορούν να αποκατασταθούν από ενώσεις μόνο με ηλεκτρόλυση τηγμένων αλάτων:
2NaCl=2Na+Cl 2

Εφαρμογή αλκαλιμετάλλων

Κράματα ρουλεμάν λιθίου, καταλύτης

Λαμπτήρες εκκένωσης νατρίου - αερίου, ψυκτικό σε πυρηνικούς αντιδραστήρες

Rubidium - ερευνητική εργασία

Καισίου - φωτοκύτταρα

Οξείδια, υπεροξείδια και υπεροξείδια αλκαλιμετάλλων

Παραλαβή

Η οξείδωση του μετάλλου παράγει μόνο οξείδιο του λιθίου

4Li + O 2 → 2Li 2 O

(σε άλλες περιπτώσεις λαμβάνονται υπεροξείδια ή υπεροξείδια).

Όλα τα οξείδια (εκτός του Li 2 O) λαμβάνονται με θέρμανση ενός μείγματος υπεροξειδίου (ή υπεροξειδίου) με περίσσεια μετάλλου:

Na 2 O 2 + 2Na → 2Na 2 O

KO 2 + 3K → 2K 2 O

Chem. στοιχεία (αλκαλικά στοιχεία) που αποτελούν το Ch. υποομάδα 1 ομάδα περιοδική. συστήματα στοιχείων, καθώς και απλές ουσίες που αντιστοιχούν σε αυτά - μέταλλα. Τα Shch. m. περιλαμβάνουν λίθιο Li (στον αριθμό 3), νάτριο Na (11), κάλιο K (19), ρουβίδιο Rb (37), tse ... Φυσική Εγκυκλοπαίδεια

ΑΛΚΑΛΙ ΜΕΤΑΛΛΑ- ΜΕΤΑΛΛΑ ΑΛΚΑΛΙΩΝ, μονοσθενή μέταλλα που αποτελούν την πρώτη ομάδα του περιοδικού πίνακα: λίθιο, ΝΑΤΡΙΟ, ΡΟΥΒΙΔΙΟ, ΚΑΙΣΙΟ και ΓΑΛΛΙΑ. Πρόκειται για μαλακά, ασημί-λευκά μέταλλα που οξειδώνονται γρήγορα στον αέρα και αντιδρούν βίαια με το νερό όταν ... ... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

αλκαλιμέταλλα- ΜΕΤΑΛΛΑ ΑΛΚΑΛΙΩΝ: λίθιο Li, νάτριο Na, κάλιο K, ρουβίδιο Rb, καίσιο Cs, φράγκιο Fr. Μαλακά μέταλλα, που κόβονται εύκολα (εκτός από Li), Rb, Cs και Fr σχεδόν παστώδη υπό κανονικές συνθήκες. Το Li είναι το ελαφρύτερο από όλα τα μέταλλα, το Na και το K είναι ελαφρύτερο από το νερό. Χημικά πολύ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

ΑΛΚΑΛΙ ΜΕΤΑΛΛΑ- χημικά στοιχεία Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Ονομασία από υδροξείδια αλκαλίων αλκαλικών μετάλλων ... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

ΑΛΚΑΛΙ ΜΕΤΑΛΛΑ- στοιχεία της ομάδας Ι του περιοδικού συστήματος: λίθιο (Li), νάτριο (Na), κάλιο (K), ρουβίδιο (Rb), καίσιο (Cs), φράγκιο (Fr). πολύ μαλακό, όλκιμο, εύτηκτο και ελαφρύ, συνήθως ασημί λευκό. χημικά πολύ ενεργό? αντιδρούν βίαια με... Ρωσική εγκυκλοπαίδεια για την προστασία της εργασίας

αλκαλιμέταλλα- Ομάδα, συμπεριλαμβανομένου Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Θέματα μεταλλουργία γενικά EN αλκαλιμέταλλα… Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή

ΑΛΚΑΛΙ ΜΕΤΑΛΛΑ- ΥΠΟΟΜΑΔΑ ΙΑ. ΜΕΤΑΛΛΑ ΑΛΚΑΛΙΩΝ ΛΙΘΙΟ, ΝΑΤΡΙΟ, ΚΑΛΙΟ, ΡΟΥΒΙΔΙΟ, ΚΑΙΣΙΟ, ΓΑΛΛΙΑ Η ηλεκτρονική δομή των μετάλλων αλκαλίων χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός ηλεκτρονίου στο εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων, σχετικά ασθενώς συνδεδεμένο με τον πυρήνα. Από το καθένα ... ... Εγκυκλοπαίδεια Collier

αλκαλιμέταλλα- Αλκαλιμέταλλα Αλκαλιμέταλλα. Μέταλλα της πρώτης ομάδας του Περιοδικού συστήματος, δηλαδή: λίθιο, νάτριο, κάλιο, ρουβίδιο, καίσιο και φράγκιο. Σχηματίζουν αυστηρά αλκαλικά υδροξείδια, εξ ου και το όνομά τους. (Πηγή: "Metals and Alloys. Handbook." Under ... ... Γλωσσάρι μεταλλουργικών όρων

αλκαλιμέταλλα Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό Μεταλλουργίας

ΑΛΚΑΛΙ ΜΕΤΑΛΛΑ- χημικά στοιχεία Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Ονομάζεται έτσι επειδή τα υδροξείδια τους είναι τα ισχυρότερα αλκάλια. Χημικά, τα αλκαλιμέταλλα είναι τα πιο δραστικά μέταλλα. Η δραστηριότητά τους αυξάνεται από Li σε Fr... Μεταλλουργικό Λεξικό

Βιβλία

Ένα σετ τραπεζιών. Χημεία. Μέταλλα (12 τραπέζια) , . Εκπαιδευτικό λεύκωμα 12 φύλλων. Τέχνη. 5-8683-012 Αλκαλικά μέταλλα. Χημεία αλκαλιμετάλλων. Στοιχεία ΙΙ Α - ομάδες. Σκληρότητα νερού. Αλουμίνιο. Η χρήση αλουμινίου. Σίδερο. Τύποι διάβρωσης. Μέθοδοι…