ปฏิกิริยาระหว่างโลหะอัลคาไลกับไฮโดรเจน โลหะอัลคาไลและสารประกอบของพวกเขา

เหล่านี้เป็นองค์ประกอบของกลุ่มที่ 1 ของตารางธาตุ: ลิเธียม (Li), โซเดียม (Na), โพแทสเซียม (K), รูบิเดียม (Rb), ซีเซียม (Cs), แฟรนเซียม (Fr); นุ่มมาก เหนียว หลอมละลายได้ และเบา มักมีสีเงินขาว มีฤทธิ์ทางเคมีมาก ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ ก่อตัว ด่าง(จึงเป็นที่มาของชื่อ)

โลหะอัลคาไลทั้งหมดมีความว่องไวอย่างมาก โดยมีคุณสมบัติลดลงในปฏิกิริยาเคมีทั้งหมด ปล่อยเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว กลายเป็นแคตไอออนที่มีประจุบวก และมีสถานะออกซิเดชันเดี่ยวที่ +1

ความสามารถในการรีดิวซ์เพิ่มขึ้นในซีรีย์ ––Li–Na–K–Rb–Cs

สารประกอบโลหะอัลคาไลทั้งหมดมีลักษณะเป็นไอออนิก

เกลือเกือบทั้งหมดละลายได้ในน้ำ

อุณหภูมิหลอมละลายต่ำ

ความหนาแน่นต่ำ

นุ่มตัดด้วยมีด

เนื่องจากกิจกรรมของพวกมัน โลหะอัลคาไลจึงถูกเก็บไว้ใต้ชั้นน้ำมันก๊าดเพื่อป้องกันการเข้าถึงอากาศและความชื้น ลิเธียมมีน้ำหนักเบามากและลอยขึ้นสู่พื้นผิวด้วยน้ำมันก๊าด จึงถูกเก็บไว้ใต้ชั้นวาสลีน

คุณสมบัติทางเคมีของโลหะอัลคาไล

1. โลหะอัลคาไลทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างแข็งขัน:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. ปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลกับออกซิเจน:

4Li + O 2 → 2Li 2 O (ลิเธียมออกไซด์)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (โซเดียมเปอร์ออกไซด์)

K + O 2 → KO 2 (โพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์)

ในอากาศโลหะอัลคาไลจะออกซิไดซ์ทันที ดังนั้นจึงเก็บไว้ใต้ชั้นตัวทำละลายอินทรีย์ (น้ำมันก๊าด ฯลฯ)

3. ในปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลกับอโลหะอื่น ๆ จะเกิดสารประกอบไบนารี่:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (เฮไลด์)

2Na + S → Na 2 S (ซัลไฟด์)

2Na + H 2 → 2NaH (ไฮไดรด์)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (ไนไตรด์)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (คาร์ไบด์)

4. ปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลกับกรด

(ไม่ค่อยมีการดำเนินการมีปฏิกิริยาแข่งขันกับน้ำ):

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

5. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะอัลคาไลกับแอมโมเนีย

(โซเดียมเอไมด์เกิดขึ้น):

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

6. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะอัลคาไลกับแอลกอฮอล์และฟีนอล ซึ่งในกรณีนี้มีคุณสมบัติเป็นกรด:

2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2;

2K + 2C 6 ชม. 5 โอ้ = 2C 6 ชม. 5 ตกลง + ชม. 2 ;

7. ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อไอออนบวกของโลหะอัลคาไล - สีของเปลวไฟในสีต่อไปนี้:

Li+ – สีแดงเลือดนก

Na+ – สีเหลือง

K + , Rb + และ Cs + – สีม่วง

การเตรียมโลหะอัลคาไล

โลหะลิเธียม โซเดียม และโพแทสเซียม รับโดยอิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลว (คลอไรด์) และรูบิเดียมและซีเซียมโดยการลดลงในสุญญากาศเมื่อคลอไรด์ถูกให้ความร้อนด้วยแคลเซียม: 2CsCl+Ca=2Cs+CaCl 2
การผลิตโซเดียมและโพแทสเซียมด้วยความร้อนในสุญญากาศยังใช้ในปริมาณน้อย:

2NaCl+CaC 2 =2Na+CaCl 2 +2C;
4KCl+4CaO+Si=4K+2CaCl 2 +Ca 2 SiO 4

โลหะอัลคาไลที่ใช้งานอยู่จะถูกปล่อยออกมาในกระบวนการสุญญากาศ-ความร้อนเนื่องจากมีความผันผวนสูง (ไอระเหยของพวกมันจะถูกกำจัดออกจากโซนปฏิกิริยา)

คุณสมบัติของคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบ s กลุ่มที่ 1 และผลกระทบทางสรีรวิทยา

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมลิเธียมคือ 1 วินาที 2 2 วินาที 1 มีรัศมีอะตอมที่ใหญ่ที่สุดในช่วงที่ 2 ซึ่งเอื้อต่อการกำจัดเวเลนซ์อิเล็กตรอนและการปรากฏตัวของ Li + ไอออนด้วยการกำหนดค่าก๊าซเฉื่อย (ฮีเลียม) ที่เสถียร ด้วยเหตุนี้ สารประกอบจึงเกิดขึ้นจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากลิเธียมไปยังอะตอมอื่น และสร้างพันธะไอออนิกที่มีค่าโควาเลนซีเพียงเล็กน้อย ลิเธียมเป็นองค์ประกอบโลหะทั่วไป ในรูปของสารจะเป็นโลหะอัลคาไล แตกต่างจากสมาชิกคนอื่นๆ ในกลุ่ม I ตรงที่มีขนาดเล็กและมีกิจกรรมน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับพวกเขา ในแง่นี้ มันมีลักษณะคล้ายกับแมกนีเซียมธาตุกลุ่ม II ซึ่งอยู่ในแนวทแยงจาก Li ในสารละลาย Li+ ไอออนมีสภาพละลายสูง มันถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลของน้ำหลายสิบโมเลกุล ในแง่ของพลังงานของโซลเวชัน - การเติมโมเลกุลของตัวทำละลาย ลิเธียมอยู่ใกล้กับโปรตอนมากกว่าแคตไอออนของโลหะอัลคาไล

ขนาดที่เล็กของ Li + ไอออนประจุนิวเคลียสที่สูงและอิเล็กตรอนเพียงสองตัวเท่านั้นที่สร้างเงื่อนไขสำหรับการปรากฏตัวของสนามประจุบวกที่มีนัยสำคัญพอสมควรรอบ ๆ อนุภาคนี้ดังนั้นในสารละลายโมเลกุลของตัวทำละลายขั้วโลกจำนวนมากจึงอยู่ ดึงดูดมันและมีจำนวนการประสานงานสูง โลหะสามารถสร้างสารประกอบออร์กาโนลิเธียมได้จำนวนมาก

โซเดียมเริ่มช่วงที่ 3 ดังนั้นจึงมีเพียง 1e ที่ระดับภายนอก - , ครอบครองวงโคจร 3s รัศมีของอะตอม Na จะมากที่สุดในช่วงที่ 3 คุณลักษณะทั้งสองนี้กำหนดลักษณะขององค์ประกอบ การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์คือ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 . สถานะออกซิเดชันของโซเดียมเพียงสถานะเดียวคือ +1 อิเลคโตรเนกาติวีตี้ของมันต่ำมาก ดังนั้นในสารประกอบ โซเดียมจึงมีอยู่ในรูปของไอออนที่มีประจุบวกเท่านั้น และให้พันธะเคมีมีลักษณะเป็นไอออนิก Na + ไอออนมีขนาดใหญ่กว่า Li + มาก และการละลายของมันก็ไม่ได้ยอดเยี่ยมนัก อย่างไรก็ตาม ไม่มีอยู่ในรูปแบบอิสระในโซลูชัน

ความสำคัญทางสรีรวิทยาของไอออน K + และ Na + มีความสัมพันธ์กับความสามารถในการดูดซับที่แตกต่างกันบนพื้นผิวของส่วนประกอบที่ประกอบเป็นเปลือกโลก สารประกอบโซเดียมจะไวต่อการดูดซับเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในขณะที่สารประกอบโพแทสเซียมจะถูกยึดไว้อย่างแน่นหนาด้วยดินเหนียวและสารอื่นๆ เยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งเป็นส่วนต่อระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อมสามารถซึมผ่าน K + ไอออนได้ ซึ่งส่งผลให้ความเข้มข้นในเซลล์ของ K + สูงกว่า Na + ไอออนอย่างมีนัยสำคัญ ในเวลาเดียวกันความเข้มข้นของ Na + ในพลาสมาในเลือดเกินปริมาณโพแทสเซียมในนั้น การเกิดขึ้นของศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์มีความเกี่ยวข้องกับสถานการณ์นี้ ไอออน K + และ Na + เป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของสถานะของเหลวในร่างกาย ความสัมพันธ์กับไอออน Ca 2+ นั้นถูกกำหนดไว้อย่างเคร่งครัดและการละเมิดจะนำไปสู่พยาธิสภาพ การนำไอออน Na+ เข้าสู่ร่างกายไม่มีผลเสียที่เห็นได้ชัดเจน การเพิ่มขึ้นของปริมาณ K + ไอออนเป็นอันตราย แต่ภายใต้สภาวะปกติความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นจะไม่ถึงค่าที่เป็นอันตราย อิทธิพลของไอออน Rb + , Cs + , Li + ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ

จากการบาดเจ็บต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้สารประกอบโลหะอัลคาไล ที่พบบ่อยที่สุดคือแผลไหม้ด้วยสารละลายไฮดรอกไซด์ ผลของด่างมีความเกี่ยวข้องกับการละลายของโปรตีนในผิวหนังและการก่อตัวของอัลคาไลน์อัลบูมิเนต อัลคาไลจะถูกปล่อยออกมาอีกครั้งอันเป็นผลมาจากไฮโดรไลซิสและออกฤทธิ์ในชั้นลึกของร่างกายทำให้เกิดแผลพุพอง เล็บที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของด่างจะหมองคล้ำและเปราะ ความเสียหายต่อดวงตาแม้จะมีสารละลายอัลคาไลเจือจางมาก ไม่เพียงแต่เกิดขึ้นจากการทำลายผิวเผินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความเสียหายต่อส่วนลึกของดวงตา (ม่านตา) และทำให้ตาบอดอีกด้วย ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของเอไมด์ของโลหะอัลคาไล อัลคาไลและแอมโมเนียจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ทำให้เกิดหลอดลมอักเสบจากไฟบรินและโรคปอดบวม

G. Davy ได้รับโพแทสเซียมเกือบจะพร้อมกันกับโซเดียมในปี 1807 โดยผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์แบบเปียก ธาตุนี้ได้ชื่อมาจากชื่อของสารประกอบนี้ - "โพแทสเซียมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน" คุณสมบัติของโพแทสเซียมแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจากคุณสมบัติของโซเดียมซึ่งมีสาเหตุมาจากความแตกต่างในรัศมีของอะตอมและไอออน ในสารประกอบโพแทสเซียมพันธะจะมีไอออนิกมากกว่า และในรูปของ K + ไอออนจะมีผลโพลาไรซ์น้อยกว่าโซเดียมเนื่องจากมีขนาดใหญ่กว่า ส่วนผสมจากธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทป 3 ไอโซโทป 39 K, 40 K, 41 K หนึ่งในนั้นคือ 40 K ‑ เป็นกัมมันตภาพรังสีและสัดส่วนหนึ่งของกัมมันตภาพรังสีของแร่ธาตุและดินสัมพันธ์กับการมีอยู่ของไอโซโทปนี้ ครึ่งชีวิตของมันยาวนาน - 1.32 พันล้านปี ค่อนข้างง่ายที่จะระบุการมีอยู่ของโพแทสเซียมในตัวอย่าง: ไอระเหยของโลหะและสารประกอบของโลหะจะทำให้เปลวไฟเปลี่ยนเป็นสีม่วงแดง สเปกตรัมขององค์ประกอบนั้นค่อนข้างง่ายและพิสูจน์ว่ามี 1e - ในวงโคจร 4s การศึกษานี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานหนึ่งในการค้นหารูปแบบทั่วไปในโครงสร้างของสเปกตรัม

ในปีพ.ศ. 2404 ขณะศึกษาเกลือในน้ำพุแร่โดยการวิเคราะห์สเปกตรัม โรเบิร์ต บุนเซนได้ค้นพบองค์ประกอบใหม่ การมีอยู่ของมันได้รับการพิสูจน์ด้วยเส้นสีแดงเข้มในสเปกตรัม ซึ่งไม่ได้เกิดจากองค์ประกอบอื่น ตามสีของเส้นเหล่านี้ ธาตุนี้มีชื่อว่ารูบิเดียม (รูบิดัส - สีแดงเข้ม) ในปีพ.ศ. 2406 อาร์ บุนเซนได้รับโลหะนี้ในรูปแบบบริสุทธิ์โดยการลดรูบิเดียมทาร์เทรต (ทาร์เทรต) ด้วยเขม่า คุณลักษณะขององค์ประกอบคือความตื่นเต้นง่ายของอะตอม การแผ่รังสีอิเล็กตรอนจะปรากฏขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสีสีแดงของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ นี่เป็นเพราะความแตกต่างเล็กน้อยในพลังงานของออร์บิทัลอะตอม 4d และ 5s ในบรรดาธาตุอัลคาไลทั้งหมดที่มีไอโซโทปเสถียร รูบิเดียม (เช่น ซีเซียม) มีรัศมีอะตอมที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งและมีศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนเล็กน้อย พารามิเตอร์ดังกล่าวกำหนดลักษณะขององค์ประกอบ: อิเล็กโตรโพซิตติวิตีสูง, กิจกรรมทางเคมีที่รุนแรง, จุดหลอมเหลวต่ำ (39 0 C) และความต้านทานต่ออิทธิพลภายนอกต่ำ

การค้นพบซีเซียม เช่นเดียวกับรูบิเดียม มีความเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์สเปกตรัม ในปี ค.ศ. 1860 อาร์. บุนเซนค้นพบเส้นสีน้ำเงินสว่างสองเส้นในสเปกตรัมซึ่งไม่ได้เป็นขององค์ประกอบใดๆ ที่รู้จักในขณะนั้น นี่คือที่มาของชื่อ "caesius" ซึ่งแปลว่าสีฟ้า เป็นองค์ประกอบสุดท้ายของกลุ่มย่อยโลหะอัลคาไลที่ยังคงเกิดขึ้นในปริมาณที่วัดได้ รัศมีอะตอมที่ใหญ่ที่สุดและศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนครั้งแรกที่เล็กที่สุดจะกำหนดลักษณะและพฤติกรรมขององค์ประกอบนี้ มันมีคุณสมบัติอิเล็กโตรโพซิติวิตีที่เด่นชัดและคุณสมบัติทางโลหะที่เด่นชัด ความปรารถนาที่จะบริจาคอิเล็กตรอน 6s ภายนอกนำไปสู่ความจริงที่ว่าปฏิกิริยาทั้งหมดดำเนินไปอย่างรุนแรง ความแตกต่างเล็กน้อยในพลังงานของออร์บิทัลอะตอม 5d และ 6s ทำให้เกิดความตื่นเต้นง่ายเล็กน้อยของอะตอม การปล่อยอิเล็กตรอนจากซีเซียมจะสังเกตได้ภายใต้อิทธิพลของรังสีอินฟราเรด (ความร้อน) ที่มองไม่เห็น คุณลักษณะของโครงสร้างอะตอมนี้จะเป็นตัวกำหนดค่าการนำไฟฟ้าที่ดีของกระแสไฟฟ้า ทั้งหมดนี้ทำให้ซีเซียมเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการให้ความสนใจซีเซียมพลาสมาเป็นเชื้อเพลิงแห่งอนาคตมากขึ้นเรื่อย ๆ และเกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาฟิวชั่นแสนสาหัส

ในอากาศลิเธียมทำปฏิกิริยาไม่เพียงกับออกซิเจนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงไนโตรเจนด้วยและถูกปกคลุมด้วยฟิล์มที่ประกอบด้วย Li 3 N (สูงถึง 75%) และ Li 2 O โลหะอัลคาไลที่เหลือจะก่อตัวเป็นเปอร์ออกไซด์ (Na 2 O 2) และ ซูเปอร์ออกไซด์ (K 2 O 4 หรือ KO 2)

สารต่อไปนี้ทำปฏิกิริยากับน้ำ:

หลี่ 3 N + 3 H 2 O = 3 LiOH + NH 3;

นา 2 O 2 + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2 O 2;

K 2 O 4 + 2 H 2 O = 2 KOH + H 2 O 2 + O 2

ในการสร้างอากาศใหม่ในเรือดำน้ำและยานอวกาศ ในการแยกหน้ากากป้องกันแก๊สพิษและเครื่องช่วยหายใจของนักว่ายน้ำต่อสู้ (ผู้ก่อวินาศกรรมใต้น้ำ) มีการใช้ส่วนผสมของ Oxon:

นา 2 O 2 +CO 2 =นา 2 CO 3 +0.5O 2;

K 2 O 4 + CO 2 = K 2 CO 3 + 1.5 O 2

ปัจจุบันนี้เป็นไส้มาตรฐานสำหรับการสร้างตลับหน้ากากป้องกันแก๊สพิษสำหรับนักดับเพลิง
โลหะอัลคาไลทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเมื่อถูกความร้อน เกิดเป็นไฮไดรด์:

ลิเธียมไฮไดรด์ถูกใช้เป็นตัวรีดิวซ์ที่แรง

ไฮดรอกไซด์โลหะอัลคาไลกัดกร่อนจานแก้วและพอร์ซเลน ไม่สามารถอุ่นในจานควอทซ์ได้:

SiO 2 +2NaOH=นา 2 SiO 3 +H 2 O

โซเดียมและโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์จะไม่แยกน้ำออกเมื่อถูกความร้อนจนถึงอุณหภูมิเดือด (มากกว่า 1300 0 C) สารประกอบโซเดียมบางชนิดเรียกว่า โซดา:

ก) โซดาแอช, โซดาไม่มีน้ำ, โซดาซักผ้าหรือเพียงแค่โซดา - โซเดียมคาร์บอเนต Na 2 CO 3;
b) โซดาคริสตัล - ผลึกไฮเดรตของโซเดียมคาร์บอเนต Na 2 CO 3 10H 2 โอ;
c) ไบคาร์บอเนตหรือการดื่ม - โซเดียมไบคาร์บอเนต NaHCO 3;
d) โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH เรียกว่าโซดาไฟหรือโซดาไฟ

โลหะอัลคาไล - แฟรนเซียม, ซีเซียม, รูบิเดียม, โพแทสเซียม, โซเดียม, ลิเธียม - ถูกเรียกเช่นนี้เนื่องจากพวกมันจะก่อตัวเป็นด่างเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำ เนื่องจากมีปฏิกิริยาสูง องค์ประกอบเหล่านี้จึงควรเก็บไว้ใต้ชั้นน้ำมันแร่หรือน้ำมันก๊าด แฟรนเซียมถือเป็นสารที่มีฤทธิ์มากที่สุดในบรรดาสารเหล่านี้ (เป็นสารกัมมันตภาพรังสี)

โลหะอัลคาไลเป็นสารอ่อนสีเงิน พื้นผิวที่ตัดใหม่มีความแวววาวเป็นพิเศษ โลหะอัลคาไลเดือดและละลายที่อุณหภูมิต่ำ และมีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าสูง มีความหนาแน่นต่ำด้วย

คุณสมบัติทางเคมีของโลหะอัลคาไล

สารเหล่านี้เป็นตัวรีดิวซ์อย่างแรงและมีสถานะออกซิเดชัน (เดี่ยว) ที่ +1 ในสารประกอบ เมื่อมวลอะตอมของโลหะอัลคาไลเพิ่มขึ้น ความสามารถในการรีดิวซ์ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน สารประกอบเกือบทั้งหมดละลายได้ในน้ำ โดยธรรมชาติเป็นไอออนิกทั้งหมด

เมื่อได้รับความร้อนปานกลาง โลหะอัลคาไลจะติดไฟในอากาศ เมื่อรวมกับไฮโดรเจน สารจะเกิดเป็นไฮไดรด์คล้ายเกลือ ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้มักเป็นเปอร์ออกไซด์

โลหะอัลคาไลน์ออกไซด์มีสีเหลือง (รูบิเดียมและโพแทสเซียมออกไซด์) สีขาวและลิเธียม) และของแข็งสีส้ม (ซีเซียมออกไซด์) ออกไซด์เหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำ กรด ออกซิเจน ออกไซด์ที่เป็นกรดและแอมโฟเทอริกได้ คุณสมบัติพื้นฐานเหล่านี้มีอยู่ในคุณสมบัติทั้งหมดและมีลักษณะเด่นชัด

โลหะอัลคาไลน์เปอร์ออกไซด์เป็นผงสีเหลืองอมขาว สามารถทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ กรด อโลหะ และน้ำได้

โลหะอัลคาไลน์ไฮดรอกไซด์เป็นของแข็งสีขาวที่ละลายน้ำได้ ในสารประกอบเหล่านี้จะแสดงคุณสมบัติพื้นฐานของด่าง (ค่อนข้างชัดเจน) จากลิเธียมถึงแฟรนเซียม ความแข็งแรงของฐานและระดับความสามารถในการละลายน้ำจะเพิ่มขึ้น ไฮดรอกไซด์ถือเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่ค่อนข้างแรง พวกมันทำปฏิกิริยากับเกลือและออกไซด์ ซึ่งไม่ใช่โลหะเดี่ยวๆ ยกเว้นสารประกอบที่มีลิเธียม สารอื่นๆ ทั้งหมดจะมีความเสถียรทางความร้อน เมื่อเผาจะสลายตัวเป็นน้ำและออกไซด์ สารประกอบเหล่านี้ได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายคลอไรด์ในน้ำและชุดปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน ไฮดรอกไซด์ยังได้รับจากการทำปฏิกิริยาองค์ประกอบ (หรือออกไซด์) ด้วยน้ำ

เกลือเกือบทั้งหมดของโลหะที่อธิบายไว้ (ยกเว้นเกลือลิเธียมแต่ละตัว) สามารถละลายน้ำได้สูง สารละลายเกลือที่เกิดจากกรดอ่อนจะมีปฏิกิริยาปานกลาง (เป็นด่าง) เนื่องจากการไฮโดรไลซิส ในขณะที่เกลือที่เกิดจากกรดแก่จะไม่เกิดไฮโดรไลซ์ เกลือทั่วไป ได้แก่ กาวร็อคซิลิเกต (แก้วที่ละลายน้ำได้), เกลือเบอร์ทอลเล็ต, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, เบกกิ้งโซดา, โซดาแอช และอื่นๆ

สารประกอบโลหะอัลคาไลทั้งหมดมีความสามารถในการเปลี่ยนสีของเปลวไฟได้ ใช้ในการวิเคราะห์ทางเคมี ดังนั้น เปลวไฟจึงถูกแต่งแต้มด้วยลิเธียมไอออน, ม่วงด้วยโพแทสเซียมไอออน, เหลืองโดยโซเดียม, ชมพูอมขาวโดยรูบิเดียม และม่วงแดงโดยซีเซียม

เนื่องจากองค์ประกอบอัลคาไลน์ทั้งหมดเป็นสารรีดิวซ์ที่แรงที่สุด จึงสามารถได้รับจากอิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลว

การใช้โลหะอัลคาไล

องค์ประกอบต่างๆ ถูกนำมาใช้ในกิจกรรมต่างๆ ของมนุษย์ ตัวอย่างเช่น ซีเซียมถูกใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ โลหะผสมของแบริ่งใช้ลิเธียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โซเดียมมีอยู่ในหลอดปล่อยก๊าซและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นสารหล่อเย็น รูบิเดียมใช้ในกิจกรรมการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

เคมีศึกษาคุณสมบัติของโลหะและอโลหะ คุณรู้หรือไม่ว่ามีโลหะอัลคาไลน์และไม่ใช่อัลคาไลน์? และเราไม่เพียงแต่รู้เท่านั้น แต่เรายังให้รายชื่อสำหรับการเตรียมความพร้อมในวิชาเคมีที่ประสบความสำเร็จอีกด้วย ดังนั้นรายชื่อโลหะอัลคาไลจึงระบุไว้ในตารางธาตุของ Mendeleev แล้ว ที่นั่นโลหะทั้งหมดของกลุ่มย่อยหลักในกลุ่มแรกนั้นมีความเป็นด่าง

ได้แก่ลิเธียม โพแทสเซียม โซเดียม ซีเซียม รูบิเดียม และแฟรนเซียม เฉพาะโลหะเหล่านี้เท่านั้นที่เรียกว่าอัลคาไล และพวกมันถูกเรียกอย่างนั้นเพราะว่าถ้าพวกมันทำปฏิกิริยากับน้ำ ก็จะเกิดเป็นด่างขึ้นมา

มีโลหะอีกประเภทหนึ่ง - โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ หากคุณต้องการรายชื่อเฉพาะโลหะอัลคาไล ก็มีเพียง 6 โลหะเท่านั้น หากโลหะทั้งหมดที่มีไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติเป็นด่างก็จะรวมธาตุอีกสี่ธาตุเข้าด้วยกัน ได้แก่ แคลเซียมสตรอนเซียมแบเรียมและเรเดียม

เป็นการยากที่จะหาโลหะอัลคาไลทั้งหมดในรูปแบบบริสุทธิ์ตามธรรมชาติเนื่องจากสามารถรวมตัวกันได้ง่าย โดยเฉพาะโลหะเหล่านี้พบได้ในรูปของสารประกอบเหล่านี้

คุณสมบัติของโลหะอัลคาไล

โลหะอัลคาไลเป็นตัวนำความร้อนที่ดีเยี่ยมและยังนำไฟฟ้าได้ดีอีกด้วย

โลหะอัลคาไลมีจุดหลอมเหลวต่ำ

ความหนาแน่นของโลหะจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนที่เพิ่มขึ้น แต่การหลอมโลหะจะง่ายขึ้นมากขึ้นหากโลหะอยู่ที่ด้านล่างของกลุ่ม

การเตรียมโลหะอัลคาไล

โดยทั่วไปโลหะอัลคาไลจะผลิตโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส แต่โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธสองชนิด ได้แก่ สตรอนเซียมและแบเรียมนั้นผลิตขึ้นโดยใช้วิธีอะลูมิเนียมเทอร์มิก

คุณสมบัติทางเคมี

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว โลหะเหล่านี้มีปฏิกิริยาสูง และยังเป็นตัวรีดิวซ์ที่ดีเยี่ยมอีกด้วย พบได้ในรูปของสารประกอบซึ่งมีพันธะหลักคือไอออนิก

ตามกฎแล้วพวกมันจะสร้างสารประกอบที่เสถียรเสมอ ปฏิกิริยาหลักและคุณสมบัติเพิ่มเติมของโลหะอัลคาไลแสดงไว้ในตาราง:

ดังนั้น เมื่อใช้รายการและตาราง รวมถึงระบบธาตุของ Mendeleev คุณสามารถบอกเล่าเรื่องราวเกี่ยวกับโลหะอัลคาไลได้มากมาย

คุณสามารถเห็นได้ว่าโลหะอัลคาไลมีลักษณะอย่างไร นอกจากนี้ยังมีรายการและปฏิกิริยาพันธะกับน้ำ ซัลเฟอร์ กรด เกลือ และฮาโลเจนอีกด้วย

โลหะอัลคาไล

โลหะอัลคาไลประกอบด้วยองค์ประกอบของกลุ่มแรกซึ่งเป็นกลุ่มย่อยหลัก: ลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม รูบิเดียม ซีเซียม แฟรนเซียม

อยู่ในธรรมชาติ

Na-2.64% (โดยมวล), K-2.5% (โดยมวล), Li, Rb, Cs - น้อยกว่ามาก, Fr - องค์ประกอบที่ได้เทียม

หลี่

Li 2 O อัล 2 O 3 4SiO 2 – สปอดูมีน

นา

NaCl – เกลือแกง (เกลือหิน), ฮาไลต์

Na 2 SO 4 10H 2 O – เกลือของ Glauber (mirabilite)

NaNO 3 – ดินประสิวชิลี

นา 3 อัลเอฟ 6 - ไครโอไลท์
นา 2 B 4 O 7 10H 2 O - บอแรกซ์

เค

KCl NaCl – ซิลวิไนต์

KCl MgCl 2 6H 2 O – คาร์นัลไลท์

K 2 O อัล 2 O 3 6SiO 2 – เฟลด์สปาร์ (ออร์โธเคลส)

คุณสมบัติของโลหะอัลคาไล

เมื่อเลขอะตอมเพิ่มขึ้น รัศมีอะตอมก็จะเพิ่มขึ้น ความสามารถในการบริจาคเวเลนซ์อิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น และกิจกรรมรีดิวซ์ก็เพิ่มขึ้น:

คุณสมบัติทางกายภาพ

จุดหลอมเหลวต่ำ ความหนาแน่นต่ำ นุ่ม ตัดด้วยมีด

คุณสมบัติทางเคมี

โลหะทั่วไป สารรีดิวซ์ที่แรงมาก สารประกอบมีสถานะออกซิเดชันเดี่ยวที่ +1 กำลังรีดิวซ์จะเพิ่มขึ้นตามมวลอะตอมที่เพิ่มขึ้น สารประกอบทั้งหมดมีไอออนิกในธรรมชาติ เกือบทั้งหมดละลายได้ในน้ำ ไฮดรอกไซด์ R–OH เป็นด่าง ความแรงของพวกมันจะเพิ่มขึ้นเมื่อมวลอะตอมของโลหะเพิ่มขึ้น

ไวไฟในอากาศที่มีความร้อนปานกลาง ด้วยไฮโดรเจนพวกมันจะเกิดไฮไดรด์คล้ายเกลือ ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้มักเป็นเปอร์ออกไซด์

กำลังรีดิวซ์เพิ่มขึ้นในซีรีส์ Li–Na–K–Rb–Cs

1. โต้ตอบกับน้ำอย่างแข็งขัน:

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. ปฏิกิริยากับกรด:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

3. ปฏิกิริยากับออกซิเจน:

4Li + O 2 → 2Li 2 O(ลิเธียมออกไซด์)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (โซเดียมเปอร์ออกไซด์)

K + O 2 → KO 2 (โพแทสเซียมเปอร์ออกไซด์)

ในอากาศโลหะอัลคาไลจะออกซิไดซ์ทันที ดังนั้นจึงเก็บไว้ใต้ชั้นตัวทำละลายอินทรีย์ (น้ำมันก๊าด ฯลฯ)

4. ในการทำปฏิกิริยากับอโลหะอื่น ๆ จะเกิดสารประกอบไบนารี่:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (เฮไลด์)

2Na + S → Na 2 S (ซัลไฟด์)

2Na + H 2 → 2NaH (ไฮไดรด์)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (ไนไตรด์)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (คาร์ไบด์)

5. ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อไอออนบวกของโลหะอัลคาไล - สีของเปลวไฟในสีต่อไปนี้:

Li+ – สีแดงเลือดนก

Na+ – สีเหลือง

K + , Rb + และ Cs + – สีม่วง

ใบเสร็จ

เพราะ โลหะอัลคาไลเป็นสารรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งที่สุด สามารถรีดิวซ์ได้จากสารประกอบโดยอิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลวเท่านั้น:
2NaCl=2Na+Cl2

การใช้โลหะอัลคาไล

ลิเธียม - โลหะผสมแบริ่งตัวเร่งปฏิกิริยา

โซเดียม - หลอดปล่อยก๊าซ สารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

รูบิเดียม--งานวิจัย

ซีเซียม-โฟโตเซลล์

ออกไซด์ เปอร์ออกไซด์ และซูเปอร์ออกไซด์ของโลหะอัลคาไล

ใบเสร็จ

ออกซิเดชันของโลหะทำให้เกิดลิเธียมออกไซด์เท่านั้น

4Li + O 2 → 2Li 2 O

(ในกรณีอื่นจะได้เปอร์ออกไซด์หรือซูเปอร์ออกไซด์)

ออกไซด์ทั้งหมด (ยกเว้น Li 2 O) ได้มาจากการให้ความร้อนส่วนผสมของเปอร์ออกไซด์ (หรือซูเปอร์ออกไซด์) ด้วยโลหะส่วนเกิน:

นา 2 O 2 + 2Na → 2Na 2 O

เกาะ 2 + 3K → 2K 2 โอ

เคมี. องค์ประกอบ (องค์ประกอบอัลคาไลน์) ที่ประกอบเป็นช. กลุ่มย่อยที่ 1 กลุ่มเป็นระยะ ระบบขององค์ประกอบตลอดจนสารเชิงเดี่ยวโลหะที่สอดคล้องกัน โลหะอลูมิเนียม ได้แก่ ลิเธียม Li (เลข 3), โซเดียม Na (11), โพแทสเซียม K (19), รูบิเดียม Rb (37), ce... สารานุกรมกายภาพ

โลหะอัลคาไล- โลหะอัลคาลิ โลหะโมโนวาเลนต์ที่ประกอบขึ้นเป็นกลุ่มแรกของตารางธาตุ: ลิเธียม โซเดียม รูบิเดียม ซีเซียม และฝรั่งเศส เหล่านี้เป็นโลหะสีขาวเงินอ่อนที่ออกซิไดซ์ในอากาศอย่างรวดเร็วและทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำเมื่อ... ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

โลหะอัลคาไล- โลหะอัลคาลิ: ลิเธียม Li, โซเดียม Na, โพแทสเซียม K, รูบิเดียม Rb, ซีเซียม Cs, แฟรนเซียม Fr. โลหะอ่อน ตัดง่าย (ยกเว้น Li), Rb, Cs และ Fr แทบจะมีลักษณะเป็นเนื้อแป้งเหนียวภายใต้สภาวะปกติ Li เป็นโลหะที่เบาที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด Na และ K เบากว่าน้ำ เคมีมาก... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

โลหะอัลคาไล- องค์ประกอบทางเคมี Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. ชื่อมาจาก ด่าง, ไฮดรอกไซด์โลหะอัลคาไล... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

โลหะอัลคาไล- องค์ประกอบของกลุ่มที่ 1 ของตารางธาตุ: ลิเธียม (Li), โซเดียม (Na), โพแทสเซียม (K), รูบิเดียม (Rb), ซีเซียม (Cs), แฟรนเซียม (Fr); นุ่มมาก เหนียว หลอมละลายได้ และเบา มักมีสีขาวเงิน มีฤทธิ์ทางเคมีมาก โต้ตอบอย่างรุนแรงกับ... สารานุกรมการคุ้มครองแรงงานของรัสเซีย

โลหะอัลคาไล- กลุ่มรวม Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. หัวข้อ: โลหะวิทยาในโลหะอัลคาไล EN ทั่วไป ...

โลหะอัลคาไลคู่มือนักแปลทางเทคนิค - กลุ่มย่อย IA โลหะอัลคาไล ลิเธียม, โซเดียม, โพแทสเซียม, รูบิเดียม, ซีเซียม, ฝรั่งเศส โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโลหะอัลคาไลมีลักษณะเฉพาะคือการมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวอยู่ในเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกซึ่งค่อนข้างจับกับนิวเคลียสอย่างอ่อน จากแต่ละ......

โลหะอัลคาไลสารานุกรมถ่านหิน - โลหะอัลคาไล โลหะอัลคาไล โลหะของกลุ่มแรกของตารางธาตุ ได้แก่ ลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม รูบิเดียม ซีเซียม และแฟรนเซียม พวกมันก่อให้เกิดไฮดรอกไซด์ที่เป็นด่างอย่างเคร่งครัด จึงเป็นที่มาของชื่อพวกมัน (ที่มา: “โลหะและโลหะผสม. สารบบ.” ภายใต้... ...

โลหะอัลคาไล พจนานุกรมคำศัพท์ทางโลหะวิทยา

โลหะอัลคาไลพจนานุกรมสารานุกรมโลหะวิทยา - องค์ประกอบทางเคมี Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. พวกมันถูกตั้งชื่อเช่นนั้นเพราะไฮดรอกไซด์ของพวกมันเป็นด่างที่แข็งแกร่งที่สุด โลหะอัลคาไลทางเคมีเป็นโลหะที่มีฤทธิ์มากที่สุด กิจกรรมของพวกเขาเพิ่มขึ้นจาก Li เป็น F...

พจนานุกรมโลหะวิทยา

• หนังสือ