Щелочные металлы
Содержание
- Положение щелочных металлов в ПСХЭ
- Нахождение в природе
- Физические свойства
- Химические свойства
- Получение
- Важнейшие соединения
Положение щелочных металлов в ПСХЭ
Щелочные металлы литий Li , натрий Na , калий K , рубидий Rb , цезий Cs , франций Fr находятся в главной подгруппе I группы Периодической таблицы Д.И. Менделеева.
Наиболее важные из них в практическом отношении – натрий и калий. Схемы строения их атомов даны в таблице.
Строение атомов остальных щелочных металлов аналогично.
Нахождение в природе
Щелочные металлы встречаются в природе только в составе соединений, ввиду своей высокой химической активности.
Из соединений щелочных металлов широко распространены в природе лишь соединения натрия и калия.
Na-2,64% (по массе), K-2,5% (по массе), Li, Rb, Cs-значительно меньше, Fr- искусственно полученный элемент NaCl - поваренная соль (каменная соль), галит Na 2 SO 4 · 10H 2 O - глауберова соль NaNO 3 - чилийская селитра Na 3 AlF 6 - криолит Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O - бура KCl - сильвин KCl · NaCl - сильвинит
Открытие щелочных металлов
Литий был открыт шведским химиком А. Арфведсоном в 1817 г. и по предложению Й. Берцелиуса назван литием (от греч. литос - камень), так как, в отличие от калия, который до тех пор находили в золе растений, он был обнаружен в камне.
Натрий и калий были впервые получены английским химиком и физиком Г. Дэви в 1807 году при электролизе едких щелочей.
Й. Берцелиус предложил назвать элемент №11 натрием (от араб. натрум - сода), а элемент №19 по предложению У. Гилберта получил название «калий» (от араб. алкали - щелочь).
Физические свойства
Все щелочные металлы серебристо-белого цвета с незначительными оттенками, легкие, мягкие и легкоплавкие. Их твердость и температура плавления закономерно снижаются от лития к цезию.
Плотности веществ:
Li (0,534) , Na (0,97), K (0,86), Rb (1,532), Cs (1,87) г/см 3 . Т пл .:
Li (179) , Na (97,8), K (63,5), Rb (39,0), Cs (28,5) 0 С.
Литий
Натрий
Калий
Цезий
Химические свойства щелочных металлов
Щелочные металлы являются сильными восстановителями.
Они энергично реагируют со всеми неметаллами, включая водород.
В реакциях с кислородом при горении только литий образует оксид, натрий и калий образуют пероксиды, а рубидий и цезий самовоспламеняются.
1. С кислородом:
2Na+O 2 =Na 2 O 2 ; 2K+2O 2 =K 2 O 4 (пероксиды) 4Li+O 2 =2Li 2 O (оксид лития)
2. С галогенами: 2Na+Cl 2 =2NaCl
3. С серой при нагревании: 2Li+S=Li 2 S (сульфид)
4. Литий взаимодействует с азотом: 6Li+N 2 =2Li 3 N ( нитрид)
5. С водородом при нагревании: 2Na+H 2 =2NaH (гидрид)
6. С водой: 2Na+2H 2 O=2NaOH+H 2
Получение
Т.к. щелочные металлы - это самые сильные восстановители, их можно восстановить из соединений только при электролизе расплавов солей:
2МеCl 2Ме 0 +Cl 2 0
на катоде: Ме + +1e = Ме 0 (восстановление), на аноде: 2Cl - -2e = Cl 2 0 (окисление)
Соединения щелочных металлов
Оксиды Ме 2 O – твердые вещества.
Гидроксиды ( едкие щелочи ) Ме OH - белые, кристаллические вещества, гигроскопичны; хорошо растворимы в воде (с выделением тепла). В водных растворах нацело диссоциированы. KOH - едкое кали, NaOH - едкий натр, каустическая сода.
Соли - типично ионные соединения, как правило - хорошо растворимы в воде, кроме некоторых солей лития. Образованные слабыми кислотами сильно гидролизуются. Na 2 CO 3 · 10H 2 O - кристаллическая сода, Na 2 CO 3 - кальцинированная сода, NaHCO 3 - питьевая сода, K 2 CO 3 - поташ .
Окрашивание пламени солями натрия
Окрашивание пламени солями калия
