Щелочные металлы

ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ
 
Общая характеристика
 
Свойства щелочных металлов

 

Атомный
номер
Название
Электронная
конфигурация

 
r
г/см
3
t°пл.
°C
t°кип.
°C
ЭО
ПИ
эВ
Атомный
радиус,
нм
Степень
окисления
3
Литий Li [He] 2s1
0,531
180,5
1347
0,97
5,39
0,157
+1
11
Натрий Na [Ne]3s1
0,97
97,9
882,9
1,01
5,138
0,191
+1
19
Калий K [Ar] 4s1
0,859
63,65
774
0,91
4,339
0,236
+1
27
Рубидий Rb [Kr] 5s1
1.53
38,4
688
0,89
4,176
0,253
+1
55
Цезий Cs [Xe] 6s1
1,88
28.4
678
0,86
3,893
0,274
+1
87
Франций Fr [Rn] 7s1
+1

 

Физические свойства
 
Низкие температуры плавления, малые значения плотностей, мягкие, режутся ножом.
Низкий потенциал ионизации, который уменьшается с увеличением атомного номера.

             

Химические свойства
 
Типичные металлы, очень сильные восстановители. В соединениях проявляют единственную степень окисления +1. Восстановительная способность увеличивается с ростом атомной массы. Все соединения имеют ионный характер, почти все растворимы в воде. Гидроксиды   R–OH – щёлочи, сила их возрастает с увеличением атомной массы металла.
Воспламеняются на воздухе при умеренном нагревании. С водородом образуют солеобразные гидриды. Продукты сгорания чаще всего пероксиды.
 
Нахождение в природе
 
Li
Li2O • Al2O3 • 4SiO2 – сподумен
 
Na
NaCl – каменная соль
Na2SO4 • 10H2O – глауберова соль (мирабилит)
NaNO3 – чилийская селитра
 
K
KCl • NaCl – сильвинит
KCl • MgCl2 • 6H2O – карналлит
K2O • Al2O3 • 6SiO2 – полевой шпат (ортоклаз)
 
Химические свойства
 
Все щелочные металлы - очень сильные восстановители, в соединениях проявляют единственную степень окисления +1. Восстановительная способность увеличивается в ряду ––Li–Na–K–Rb–Cs.
Все соединения щелочных металлов имеют ионный характер.
Практически все соли растворимы в воде.
 

      1.      Активно взаимодействуют с водой:

 
2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2­
2Li + 2H2O ® 2LiOH + H2­
 
2.      Реакция с кислотами:
2Na + 2HCl ® 2NaCl + H2­
 
3.      Реакция с кислородом:
4Li + O2 ® 2Li2O(оксид лития)
2Na + O2 ® Na2O2(пероксид натрия)
K + O2 ® KO2(надпероксид калия)
 

      На воздухе щелочные металлы мгновенно окисляются. Поэтому их хранят под слоем органических растворителей (керосин и др.).

 

      4.      В реакциях с другими неметаллами образуются бинарные соединения:

 
2Li + Cl2 ® 2LiCl(галогениды)
2Na + S ® Na2S(сульфиды)
2Na + H2 ® 2NaH(гидриды)
6Li + N2 ® 2Li3N(нитриды)
2Li + 2C ® 2Li2C2(карбиды)

      
      Реагируют со спиртами и галогенопроизводными углеводородов (смотри "Органическую химию")
      
      5.      Качественная реакция на катионы щелочных металлов - окрашивание пламени в следующие цвета:

 
Li+ – карминово-красный
Na+ – желтый
K+, Rb+ и Cs+ – фиолетовый
 
Оксиды щелочных металлов – R2O
 
Получение
 
Окислением металла получается только оксид лития
 
4Li + O2 ® 2Li2O
 
(в остальных случаях получаются пероксиды или надпероксиды).
Все оксиды (кроме Li2O) получают при нагревании смеси пероксида (или надпероксида) с избытком металла:
 
Na2O2 + 2Na ® 2Na2O
KO2 + 3K ® 2K2O
 
Химические свойства
 
Типичные основные оксиды.
Реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:
 
Li2O + H2O ® 2LiOH
Na2O + SO3 ® Na2SO4
K2O + 2HNO3 ® 2KNO3 + H2O
 
Пероксид натрия Na2O2
 
Получение
 
2Na + O2 ® Na2O2
 
Химические свойства
 

      1.      Сильный окислитель:

 
2NaI + Na2O2 + 2H2SO4 ® I2 + 2Na2SO4 + 2H2O
2Na2O2 + 2CO2 ® 2Na2CO3 + O2­
 
2.      Разлагается водой:
 
Na2O2 + 2H2O ® 2NaOH + H2O2
 
Надпероксид калия KO2
 
Получение
 
K + O2 ® KO2
 
Химические свойства
 

      1.                  Сильный окислитель:
      4KO2 + 2CO2 ® 2K2CO3 + 3O2­
      
      2.                  Разлагается водой:
      2KO2 + 2H2O ® 2KOH + H2O2 + O2­
      

Гидроксиды щелочных металлов – ROH
 
Белые, кристаллические вещества, гигроскопичны; хорошо растворимы в воде (с выделением тепла). В водных растворах нацело диссоциированы.
 
Получение
 

      1.      Электролиз растворов хлоридов:
      
      2NaCl + 2H2O ® 2NaOH + H2­ + Cl2­
      
      катод: 2H+ + 2e ® H02­
      анод: 2Cl- – 2e ® Cl02­
      
      2.      Обменные реакции между солью и основанием:

 
K2CO3 + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ + 2KOH
 
3.      Взаимодействие металлов или их основных оксидов (или пероксидов и надпероксидов) с водой:
 
2Li + 2H2O ® 2LiOH + H2­
Li2O + H2O ® 2LiOH
Na2O2 + 2H2O ® 2NaOH + H2O2
 
Химические свойства
 
R–OH – сильные основания (щелочи) (основность увеличивается в ряду LiOH – NaOH – KOH – RbOH –CsOH); реагируют с кислотными оксидами и кислотами:
 
2NaOH + CO2 ® Na2CO3 + H2O
LiOH + HCl ® LiCl + H2O
 
При сплавлении NaOH с ацетатом натрия образуется метан:
 
NaOH + CH3COONa  –t°®  Na2CO3 + CH4­

 

 

 

Другие записи

10.06.2016. Щелочноземельные металлы
Свойства щелочноземельных металлов Атомный номер Название Атомная масса Электронная конфигурация   r г/см3 t°пл. °C t°кип. °C ЭО Атомный радиус, нм Степень окисления 4 Бериллий…
10.06.2016. Подруппа марганца
Подгруппа марганцаПобочная подгруппа VII группы Свойства элементов подгруппы марганца     Атомный номер Название Электронная конфигурация   r г/см3 t°пл. °C t°кип. °C ЭО Атомный радиус, нм Степень окисления 25 Марганец…
10.06.2016. Подгруппа цинка
Свойства элементов II группыпобочной подгруппы (подгруппы цинка) Атомный номер Название Электронная конфигурация Атомный радиус, нм r г/см3 t°пл. °С t°кип. °С ЭО Степени окисления 30 Цинк…
10.06.2016. Подгруппа хрома
Подгруппа хрома - побочная подгруппа VI группы Свойства элементов подгруппы хрома Атомный номер Название Электронная конфигурация   r г/см3 t°пл. °C t°кип. °C ЭО Атомный радиус, нм Степень окисления 24 Хром…
10.06.2016. Подгруппа меди
Подгруппа меди – побочная подгруппа I группы Свойства элементов подгруппы меди Атомный номер Название Электронная конфигурация   r г/см3 t°пл. °C t°кип. °C ЭО Атомный радиус, нм Удельная злектро- проводность м,мм-2,ом-1 Степень окисления 29 Медь…