Щелочные металлы

Среди металлов наиболее активны щелочные металлы. Они активно реагируют с простыми и сложными веществами.

Общие сведения

Щелочные металлы относятся к I группе таблицы Менделеева. Это мягкие одновалентные металлы серо-серебряного цвета с низкой температурой плавления и малой плотностью. Они проявляют уникальную степень окисления +1, являясь реставраторами. Электронная конфигурация – ns1.

Щелочные металлы

Инжир. 1. Натрий и литий.

Общая информация по хранению металлов I группы приведена в таблице.

Список щелочных металлов

Формула

Число

Период

t°пл., °С

t°кип., °С

ρ, г/см3

Литий

Ли

3

2

180,5

1340

0,533

Натрий

Сейчас

11

3

98

883

0,968

Калий

К

19

4

63.07

759

0,856

Рубидий

Рупий

37

5

39,5

688

1532

Цезий

Cs

55

6

28,4

671

1,90

Франций

Пт

87

7

20

690

1,87

Активные металлы быстро реагируют с другими веществами, поэтому в природе находятся только в составе минералов.

Получение

Для получения чистого щелочного металла используют несколько методов:

  • электролиз расплавов, чаще всего хлоридов или гидроксидов –

    2NaCl → 2Na + Cl2, 4NaOH → 4Na + 2H2O + O2↑;

  • прокаливание натрия (карбоната натрия) углеродом для получения натрия –

    Na2CO3 + 2C → 2Na + 3CO;

  • восстановление кальция рубидия из хлорида при высоких температурах –

    2RbCl + Ca → 2Rb + CaCl2;
  • восстановление цезия из карбоната с помощью диоксида циркония –
    2Cs2CO3 + Zr → 4Cs + ZrO2 + 2CO2.

Взаимодействие

Свойства щелочных металлов определяются их строением. Находясь в первой группе таблицы Менделеева, они имеют только один валентный электрон на внешнем энергетическом уровне. Одиночный электрон легко переходит к атому-окислителю, что способствует быстрому вступлению в реакцию.

Металлические свойства в таблице возрастают сверху вниз, поэтому литий отделяется с валентным электроном труднее, чем франций. Литий – самый твердый элемент среди всех щелочных металлов. Реакция лития с кислородом происходит только под действием высокой температуры. С водой литий реагирует значительно медленнее, чем другие группы металлов.

Общие химические свойства представлены в таблице.

Реакция

Продукты

Уравнение

С кислородом

Оксид (R2O) образует только литий. Натрий образует смесь оксида и пероксида (R2O2). Другие металлы образуют надпероксиды (RO2)

– 4Li + O2 → 2Li2O;

– 6Na + 2O2 → 2Na2O + Na2O2;

– К + О2 → КО2

С водородом

Гидриди

2Na + H2 → 2NaH

С водой

Гидроксиды

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

С эксирами

Соли

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2­↑

С галогенами

Галогениды

2Li + Cl2 → 2LiCl

С азотом (при комнатной температуре реагирует только литий)

Нитрид

6Li + N2 → 2Li3N

С серой

Сульфиды

2Na + S → Na2S

С углеродом (реагируют только литий и натрий)

Карбиды

– 2Li + 2C → Li2C2;

– 2Na + 2C → Na2C2

Сфосфором

Фосфиды

3К + П → К3П

С кремнием

Силициды

4Cs + Si → Cs4Si

С аммиаком

Амиди

2Li + 2NH3 → 2LiNH2 + H2

При качественной реакции имеют разный цвет пламени. Литий горит малиновым, натрий – жёлтым, цезий – розово-фиолетовым пламенем. Оксиды щелочных металлов также имеют разный цвет. Натрий становится белым, рубидий и калий – жёлтыми.

Щелочные металлы

Инжир. 2. Качественная реакция щелочных металлов.

Применение

Простые металлы и их соединения используются для производства легких сплавов, металлических деталей, удобрений, соды и других веществ. В качестве катализаторов используются рубидий и калий. Пары натрия используются в люминесцентных лампах. Не имейте практического применения только франций из-за райотактивных приветствуем. Как уличные элементы я группа красоты в табличном применении челочных металлов.

Область применения

Приложение

Химическая индустрия

– Натрий ускоряет реакцию при производстве каучука;

– хорошид калия и натриму – производство мыла;

– карбонат натрия и калия – производство стекла, мыла;

– гидроксид натрия – производство бумаги, мыла, тканей;

– нитрат калия – производство удобрений

Пищевая промышленность

— Хлорид натрия — поваренная соль;

– гидрокарбонат натрия – питьевая сода

Металлургия

Калий и натрий размещение востановителями при производстве титана, циркония, урана

Энергия

– Расплавы калия и натрия используются в атомных реакторах и авиационных двигателях;

– литий используется для производства аккумуляторов

Электроника

Цезий – производство фотоэлементов

Авиация и космонавтика

Сплавы алюминия и лития используются для корпусов машин и ракет

Щелочные металлы

Инжир. 3. Питьевая сода.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса об специальных челочных металлах. Они находятся в I группе таблицы Менделеева и при реакции выделяют один валентный электрон. Это мягкие металлы, которые легко вступают в химические реакции с простыми и сложными веществами – галогенами, неметаллами, кислотами, водой. В природе они встречаются только в составе других веществ, поэтому для их извлечения применяют электролиз или реакцию восстановления. Их используют в промышленности, строительстве, металлургии, энергетике.