ТОП 10:

Глава II. Щелочные металлы (s-металлы)



Щелочные металлы (s-металлы).

 

Щелочные металлы (s-металлы) – элементыIА группы периодической системы содержат на внешнем уровне по одному электрону (ns1), который они стремятся отдать, образуя устойчивые катионы с электронной конфигурацией ближайшего благородного газа. Поэтому они проявляют во всех соединениях только одну степень окисления +1. Способность отдавать валентные электроны у щелочных Ме увеличивается по группе сверху вниз от Li к Cs, вследствие увеличения атомных радиусов.

Восстановительные свойства.

 

Щелочные Ме, являясь сильными восстановителями, активно реагируют со всеми веществами, проявляющими окислительные свойства: с неметаллами – галогенами, кислородом, серой, азотом, углеродом, водородом, а также с водой и кислотами.

1. С типичными неметаллами, такими как галогены и сера, щелочные Ме образуют соли – галогениды и сульфиды:

2Na0 + Cl20 = 2Na+Cl- (хлорид натрия)

2Na0 + S0 = Na+2S-2 (сульфид натрия)

2. С кислородом щелочные Ме реагируют очень энергично, образуя при этом оксиды (Li) или пероксиды – нижестоящие щелочные Ме, в которых кислород имеет степень окисления -1:

4Li0 + O02 = 2Li2+O-2(оксид лития) (Li – O – Li)

2Na0 + O02 = Na+2O-2 (пероксид натрия) (Na – O – O – Na)

3. Щелочные Ме реагируют не только с неметаллами – сильными окислителями, но и с химически малоактивными неметаллами, например с азотом, и даже с неметаллами, для которых более характерны восстановительные свойства, например с углеродом и водородом, заставляя их проявлять окислительные свойства:

6Li0 + 2N20 = 2Li+3N-3 (нитрид лития)

2Na0 + 2C0 = Na+2C2- (карбид натрия)

2K0 + H02 = 2K+H-(гидрид калия)

В результате образуются нитриды, карбиды, гидриды, в которых атомы азота, углерода, водорода проявляют отрицательные степени окисления. все эти соединения легко разлагаются водой с образованием гидроксида щелочного Ме и соответствующего водородного соединения неметалла:

Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3

Na2C2 + 2H2O = 2NaOH + C2H2

KH + H2O = KOH + H2

Реакция гидрида с водой является окислительно-восстановительной, т.к. гидриды за счет аниона Н- являются сильными восстановителями, а окислителем выступает вода.

4. Щелочные Ме активно реагируют с водой (окислитель Н+) с выделением водорода и большого количества теплоты, которое увеличивается при переходе от лития к цезию и может приводить к взрыву в результате образования смеси из выделяющегося водорода и кислорода воздуха:

2Na0 + 2H+2O = 2Na+OH + H02↑ + Q

5. Щелочные Ме чрезвычайно активно реагируют с кислотами с выделением водорода:

2Na0 + 2H+Cl = 2Na+Cl + H02

Однако с кислотами, в которых окислителем является не Н+, а другой элемент, например S+6 в концентрированной серной кислоте или N+5 в азотной кислоте, реакция идет с выделением продуктов восстановления серы или азота этих кислот:

8Na0 + 4H2S+6O4(конц.) = Na2+S-2 + 3Na+2SO4 + H2O

Na0 – e = Na+

S+6 + 8e = S-2

8Na0 + 10HN+5O3(очень разб.)= N-3H4NO3 + 8Na+NO3 + 3H2O

Na0 – e = Na+

N+5 + 8e = N-3

Кислотно-основные свойства.

 

Оксиды и гидроксиды щелочных Ме имеют ярко выраженный сильноосновный характер. Они хорошо растворяются в воде , образуя щелочи:

Na2O + H2O = 2NaOH = 2Na+ + 2OH-

Щелочи в водных растворах полностью диссоциируют на ионы и являются активными акцепторами протона за счет гидроксид-ионов. Они легко вступают в реакцию нейтрализации, проявляя свойства сильных оснований;

NaOH + HCl = NaCl + H2O

OH- + H+ = H2O

Кроме этого оксиды щелочных Ме вступают во все реакции, характерные для основных оксидов: с кислотными оксидами с образованием соли; с кислотами, с образованием соли и воды;

a) 3Li2O + P2O5 = 2Li3PO4

б) K2O + 2HNO3 = 2KNO3 + H2O

K2O + 2H+ = 2K+ + H2O

Щелочи проявляют высокую химическую активность за счет гидроксид-аниона вступают в реакции: с кислотными оксидами с образованием соли и воды; с кислотами с образованием соли и воды; с растворимыми солями при условии, что один из продуктов выпадет в осадок; с амфотерными Ме с образованием комплексных соединений.

а) 2CsOH + SO3 = Cs2SO4 + H2O

2OH- + SO3 = SO4 + H2O

б) LiOH + HNO3 = LiNO3 + H2O

OH- + H+ = H2O

в) 2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + Cu(OH)2

2OH- + Cu2+ = Cu(OH)2

г) 2KOH + 2Al + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2

2OH- + 2Al + 6H2O = 2[Al(OH)4]- + 3H2

Гидролиз солей.

 

Соли щелочных Ме устойчивы и хорошо растворимы в воде. Гидролиз этих солей по катиону не протекает, т.к. их катионам соответствуют сильные основания. Гидролиз солей щелочных Ме возможен только по аниону, если соль образована анионом слабой кислоты, например CH3COONa, K2CO3:

CH3COONa: CH3COO- + H2O ↔ CH3COOH + OH-

K2CO3: CO32- + H2O ↔ HCO3- + OH-

В результате гидролиза солей щелочных Ме со слабыми кислотами их водные растворы всегда имеют щелочную среду.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.29.190 (0.004 с.)