Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Основные характеристики щелочных металлов
Как видно из представленных данных, в ряду Li – Cs наблюдается закономерное увеличение радиусов атомов. При переходе от лития к цезию металлические свойства и восстановительная способность элементов усиливаются. Для всех атомов щелочных металлов характерны наиболее низкие среди всех элементов значения относительных э лектроотрицательностей. Поэтому химическая связь в большинстве соединений Распространение в природе: Na – 2,5 масс. %, K – 2,5 масс. %. Остальные щелочные металлы встречаются в природе в виде примесей к солям Na и K. В свободном состоянии щелочные металлы не существуют. Важнейшие минералы, содержащие щелочные металлы:
Получение. Все щелочные металлы встречаются в природе исключительно в виде соединений, являются сильными восстановителями, и их получение требует высоких энергетических затрат. Литий получают электролизом расплава хлорида лития, который образуется при переработке сподумена. Переработка сподумена – процесс довольно сложный, сернокислотный метод включает стадии получения сульфата лития, карбоната лития и далее хлорида лития: Li2O × Al2O3 × 4SiO2 + H2SO4 Li2SO4 + Al2O3 + 4SiO2 × H2O; Li2SO4 + Na2CO3 = Li2CO3↓ + Na2SO4; Li2CO3 + 2HCl = 2LiCl + CO2↑ + H2O. Сульфатный метод: Li2O × Al2O3 × 4SiO2 + K2SO4 Li2SO4 + K2O × Al2O3 × 4SiO2. Известковый способ включает стадии получения алюмината лития, гидроксида лития, хлорида лития: Li2O × Al2O3 × 4SiO2 + 4CaCO3 Li2O × Al2O3 + 4(CaO × SiO2) + CO2↑;
2LiAlO2 + Ca(OH)2 = 2LiOH + Ca(AlO2)2; LiOH + HCl = LiCl + H2O; 2LiCl 2Li + Cl2. Известен также способ получения лития из его оксида в вакууме: 2Li2O + Si 4Li + SiO2. Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция, понижающими температуру плавления: В электролизере происходят следующие электродные реакции: Катод ⊝: Na+ + e – = Na; Анод ⊕: 2Cl– – 2 e – = Cl2; 2NaCl 2Na + Cl2. Натрий можно получить, прокаливая соду с углем в закрытых тиглях, пары металла конденсируются на крышке тигля, выход реакции невысокий: Na2CO3 + 2C 2Na + 3CO. Калий, рубидий и цезий можно получить электролизом расплава их солей, однако на практике таким способом их не получают из-за высокой химической активности. Калий получают, пропуская пары натрия через расплав хлорида калия при 800°С, выделяющиеся пары калия конденсируют: KCl + Na K↑ + NaCl. или при взаимодействии между расплавленным гидроксидом калия и жидким натрием при 440°С: KOH + Na K↑ + NaOH. Рубидий и цезий получают восстановлением их хлоридов кальциием в вакууме при 700–800°С: 2RbCl + Ca 2Rb + CaCl2. В качестве восстановителя также используют магний, алюминий, кремний, цирконий. Физические свойства. Щелочные металлы – это серебристо-белые блестящие металлы, быстро тускнеющие на воздухе. Для них характерны низкие температуры плавления, малые значения плотностей, низкий потенциал ионизации, который уменьшается с увеличением атомного номера (табл. 8.1). Щелочные металлы мягкие, режутся ножом. Низкие значения температур кипения и плавления для щелочных металлов объясняются тем, что в их кристаллах металлическая связь непрочная (на один атом металла приходится только один свободный электрон). По мере роста радиуса атома прочность, связи в кристаллах щелочных металлов закономерно уменьшается. Следовательно, в ряду Li ‒ Cs понижаются температуры кипения и плавления. Щелочные металлы относятся к группе легких металлов (плотность меньше 5 г/см3), что объясняется строением их кристаллической решетки. Химические свойства. Типичные металлы, очень сильные восстановители. Восстановительная способность увеличивается с ростом атомной массы: Li – Na – K – Rb – Cs.
Реакции с простыми веществами: С кислородом. Продукты окисления щелочных металлов на воздухе имеют разный состав в зависимости от активности металла. Только литий окисляется на воздухе с образованием оксида: 4Li + O2 = 2Li2O–2 (оксид). При окислении натрия в основном образуется пероксид Na2O2 с небольшой примесью надпероксида NaO2: 2Na + O2 = Na2O (пероксид). В продуктах окисления калия, рубидия и цезия содержатся в основном надпероксиды: K + O2 = KO (надпероксид). Элементы могут образовывать озониды по реакции с озоном: K + O3 = KO3; 4KOH + 4O3 = 4KO3 + O2 + 2H2O. Оксиды щелочных металлов Ме2О – кристаллические термически устойчивые вещества, при взаимодействии с водой образуют щелочи: Ме2О + Н2О = 2МеОH. Все пероксиды, надпероксиды, озониды – сильные окислители и разлагаются водой: K2O2 + 2H2O = 2KOH + H2O2; 2KO2 + 2H2O = 2KOH + O2 + H2O2; 4KО3 + 2H2O = 4KOH + 5O2. С водородом. При нагревании щелочные металлы соединяются с водородом с образованием гидридов: 2Na + H2 2NaH–1 (гидрид). Гидриды металлов – сильные восстановители за счет водорода в степени окисления –1. Гидриды разлагаются водой и кислотами с выделением водорода: NaH + H2O = NaOH + H2; NaH + HCl = NaCl + H2. С галогенами щелочные металлы взаимодействуют с образованиием галогенидов: 2Na + Cl2 2NaCl–1 (хлорид). С серой щелочные металлы взаимодействуют с образованием сульфидов: 2Na + S Na2S–2 (сульфид). С азотом, фосфором, углеродом и кремнием щелочные металлы взаимодействуют с образованием, соответственно, нитридов, фосфидов, карбидов и силицидов. Полученные соединения разлагаются водой и кислотами c образованием летучих водородных соединений:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2022-09-03; просмотров: 59; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.0.53 (0.012 с.) |