Элементы ia подгруппы. Щелочные металлы.

75. Какими физическими и химическими свойствами обладают щелочные металлы? Где они применяются?

Все щелочные металлы — активные восстановители, их химическая активность возрастает от лития к цезию.

1. Взаимодействие с неметаллами. С водородом щелочные металлы образуют гидриды.

2Li + H₂ = 2LiH

Образующиеся гидриды легко гидролизуются:

LiH + H₂O = LiOH + H₂

Щелочные металлы энергично взаимодействуют с галогенами, образуя соли — галогениды:

2Na + Cl₂ = 2NaCl

2K + I₂ = 2KI

Литий с кислородом образует оксид Li₂O, натрий — пероксид Na₂O₂, калий — надпероксид KO₂:

4Li + O₂ = 2Li₂O

2Na + O₂ = Na₂O₂

K + O₂ = KO₂

Все полученные соединения реагируют с водой:

Li₂O + H₂O = 2LiOH

Na₂O₂ + 2H₂O = 2NaOH + H₂O₂

4KO₂ + 2H₂O = 4KOH + 3O₂?

C серой образуются сульфиды (полисульфиды):

2Na + S = Na₂S

Литий реагирует с азотом уже при комнатной температуре:

6Li + N₂ = 2Li₃N

Нитриды щелочных металлов при взаимодействии с водой гидролизуются:

Li₃N + 3H₂O = 3LiOH + NH₃?

2. Взаимодействие с водой.

Все щелочные металлы реагируют с водой с образованием щелочи и водорода:

2Li + 2H₂O = 2LiOH + H₂?

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂?

3. Взаимодействие с кислотами.

Щелочные металлы очень бурно взаимодействуют с растворами кислот, так как одновременно металл реагирует и с водой:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂?

Концентрированную серную кислоту щелочные металлы восстанавливают до сероводорода:

8Na + 5H₂SO_4(конц) = 4Na₂SO₄ + H₂S? + 4H₂O.

Физические свойства щелочных металлов

Простые вещества, образованные этими элементами, — мягкие серебристо-белые металлы, легко режутся ножом. На свежем разрезе хорошо виден металлический блеск. Щелочные металлы характеризуются малой плотностью и низкими температурами плавления и кипения. Наименьшую плотность имеет литий (0,53 г/см³, т.е. почти в два раза легче воды), самую низкую температуру плавления — франций.

В связи с высокой химической активностью эти металлы хранят под слоем керосина или минерального масла.

Применение.

Алюминий-литиевые сплавы нашли применение в авиационной и космической технике.

Литий используется при производстве литиевых аккумуляторов, такие аккумуляторы применяются в кардиостимуляторах.

Расплавы натрия и калия используются в качестве теплоносителей в атомных реакторах и в авиационных двигателях.

Пары натрия используются в люминесцентных светильниках.

Натрий служит катализатором в производстве каучука.

Натрий используется при производстве калия, титана, циркония и тантала, а также тетраэтилсвинца – добавки, улучшающей детонационные свойства бензина.

Пероксид натрия и надпероксид калия используются в подводных лодках и космических кораблях для регенерации кислорода.

Гидроксид калия применяется для получения жидкого мыла и стекла.

Гидроксид натрия используется для производства бумаги, искусственных тканей, мыла, очистки нефтепроводов, в производстве искусственного волокна и в щелочных аккумуляторах.

Хлорид натрия – пищевой продукт и сырье для получения натрия и его соединений, применяется в медицине для приготовления физиологического раствора.

Карбонат натрия используется для производства бумаги, мыла и стекла.

Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) применяется в медицине, кулинарии, в производстве минеральных вод, используется в огнетушителях.

Карбонат калия (поташ) необходим при производстве жидкого мыла и стекла.

Нитрат калия – комплексное минеральное удобрение, применяется для производства черного пороха и фейерверков.

Цезий нашел применение в фотоэлементах.