
- •Щелочные металлы
- •1. Общие сведения о щелочных металлах
- •2. Атомные характеристики щелочных металлов
- •3. Основные физико-химические свойства щелочных металлов
- •Реакции с простыми веществами
- •Реакции с важнейшими реагентами
- •4. Бинарные соединения
- •5. Гидроксиды и их производные
- •6. Применение и биологическая роль
Щелочные металлы
1. Общие сведения о щелочных металлах
2. Атомные характеристики щелочных металлов
3. Основные физико-химические свойства щелочных металлов
4. Бинарные соединения
5. Гидроксиды и их производные
6. Применение и биологическая роль
1. Общие сведения о щелочных металлах
Символ элемента |
Li |
Na |
К |
Rb |
Cs |
Fr |
Русское название |
Литий |
Натрий |
Калий |
Рубидий |
Цезий |
Франций |
Латинское название |
Lithium |
Natrium |
Kalium |
Rubidium |
Caesium |
Francium |
Год открытия |
1817 |
1807 |
1807 |
1861 |
1860 |
1939 |
Автор открытия |
И.Арфведсон |
Г. Дэви |
Г. Дэви |
Р. Бунзен, Г.Кирхгоф |
Р. Бунзен, Г. Кирхгоф |
М. Перей |
Содержание в земной коре, массовая доля, % |
6,5·10-3 |
2,5 |
~2,6 |
1,5·10-2 |
3,7·10-2 |
_ |
Основные природные соединения (в скобках - названия минералов) |
Li2O·Al2O3·4SiO2 (сподумен); LiAI(PO4)F, LiAl(PO4)OH (амблигонит) |
NaCl (поваренная соль, каменная соль); Na2SO4·10H2O (мирабилит, глауберова соль); KCI·NaCl (сильвинит) |
КС1 (сильвин); KCI·NaCl (сильвинит); K[AISi3O8] (калиевый полевой шпат, ортоклаз); КСl·MgCI2·6H2O (карналлит) |
Собственных минералов не образует, изоморфная примесь минералов калия - сильвинита, карналлита |
4Cs2O·4AI2O318SiO2·2H2O (поллуцит); спутник минералов калия, например (KCs)[BF4] (авогадрит) |
Продукт -аспада актиния: 227Ac=22387Fr + 42He |
2. Атомные характеристики щелочных металлов
Элемент |
Li |
Na |
К |
Rb |
Cs |
Fr |
Атомный номер |
3 |
11 |
19 |
37 |
55 |
87 |
Массовые числа природных изотопов (в скобках - массовая доля, %, в природной смеси) |
6(7,42) 7(92,58) |
23(100) |
39(93,08) 40*(0,011) 41(6,91) |
85(72,15) 87*(27,85) |
133(100) |
Стабильных природных изотопов не имеет. 223* - наиболее устойчивый из природных изотопов |
Относительная атомная масса |
6,941 |
22,989768 |
39,0983 |
85,4678 |
132,90543 |
223,0197 |
3. Основные физико-химические свойства щелочных металлов
Элемент |
Li |
Na |
К |
Rb |
Cs |
Fr |
Основная форма существования при обычных условиях (в скобках - тип кристаллической решетки) |
Металлы (кубическая объемноцентрированная) |
|||||
Цвет |
Серебристо-белый |
Серебристо-белый |
Серебристо-белый |
Серебристо-белый |
Желтый |
Металлический |
Плотность , г/см3 (293 К) |
0,534 |
0,971 |
0,862 |
1,532 |
1,873 |
2,44 |
Температура плавления, °С |
180,69 |
97,96 |
63,8 |
39,2 |
28,55 |
27 |
Температура кипения, °С |
1347 |
983,1 |
774 |
688 |
678,6 |
677 |
Способы получения. Li, Na, К - электролиз расплавов их хлоридов в смеси с КС1, СаCl2 (литий, натрий) и NaCl (калий) (основной способ). Применяется также восстановление их оксидов, хлоридов, карбонатов алюминием, кремнием, кальцием, магнием при нагревании в вакууме:
2Li2O
+ Si (Al)
4Li
+ SiO2
(Al2O3),
6KCI + 4CaO + 2Al (Si) 6K + 3CaCl2 + CaOAl2O3(CaOSiO2),
2CsCI + Ca 2Cs + CaCl2,
Rb2CO3 + 3Mg 2Rb + 3MgO + C
Li и Na высокой частоты - электролиз расплава смеси LiCl - LiBr и NaOH соответственно.
Химические свойства. Все щелочные металлы - очень сильные восстановители. Реакционная способность возрастает в ряду Li - Cs. Щелочные металлы энергично реагируют с большинством неметаллов, разлагают воду; на холоде бурно реагируют с разбавленными растворами кислот. Комплексообразование для ионов щелочных металлов нехарактерно. Li существенно отличается от остальных элементов группы. По ряду свойств он ближе к Mg, чем к щелочным металлам.