ПСХЭ
.pdfПериодическая система химических элементов
Напечатал в электронный вид Богатырев И.И.
Закон ПСХЭ
Сформулирован в 1869 г.
Определение по Д.И. Менделееву (на тот момент было известно о 63-х химических элекементов):
Свойства химических элекментов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от относительных атомным масс этих элементов.
Современная формулировка:
Свойства химических элементов и образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от заряда их атомных ядер.
Свойства |
3Li |
14Na |
19K |
|
37Rb |
|
55Cs |
|
87Fr** |
Ar (а.е.м.) |
6,94 |
22,99 |
39,1 |
|
85,47 |
|
132,9 |
|
[223] |
В |
2s1` |
3s1 |
4s1 |
|
5s1 |
|
6s1 |
|
7s2 |
Радиус атома, |
0,16 |
0,189 |
0,236 |
|
0,248 |
|
0,268 |
|
0,280 |
нм |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиус иона, |
0,068 |
0,093 |
0,133 |
|
0,149 |
|
0,165 |
|
0,175 |
нм |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I1*, эВ |
5,39 |
5,14 |
4,34 |
|
4,18 |
|
3,89 |
|
3,98 |
I2, эВ |
75,6 |
47,3 |
31,8 |
|
27,5 |
|
25,1 |
|
н/д |
φ, В |
-3,045 |
-2,714 |
-2,924 |
|
-2,925 |
|
-2,92 |
|
н/д |
(э++1e-=e0) |
|
|
|
||||||
ρ, г/см3 |
0,53 |
0,97 |
0,86 |
|
1,53 |
|
1,9 |
|
2,1 |
tплав., °C |
179 |
97,8 |
63,55 |
|
38,8 |
|
28,8 |
|
~20 |
tкип., °C |
1350 |
883 |
776 |
|
705 |
|
690 |
|
630 |
Содержание в |
0,02 |
2,4 |
1,4 |
|
7*10-9 |
|
9,5*10-9 |
|
- |
земной коре, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7Li: 92,7% |
|
41K: 93,1% |
85Rb: 72,15% |
55 |
|
87 |
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
|
|
Изотопы |
6 |
Na: 100% |
K: 6,88% |
87 |
|
|
Cs: 100% |
|
Fr: 100% |
|
Li: 7,3% |
|
40K: 0,02% |
|
Rb: 27,85% |
|
|
|
|
* Потенциал ионизации
** Франций — искусственно синтезированный элемент, его не существует в естественной среде.
Вывод: атомы рассматриваемых элементов имеют 1 валентный электрон. По сравнению с элементами других подгрупп, у них наиболее низкие первые потенциалы ионизации (I1), а размеры атомов и ионов наибольшие, т.о. у щелочных металлов наиболее сильно выражены металлические свойства. Все щелочные металлы кристаллизуются в кубической, объёмно-центрированной решётке. Они обладают металлическим блеском, наблюдаемым при свежем разрезе металла.
I — потенциал ионизации, суть — энергия, необходимая для удаления электрона с внешней орбитали:
Э0 - 1e- = Э+ — I1
Э+ - 1e- = Э2+ — I2, и так далее.
При этом каждый потенциал ионизации обладает определённой требуемой энергией. Количество этой энергии позволяет предположить наиболее стабильную степень окисления.
Экранирование: Комплексные основания иногда являются более сильными, чем обычные. Например, [Ni(NH3)6](OH)2 — гидроксид гексаамминникеля (II) — является более сильным, чем обычный гидроксид никеля, т.к. катион Ni2+ экранирован молекулами аммиака, оказывает меньшее поляризующее действие на гидроксид ион, следовательно лучше диссоциирует; следовательно, более сильное основание.
Химические свойства
4 Li+O2 →2 Li2 O — образуется оксид.
2 Na+O2 →Na2O2 — образуется пероксид. K +O2→ KO2 — образуется надпероксид.
Щелочные металлы этой группо бурно реагируют с водой: цезий взрывается, калий и натрий горят и т.д.
Натрий и литий склонны к образованию гидридов:
2Na+H2→2 NaH
2Li+H2 →2 LiH
Инитров
6Li+N 2→н. у .→2Li3 N
6Na+N 2→нагрев→2 Na3 N
Литий окрашивает пламя в карминно-красный цвет, натрий — в жёлтый, калий — в фиолетовый.