Щелочные металлы

Все щелочные металлы сильные восстановители это самые активные металлы. Они непосредственно соединяются почти со всеми неМе. В соединениях преобладает ионная связь.

Получение: электролизом расплавов солей

Щелочные металлы широко используются для металлотермического получения ряда металлов, таких как Ti, Zr, Nb, Ta, (Na, K), в качестве добавок к некоторым сплавам (Li), во многих органических синтезах (Li, Na, K), для осушки органических растворителей (Na), фотоэлементах (Cs). Соединения щелочных металлов находят применение в мыловарении (Na₂CO₃), в производстве стекла (Na₂CO₃, K₂CO₃, Na₂SO₄, Li₂O), для отбеливания и дезинфекции (Na₂O₂), в качестве удобрений (KCl, KNO₃ ). Из NaCl получают многие важные химические соединения (Na₂CO₃, NaOH, Cl₂). NaCl также применяется в производстве мыла, синтетических моющих средств, органических красителей, в пищевой промышленности.

Медь, серебро и золото

Каждый в своем периоде является предпоследним d-элементом. Таким образом, в атомах элементов подгруппы меди в (n-1)d -состоянии должно находиться по девять электронов. Однако вследствие устойчивости d¹⁰–конфигурации, энергетически оказывается более выгодным переход одного из ns-электронов в (n-1)d–состояние. Поэтому Cu, Ag и Au в s-состоянии внешнего слоя имеют по одному, а в предпоследнем слое - по 18 (s²p⁶d¹⁰) электронов. Вследствие этого элементы подгруппы меди проявляют не только степень окисления +1, но и +2 и +3. Для меди наиболее характерна степень окисления +2, для серебра +1, а для золота +3.

Благодаря особой электронной конфигурации атомов (n-1)d¹⁰s¹ все они характеризуются высокой тепло- и электропроводностью.

Способы получения металлов d-элементов I группы:

1) Для получения меди применяют пиро- и гидрометаллургические процессы. Пирометаллургический метод (основной) выражается суммарным уравнением:

2CuFeS₂ + 5O₂ +2SiO₂ 2Cu + 2FeSiO₃ + 4SO₂

Полученная таким образом черновая медь (95 – 98 % Cu) далее при необходимости электролитически рафинируется.

Гидрометаллургический метод предполагает обработку медных руд растворами серной кислоты, аммиака или сульфата железа (III) с последующим восстановлением меди из раствора железом или электролизом:

Cu₂S + 2 Fe₂(SO₄)₃ = 4 FeSO₄ + 2 CuSO₄ + S

2) Серебро добывают комплексной переработкой полиметаллических руд.

Для извлечения золота и серебра из пустой породы в основном применяют цианидный метод с последующим восстановлением золота цинком:

AgS₂ + NaCN = 2Na[Ag⁺(CN)₂] + Na₂S

4 Au + 8 NaCN +O₂ + 2 H₂O = 4 Na[Au⁺(CN)₄] + 4 NaOH

2 Na[Me(CN)₄] +Zn = Na[Zn(CN)₄] + 2Me, где Ме – Ag, Au

Применение

Около 50% добываемой меди идет на изготовление проводов. Широко используются сплавы меди (бронза, латунь, медно-никелевые сплавы). Медный купорос применяют как протраву при побелке. Ряд соединений меди используют для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.

AgиAuприменяются в радиоэлектронике и электротехнике, используются как катализаторы.Agприменяется в реактивной и космической технике, в производстве зеркал оптических приборов, в ювелирном деле.

Au– эквивалент денег, и большая часть его сосредоточена в хранилищах банков