Тема 23. Лужні метали
План:
Фізичні властивості лужних металів.
Хімічні властивості.
З'єднання лужних металів.
23.1. Фізичні властивості лужних металів
До лужних металів відносяться елементи першої групи, головної підгрупи: літій, натрій, калій, рубідій, цезій, францій.
Знаходження в природі. Na – 2,64% (по масі), K – 2,5% (по масі), Li, Rb, Сs – значно менше, Fr – штучно отриманий елемент, NaСl – куховарська сіль (кам'яна сіль), галіт Na2SO4•10H2O – глауберова сіль, NaNO3 – чилійська селітра Na3AlF6 – кріоліт, Na2B4O7•10H2O – бура, KCl – сильвін, KCl•NaCl – сильвініт.
Властивості лужних металів
|
Елемент |
Литий Li |
Натрий Na |
Калий K |
Рубидий Rb |
Цезий Cs |
|
Порядковий номер елементу |
3 |
11 |
19 |
37 |
55 |
|
Відносна атомна маса |
6,941 |
22,990 |
39,098 |
85,468 |
132,905 |
|
Температура плавлення,С0 |
179,0 |
97,8 |
63,5 |
39,0 |
28,5 |
|
Температура кипіння,С0 |
1340 |
883 |
760 |
696 |
708 |
|
Щільність, г/см3 |
0,534 |
0,97 |
0,86 |
1,532 |
1,87 |
|
Міри окислення |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
|
Забарвлення полум'я |
темно-червона |
жовта |
синьо-фіолетова |
синьо-фіолетова |
синьо-фіолетова |
|
Використання металів |
підшипникові сплави, каталізатор |
газорозрядні лампи, теплоносій в ядерних реакторах |
– |
науково-дослідні роботи |
|
Здобуття. Оскільки лужні метали – це найсильніші відновники, їх можна відновити із з'єднань лише при електролізі розплавів солей:
2NaCl=2Na+Cl2
на катоде: Na++e=Na
на
аноде:
2Cl--e=Cl2
22.2. Хімічні властивості
|
Хімічні властивості | |
|
1. З киснем (Rb, Cs – займаються) |
2Na+O2=Na2O2; 2K+2O2=K2O4 4Li+O2=2Li2O |
|
2.С галогенами |
2Na+Cl2=2NaCl |
|
3.С сіркою при нагріванні |
2Li+S=Li2S |
|
4.Литий взаємодіє з азотом |
6Li+N2=2Li3N |
|
5.С воднем при нагріванні |
2Na+H2=2NaH |
|
6.С водой |
2Na+2H2O=2NaOH+H2 |
Лужні метали – найсильніші відновники, їх іони не проявляють окислювальних властивостей.
22.3. З'єднання лужних металів
|
З'єднання лужних металів | ||
|
Гідроксиди (їдкі луги) – тверді кристалічні речовини, типово іонні з'єднання, сильні підстави. NaОН-їдкий натр, каустична сода КОН-їдке калі. Одержання: 1.Електроліз водного розчину NaCl: катод:
H2O+2e=H2 анод:
2Cl--2e=Cl2 сумарна реакція: 2H2O+2NaCl=2NaOH+Cl2 |
Солі – типово іонні з'єднання, як правило – добре растворіми у воді, окрім деяких солей літію. Утворені слабкими кислотами сильно гидролізуются.Na2CO3 10H2O – кристалічна сода Na2CO3 - кальцинована сода NaHCO3 – питна сода K2CO3 – поташ Одержання: 1.Аміачний спосіб – насичення розчину NaCl газами CO2 и NH3 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3
+NaCl=NaHCO3 2.Кальцинування: NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O |
Якісні реакції: фарбування полум'я іонами: Li+ – темно-червоне Na+ – жовте K+ – фіолетове |
+2OH-
+H2
+NH4Cl