Основной материал для изучения темы:

§ 14, стр. 86.

Габриелян, о. С. Химия. 9 класс: Дрофа, 2013. Дополнительный материал по теме «Щелочные металлы»

Впервые металлы Iгруппы (NaиK) были получены английским химиком Х. Дэви в 1807г. электролизом щелочей, откуда и возникло их групповое название –щелочные металлы.

В чистом виде элементы I группы – легкие, мягкие, блестящие металлы, быстро тускнеющие на воздухе из-за окисления кислородом и реакции с водой.

Их основные свойства представлены в виде таблицы

Таблица 1. Физико-химические свойства щелочных металлов

Величина	Li	Na	K	Rb	Cs
Энергия ионизации атомов I1, Эв (кДж/моль)	5,4 (520)	5,1 (492)	4,3 (415)	4,2 (405)	3,9 (386)
Сродство атомов к электрону, Эв (кДж/моль)	0,6 (57)	0,3 (29)	0,5 (48)	0,4 (39)	0,4 (39)
Электроотрицательность	1,0	1,0	0,9	0.9	0,9
Орбитальный радиус атома, нм	0,159	0,171	0,216	0,229	0,252
Энтальпия атомизации, кДж/моль	159	107	89	81	77
Температура плавления, C	180	98	64	39	29
Температура кипения, C	1340	886	761	690	672

Таблица 2. Основные сведения о щелочных металлах

Величина	3Li	11Na	19Ka	37Rb	55Cs	87Fr
Атомный вес	6,94	22,99	39,1	85,47	132,9	[223]
Валентные электроны	(2) 2s1	(8) 3s1	(8) 4s1	(8) 5s1	(8) 6s1	(8) 7s1
Металлический радиус Атома, А	1,55	1,89	2,36	2,48	2,68	2,80
Радиус иона Э+, А	0,68	0,98	1,33	1,49	1,65	1,75
Энергия ионизации, Эв ЭЭ+	5,39	5,14	4,43	4,176	3,89	3,98
Содержание в земной коре, ат. %	0,02	2,0	1,1	410-3	910-5	
Природные изотопы	7Li 92,7%	23Na 100%	39Ka 93,1%	85Rb 72,15%	183Cs 100%	

Таблица 3. Основные физические константы щелочных металлов

Величина	Li	Na	K	Rb	Cs
Плотность, г/см3	0,53	0,97	0,85	1,5	1,9
Твердость (алмаз 10)	0,6	0,4	0,5	0,3	0,2
S298, дж/г-атград	28,1	51,2	64,2	76,2	84,3
Теплоемкость (H2O 1)	0,83	0,29	0,17	0,08	0,05
Теплопроводность	11	21	14	8	5
Hвозг.298,кДж/г-ат	159,3	92,0	90,4	82,1	78,2
Т. пл., C	179	98	63	39	29
Т. кип., C	1350	900	776	680	666

Литий

Литий Li – s-элемент 1s²2s¹. У лития, имеющего только один валентный электрон и большой атомный радиус, энергия ионизации значительно меньше, чем у бериллия (5,39эвпротив 9,32эвуBe). Это типичный металлический элемент, щелочной металл. Однако от остальных щелочных металлов литий отличает небольшой размер атома и иона; литий по свойствам напоминает также магний.

Для лития наиболее характерно образование ионной связи. Поэтому координационное число Liв соединениях в отличие от остальных элементов второго периода больше 4. Вместе с тем вследствие небольшого размера ион лития характеризуется высокой энергией сольватации, а в литийорганических соединениях литий образует ковалентную связь.

Литий достаточно широко распространен в земной коре (0,002ат.%). Природный литий состоит из двух стабильных изотопов: ⁶Li(7,3%) и⁷Li(92,7%). Искусственно получены радиоактивные изотопы. Наибольшую ценность имеют минералысподуменLiAl(SiO₃)₂,амблигонитLiAl(PO₄)FилепидолитLi₂Al₂(SiO₃)₃(F,OH)₂.

Литий – единственный элемент, реагирующий при обычных условиях с азотом. Поскольку при контакте с воздухом одновременно протекают реакции с кислородом и влагой, лития, как и другие щелочные металлы, можно хранить только без доступа воздуха.

При горении лития на воздухе одновременно образуются и оксид, и нитрид:

2Li(кр) + 1/2O₂(г) =Li₂O(кр),H= -598кДж;

3Li(кр) + 1/2N₂(г) =Li₃N(кр),H= -164кДж.

При небольшом нагревании литий реагирует с водородом, углеродом, фосфором и другими элементами, образуя многочисленные бинарные соединения, в кристаллах которых он присутствует в виде однозарядного криптона.

При реакциях с органическими галогенами образуются литийорганические соединения.

C₂H₅Cl+ 2Li=C₂H₅Li+LiCl.

Это чрезвычайно реакционно-способные вещества, загорающиеся при контакте с влажным воздухом. Их хорошая растворимость в неполярных растворителях указывает на ковалентный характер связи лития с органическим радикалом. Часто эти соединения образуют полимеры, в которых координационное число лития достигает четырех.

Литий используется в специальных легких сплавах, литийорганические производные широко применяются при синтезе различных классов органических соединений.