Физические свойства простых веществ

Простые вещества, образованные элементами IА группы, являются типичными металлами и находятся при обычных условиях в твердом агрегатном состоянии. Они имеют серебристо-белый цвет (кроме цезия, которому характерна желтая окраска), обладают небольшой твердостью и температурой плавления. При переходе от лития к цезию эти свойства закономерно уменьшаются в связи с падением прочности металлической связи.

Все щелочные металлы (кроме лития) легко режутся ножом. Они являются легкими металлами, причем Li, Na и K имеют плотность меньше, чем у воды, и могут плавать на ее поверхности.

В химическом отношении щелочные металлы чрезвычайно реакционноспособны. Уже на воздухе они легко взаимодействуют с кислородом и парами воды (а литий еще и с азотом). Поэтому при хранении щелочных металлов необходимо исключить доступ к ним воздуха и влаги. С этой целью металлы помещают обычно под слой керосина (так как с алканами они не реагируют) и в герметически закрытые сосуды.

Оксиды щелочных металлов являются оснóвными, легко взаимодействуют с H₂O, образуя щелочи:

Me₂O + H₂O = 2 MeOН

и обладают всеми остальными свойствами оснóвных оксидов.

Биологическая роль элементов iа группы

В организме человека элементы IА группы присутствуют исключительно в виде Me⁺¹. Катионы всех щелочных металлов протолитически не активны, их соли с сильными кислотами в водных растворах не гидролизуются. Большинство солей щелочных металлов, образованных как неорганическими, так и органическими кислотами, хорошо растворимы в Н₂О. Исключение составляют малорастворимые соли натрия с мочевой кислотой – ураты и карбонат лития.

Степень окисления ионов щелочных металлов в соединениях всегда постоянна и равна +1, поэтому они не участвуют в окислительно-восстановительных процессах. Ионы щелочных металлов очень слабые комплексообразователи и в биологических жидкостях человеческого организма они не образуют устойчивых комплексных соединений.

В организме человека литий является примесным элементом. Его общее содержание составляет 0,6–0,7 мг. Биологическая роль ионов Li⁺ к настоящему времени не выявлена.

Некоторые соли лития (угольной, лимонной кислот) применяют для купирования острого маниакального возбуждения. Бензоат лития входит в состав препарата «Уродан», применяемого для лечения подагры и мочекаменной болезни. Ионы K⁺ и Na⁺ примерно в одинаковых количествах в норме присутствуют в организме человека. Причем ионы Na⁺ находятся преимущественно в межклеточной жидкости, а ионы K⁺ – во внутриклеточной жидкости.

Ионы Na⁺ и K⁺ участвуют в передаче нервных импульсов через мембраны нервных клеток и поддерживают нормальную возбудимость мышечных клеток, оказывают влияние на деятельность центральной нервной системы (ЦНС).

При изменении содержания ионов натрия и калия в организме происходят нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой систем, гладких и скелетных мышц. Избыток ионов Na⁺ в клетках коры головного мозга вызывает угнетение деятельности ЦНС, депрессию.

За счет поддержания на постоянном уровне в межклеточной жидкости содержания ионов Na⁺ обеспечивается постоянство осмотического давления. Все без исключения кровезамещающие жидкости содержат ионы натрия.

Потребность организма человека в ионах K⁺ (2,5–5 г) полностью удовлетворяется его содержанием в основных продуктах питания.

Потребность в ионах натрия продуктами питания обеспечивается примерно на 80%. Дефицит ионов Na⁺ восполняется потреблением с пищей хлорида натрия. Его стали использовать в качестве вкусовой приправы около 2 000 лет назад. Избыток натрия (употребление в больших количествах соленой пищи) вызывает развитие гипертонии.