Краткий конспект подготовки к ЗНО по химии №14 Общие сведения о металлах

Конспект 14. Щелочные металлы

Физические свойства щелочных металлов

Главную подгруппу I группы Периодической системы Д. И. Менделеева  составляют литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr. Элементы этой подгруппы относят к металлам. Их общее название – щелочные металлы.

1.Цвет. Щелочные металлы, кроме Cs, имеют серебристый металлический блеск,

Cs – золотисто-желтую окраску.

2.Твердость. Все щелочные металлы очень мягки, легко режутся (кроме Li), Rb, Cs и Fr при обычной температуре почти пастообразны, наиболее твердый из них Li мягче талька (твердость талька принята за единицу по шкале Мооса).

3.Температура плавления. Щелочные металлы кристаллизуются в кубичической объемноцентрированной решетке. Температуры плавления их уменьшаются от Li к Cs: 180,54 °С (Li), 97,86 °С (Na), 63,51 °С (К), 39,32 °С (Rb), 28,44 °С (Cs). 

4.Плотность. Щелочные металлы очень легкие, самый легкий среди всех известных металлов – Li, он плавает в керосине, a Na и К легче воды.

5.Активность. Сильно электроположительный характер и высокая химическая активность щелочных металлов обусловлены небольшой затратой энергии на отрыв от атомов этих металлов одного s-электрона. Щелочные металлы – сильные восстановители. 

Электронное строение

Электронные конфигурации валентного слоя щелочных металлов , где n – номер электронного слоя. Их относят к s-элементам. У щелочноземельных металлов  (s-элементы). У алюминия валентные электроны  (p-элемент). Эти элементы образуют соединения с ионным типом связи. При образовании соединений для них степень окисления соответствует номеру группы.

Обнаружение ионов металла в солях

Ионы металлов легко определить по изменению окраски пламени.
Соли лития – карминово-красная окраска пламени. Соли натрия – желтый. Соли калия – фиолетовый через кобальтовое стекло. Рубидия – красный, цезия – фиолетово-синий.
Соли щелочноземельных металлов: кальция-кирпично-красный, стронция – карминово-красный и бария – желтовато-зеленый. Соли алюминия окраску пламени не меняют. Соли щелочных и щелочноземельных металлов используются для создания фейерверков. И можно легко определить по окраске, соли какого металла применялись.

Химические свойства щелочных металлов

1. Взаимодействие с неметаллами.
Из-за высоких восстановительных свойств щелочные металлы бурно реагируют с галогенами с образованием соответствующего галогенида. При нагревании реагируют с серой, фосфором и водородом, с образованием сульфидов, гидридов, фосфидов.

Литий – это единственный металл, который реагирует с азотом уже при комнатной температуре.
, образующийся нитрид лития подвергается необратимому гидролизу.
↑

2. Взаимодействие с кислородом.
Только с литием сразу образуется оксид лития.
, а при взаимодействии кислорода с натрием, образуется пероксид натрия.
. При горении всех остальных металлов, образуются надпероксиды.

3. Взаимодействие с водой.
По реакции с водой можно наглядно увидеть, как изменяется активность этих металлов в группе сверху вниз. Литий и натрий спокойно взаимодействуют с водой, калий со вспышкой, а цезий уже с взрывом.
↑

4. Взаимодействие с кислотами – сильными окислителями.
 (конц) → 
 (конц) → ↑ + 

Получение щелочных металлов

Из-за высокой активности металлов, получать их можно при помощи электролиза солей, чаще всего хлоридов.

Применение щелочных металлов

Соединения щелочных металлов находят большое применение в разных отраслях промышленности.