Який із лужних металів є найактивнішим. З'єднання лужних металів та їх застосування

Метали Залізо загальне Залізо – один із найпоширеніших елементів у природі. Його вміст у земній корі становить близько 4,7 % за масою, тому залізо, з погляду його поширеності в природі, прийнято називати макроелементом. У природній воді залізо

Найбільш активними серед металів є лужні метали. Вони активно вступають у реакції з простими та складними речовинами.

Загальні відомості

Лужні метали перебувають у І групі періодичної таблиці Менделєєва. Це м'які одновалентні метали сіро-сріблястого кольору з невеликою температурою плавлення та невисокою щільністю. Виявляють єдиний рівень окислення +1, будучи відновниками. Електронна конфігурація - ns 1 .

Мал. 1. Натрій та літій.

Загальна характеристика металів І групи наведена у таблиці.

Активні метали швидко реагують коїться з іншими речовинами, у природі перебувають у складі мінералів.

Отримання

Для отримання чистого лужного металу використовують кілька способів:

електроліз розплавів, найчастіше хлоридів або гідроксидів -

2NaCl → 2Na + Cl 2 , 4NaOH → 4Na + 2H 2 O + O 2;

прожарювання соди (карбонату натрію) з вугіллям для отримання натрію -

Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO;

відновлення кальцієм рубідії з хлориду при високих температурах -

2RbCl + Ca → 2Rb + CaCl 2;

• відновлення цезію з карбонату за допомогою цирконію -

  2Cs 2 CO 3 + Zr → 4Cs + ZrO 2 + 2CO 2 .

Взаємодія

Властивості лужних металів обумовлені їх будовою. Перебуваючи у першій групі періодичної таблиці, вони мають лише один валентний електрон на зовнішньому енергетичному рівні. Єдиний електрон легко переходить до атома окислювача, що сприяє швидкому вступу в реакцію.

Металеві властивості збільшуються у таблиці зверху донизу, тому літій розлучається з валентним електроном важче, ніж францій. Літій – найбільш твердий елемент серед усіх лужних металів. Реакція літію з киснем відбувається лише під впливом високої температури. З водою літій реагує значно повільніше, ніж інші метали групи.

Загальні хімічні властивості представлені у таблиці.

При якісній реакції мають різний колір полум'я. Літій горить малиновим, натрій – жовтим, цезій – рожево-фіолетовим полум'ям. Оксиди лужних металів також мають різний колір. Натрій стає білим, рубідій та калій – жовтими.

Мал. 2. Якісна реакція лужних металів.

Застосування

Прості метали та їх сполуки використовуються для виготовлення легких сплавів, металевих деталей, добрив, соди та інших речовин. Рубідій і калій використовуються як каталізатори. Пари натрію використовуються в люмінесцентних лампах. Не має практичного застосування лише францій через радіоактивні властивості. Як використовують елементи групи I коротко описано в таблиці застосування лужних металів.

Мал. 3. Питна сода.

Що ми дізналися?

З уроку 9 класу дізналися про особливості лужних металів. Вони перебувають у I групі таблиці Менделєєва і за реакціях віддають один валентний електрон. Це м'які метали, що легко вступають у хімічні реакції з простими та складними речовинами - галогенами, неметалами, кислотами, водою. У природі зустрічаються лише у складі інших речовин, для їх вилучення використовується електроліз чи реакція відновлення. Застосовуються у промисловості, будівництві, металургії, енергетиці.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.4. Усього отримано оцінок: 91.

Хім. елементи (лужні елементи), що становлять гол. підгрупу 1 групи періодич. системи елементів, і навіть відповідні їм прості речовини метали. До Щ. м. відносяться літій Li (ат. номер 3), натрій Na (11), калій К (19), рубідій Rb (37), … Фізична енциклопедія

ЛУЖНІ МЕТАЛИ, одновалентні метали, що становлять першу групу періодичної таблиці: літій, НАТРІЙ, РУБІДІЙ, ЦЕЗІЙ та ФРАНЦІЙ. Це м'які сріблясто білі метали, які швидко окислюються на повітрі і дають бурхливу реакцію з водою, при… Науково-технічний енциклопедичний словник

Лужні метали- ЛУЖНІ МЕТАЛИ: літій Li, натрій Na, калій K, рубідій Rb, цезій Cs, францій Fr. М'які метали, що легко ріжуться (крім Li), Rb, Cs і Fr майже пастоподібні за звичайних умов; Li найлегший з усіх металів, Na і K легше за воду. Хімічно дуже… Ілюстрований енциклопедичний словник

Хімічні елементи Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Назва від лугів гідроксидів лужних металів. Великий Енциклопедичний словник

ЛУЖНІ МЕТАЛИ- Елементи I групи періодичної системи: літій (Li), натрій (Na), калій (K), рубідій (Rb), цезій (Cs), францій (Fr); дуже м'які, пластичні, легкоплавкі та легкі, як правило, сріблясто білого кольору; хімічно дуже активні; бурхливо реагують із … Російська енциклопедія з охорони праці

лужні метали- група, включ. Li, Na, Rb, Cs, Fr. Тематики металургія загалом EN alkali metals … Довідник технічного перекладача

ПІДГРУПА IА. ЛУЖНІ МЕТАЛИ ЛІТІЙ, НАТРІЙ, КАЛІЙ, РУБІДІЙ, ЦЕЗІЙ, ФРАНЦІЙ Електронна будова лужних металів характеризується наявністю на зовнішній електронній оболонці одного електрона відносно слабко пов'язаного з ядром. З кожного… … Енциклопедія Кольєра

Alkali metals Лужні метали. Метали першої групи Періодичної системи, а саме: літій, натрій, калій, рубідій, цезій та францій. Вони утворюють суворо лужні гідроксиди, звідси та його назва. (Джерело: «Метали та сплави. Довідник.» Під… … Словник металургійних термінів

Лужні метали Енциклопедичний словник з металургії

ЛУЖНІ МЕТАЛИ- Хімічні елементи Li, Na, К, Rb, Cs, Fr. Названо так тому, що їх гідрооксиди найсильніші луги. Хімічно лужні метали є найбільш активними металами. Їхня активність зростає від Li до Fr … Металургійний словник

Книги

• Набір таблиць. Хімія. Метали (12 таблиць), . Навчальний альбом із 12 аркушів. Арт. 5-8683-012 Лужні метали. Хімія лужних металів. Елементи ІІ А – групи. Жорсткість води. Алюміній. Використання алюмінію. Залізо. Види корозії. Методи…

Лужні метали – група неорганічних речовин, простих елементів таблиці Менделєєва. Всі вони мають схожу атомну будову і, відповідно, схожі властивості. До групи входять калій, натрій, літій, цезій, рубідій, францій і теоретично описаний, але ще синтезований елемент унуне́ний. Перші п'ять речовин існують у природі, Франції — штучно створений, радіоактивний елемент. Свою назву лужні метали отримали через здатність утворювати луги реакції з водою.

Всі елементи групи хімічно активні, тому Землі зустрічаються лише у складі різних мінералів, наприклад, кам'яної, калійної, кухонної солі, бури, польового шпату, морської води, підземних розсолів, чилійської селітри . Францій часто супроводжує уранові руди; рубідій та цезій - мінералам з натрієм і калієм.

Властивості

Усі представники групи – м'які метали, їх можна різати ножем, згинати руками. Зовнішньо - блискучі, білого кольору (крім цезію). Цезій відливає золотавим блиском. Легкі: натрій і калій легший за воду, літій спливає навіть у гасі. Класичні метали з гарною електро- та теплопровідністю. Горять, надають полум'ю характерного кольору, що є одним з аналітичних способів визначити тип металу. Легкоплавким, найбільш «тугоплавким» є літій (+180,5 ° С). Цезій тане прямо в руках за температури +28,4 °С.

Активність групи збільшується зі зростанням атомної маси: Li →Cs. Мають відновлювальні властивості, у тому числі в реакції з воднем. Виявляють валентність -1. Бурхливо реагують із водою (усі крім літію — із вибухом); з кислотами, киснем. Взаємодіють з неметалами, спиртами, водним аміаком та його похідними, карбоновими кислотами, багатьма металами.

Калій та натрій є біогенними елементами, беруть участь у водно-сольовому та кислотно-лужному балансі людського організму, необхідні для нормальної циркуляції крові та функціонування багатьох ензимів. Калій важливий для рослин.

У нашому організмі є й рубідій. Його знайшли у крові, кістках, головному мозку, легенях. Він має протизапальну, протиалергічну дію, пригальмовує реакції нервової системи, посилює імунітет, позитивно впливає на склад крові.

Запобіжні заходи

Лужні метали дуже небезпечні, здатні спалахувати і вибухати просто від контакту з водою або повітрям. Багато реакцій протікають бурхливо, тому працювати з ними допускається тільки після ретельного інструктажу, із застосуванням усіх запобіжних заходів, у захисній масці та захисних окулярах.

Розчини калію, натрію та літію у воді є сильними лугами (гідроксиди калію, натрію, літію); контакт зі шкірою призводить до глибоких болючих опіків. Попадання лугів, навіть низької концентрації, може призвести до сліпоти. Реакції з кислотами, аміаком, спиртами проходять із виділенням пожежо- та вибухонебезпечного водню.

Лужні метали зберігають під шаром гасу або вазеліну у герметичних ємностях. Маніпуляції із чистими реактивами проводять в аргоновій атмосфері.

Слід ретельно стежити за утилізацією залишків після дослідів із лужними металами. Усі залишки металів попередньо мають бути нейтралізовані.

Застосування

До лужних металів відносяться метали ІА групи Періодичної системи Д.І. Менделєєва - літій (Li), натрій (Na), калій (K), рубідій (Rb), цезій (Cs) та францій (Fr). На зовнішньому енергетичному рівні лужних металів є один валентний електрон. Електронна конфігурація зовнішнього енергетичного рівня лужних металів – ns 1 . У своїх сполуках вони виявляють єдиний ступінь окислення рівний +1. У ОВР є відновниками, тобто. віддають електрон.

Фізичні властивості лужних металів

Всі лужні метали легкі (мають невелику щільність), дуже м'які (за винятком Li легко ріжуться ножем і можуть бути розкотені у фольгу), мають низькі температури кипіння і плавлення (зі зростанням заряду ядра атома лужного металу відбувається зниження температури плавлення).

У вільному стані Li, Na, K та Rb – сріблясто-білі метали, Cs – метал золотисто-жовтого кольору.

Лужні метали зберігають у запаяних ампулах під шаром гасу або вазелінової олії, оскільки вони мають високу хімічну активність.

Лужні метали мають високу тепло- та електропровідність, що обумовлено наявністю металевого зв'язку та об'ємоцентрованої кристалічної решітки.

Одержання лужних металів

Всі лужні метали можливо отримати електролізом розплаву їх солей, проте на практиці таким способом отримують тільки Li і Na, що пов'язано з високою хімічною активністю K, Rb, Cs:

2LiCl = 2Li + Cl 2

2NaCl = 2Na + Cl 2

Будь-який лужний метал можна отримати відновленням відповідного галогеніду (хлориду або броміду), застосовуючи як відновники Ca, Mg або Si. Реакції проводять при нагріванні (600 – 900С) та під вакуумом. Рівняння отримання лужних металів у такий спосіб:

2MeCl + Ca = 2Mе + CaCl 2 ,

де Ме – метал.

Відомий спосіб отримання літію з його оксиду. Реакцію проводять при нагріванні до 300°З вакуумом:

2Li 2 O + Si + 2CaO = 4Li + Ca 2 SiO 4

Отримання калію можливе реакції між розплавленим гідроксидом калію і рідким натрієм. Реакцію проводять при нагріванні до 440°С:

KOH + Na = K + NaOH

Хімічні властивості лужних металів

Усі лужні метали активно взаємодіють із водою утворюючи гідроксиди. Через високу хімічну активність лужних металів перебіг реакції взаємодії з водою може супроводжуватися вибухом. Найбільше спокійно з водою реагує літій. Рівняння реакції у загальному вигляді:

2Me + H 2 O = 2MeOH + H 2

де Ме – метал.

Лужні метали взаємодіють з киснем повітря, утворюючи ряд різних сполук – оксиди (Li), пероксиди (Na), надпероксиди (K, Rb, Cs):

4Li + O 2 = 2Li 2 O

2Na + O 2 =Na 2 O 2

Усі лужні метали при нагріванні реагують з неметалами (галогенами, азотом, сіркою, фосфором, воднем та ін.). Наприклад:

2Na + Cl 2 =2NaCl

6Li + N 2 = 2Li 3 N

2Li +2C = Li 2 C 2

2Na + H 2 = 2NaH

Лужні метали здатні взаємодіяти із складними речовинами (розчини кислот, аміак, солі). Так, при взаємодії лужних металів з аміаком відбувається утворення амідів:

2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2

Взаємодія лужних металів із солями відбувається за наступним принципом - витісняють менш активні метали (див. ряд активності металів) з їх солей:

3Na + AlCl 3 = 3NaCl + Al

Взаємодія лужних металів з кислотами неоднозначно, оскільки при протіканні таких реакцій метал спочатку реагуватиме з водою розчину кислоти, а луг, що утворюється в результаті цієї взаємодії, буде реагувати з кислотою.

Лужні метали реагують з органічними речовинами, такими як спирти, феноли, карбонові кислоти:

2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2

2K + 2C 6 H 5 OH = 2C 6 H 5 OK + H 2

2Na + 2CH 3 COOH = 2CH 3 COONa + H 2

Якісні реакції

Якісною реакцією на лужні метали є фарбування полум'я їх катіонами: Li + забарвлює полум'я у червоний колір, Na + - у жовтий, а K +, Rb +, Cs + - у фіолетовий.

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

Завдання	Здійсніть хімічні перетворення Na→Na 2 O→NaOH→Na 2 SO 4
Рішення	4Na + O 2 →2Na 2 O Останні матеріали розділу: