Šarminiai metalai 1 dalis. Šarminių metalų charakteringos cheminės savybės

ŠARMINIAI METALAI
IA POGRUPĖ. ŠARMINIAI METALAI
LIČIS, NATRIS, KALIS, RUBIDIJAS, CEZIS, PRANCŪZIJA
Šarminių metalų elektroninei struktūrai būdingas buvimas išorėje elektronų apvalkalas vienas elektronas palyginti silpnai surištas su branduoliu. Kiekvienas šarminis metalas prasideda naujas laikotarpis V periodinė lentelė. Šarminis metalas savo išorinį elektroną gali atiduoti lengviau nei bet kuris kitas šio laikotarpio elementas. Šarminio metalo pjūvis inertinėje aplinkoje turi ryškiai sidabrinį blizgesį. Šarminiai metalai Jie pasižymi mažu tankiu, geru elektros laidumu ir lydosi santykinai žemoje temperatūroje (2 lentelė).
Ačiū didelis aktyvumasšarminiai metalai neegzistuoja gryna forma, o gamtoje randami tik junginių pavidalu (išskyrus francį), pavyzdžiui, su deguonimi (molis ir silikatai) arba su halogenais (natrio chloridu). Chloridai yra žaliavos šarminiams metalams gaminti laisvoje būsenoje. Jūros vandenyje yra šarminių metalų, 3% NaCl ir nedidelis kiekis kitų druskų. Akivaizdu, kad ežeruose ir vidaus jūrose, taip pat požeminiuose druskų telkiniuose ir sūrymuose šarminių metalų halogenidų yra didesnė nei jūros vandenyje. Pavyzdžiui, Didžiojo Druskos ežero (Juta, JAV) vandenyse druskos kiekis yra 13 827,7%, o Negyvojoje jūroje (Izraelis) - iki 31%, priklausomai nuo vandens paviršiaus ploto, kuris skiriasi metų laikas. Galima daryti prielaidą, kad nežymus KCl kiekis jūros vandenyje, lyginant su NaCl, paaiškinamas jūrų augalų K+ jono asimiliacija.
Laisvoje formoje šarminiai metalai gaunami elektrolizės būdu išlydytų druskų, tokių kaip NaCl, CaCl2, CaF2 arba hidroksidai (NaOH), nes nėra aktyvesnio metalo, galinčio išstumti šarminį metalą iš halogenido. Halogenidų elektrolizės metu būtina izoliuoti prie katodo išsiskiriantį metalą, nes tuo pačiu metu anode išsiskiria dujinis halogenas, kuris aktyviai reaguoja su išlaisvintu metalu.
Taip pat žiūrėkite ŠARMŲ GAMYBA
Kadangi šarminių metalų išoriniame sluoksnyje yra tik vienas elektronas, kiekvienas iš jų yra aktyviausias savo periodu, todėl Li yra daugiausia aktyvus metalas pirmajame aštuonių elementų periode Na, atitinkamai, antrajame, o K yra aktyviausias trečiojo periodo metalas, turintis 18 elementų (pirmasis pereinamasis laikotarpis).
Šarminių metalų (IA) pogrupyje gebėjimas paaukoti elektroną didėja iš viršaus į apačią. Cheminės savybės.
Visi šarminiai metalai aktyviai reaguoja su deguonimi, sudarydami oksidus arba peroksidus, kurie skiriasi vienas nuo kito: Li virsta Li2O, o kiti šarminiai metalai M2O2 ir MO2 mišiniu, o Rb ir Cs užsidega. Visi šarminiai metalai susidaro su į vandenilio druskas panašiais hidridais, kurių sudėtis M+H, termiškai stabilūs aukštoje temperatūroje, kurie yra aktyvūs reduktoriai; hidridai suyra su vandeniu, sudarydami šarmus ir vandenilį bei išskiria šilumą, sukeldami dujų užsidegimą, o ličio reakcijos greitis yra didesnis nei Na ir K.
Taip pat žiūrėkite VANDENILIS; DEGUONIS. Skystame amoniake šarminiai metalai ištirpsta, sudarydami mėlynus tirpalus ir (skirtingai nei reakcija su vandeniu) vėl gali išsiskirti išgarinant amoniaką arba pridedant atitinkamos druskos (pavyzdžiui, iš jo NaCl). amoniako tirpalas

). Reaguojant su amoniako dujomis, reakcija vyksta panašiai kaip reakcija su vandeniu: Šarminių metalų amidai pasižymi pagrindinėmis savybėmis, panašiomis į hidroksidus. Dauguma šarminių metalų junginių, išskyrus kai kuriuos ličio junginius, gerai tirpsta vandenyje. Autorius atominiai dydžiai
o ličio krūvio tankis artimas magniui, todėl šių elementų junginių savybės panašios. Tirpumu ir terminiu stabilumu ličio karbonatas panašus į IIA pogrupio elementų magnio ir berilio karbonatus; šie karbonatai suyra santykinai žemoje temperatūroje dėl stipresnių MO ryšių. Ličio druskos geriau tirpsta organiniuose tirpikliuose (alkoholiuose, eteriuose, naftos tirpikliuose) nei kitų šarminių metalų druskos. Litis (kaip ir magnis) tiesiogiai reaguoja su azotu, sudarydamas Li3N (magnis sudaro Mg3N2), o natris ir kiti šarminiai metalai gali sudaryti nitridus tik atšiauriomis sąlygomis. IA pogrupio metalai reaguoja su anglimi, tačiau lengviausia sąveika vyksta su ličiu (akivaizdu, kad jo spindulys yra mažas), o mažiausiai – su ceziu. Ir atvirkščiai, aktyvūs šarminiai metalai tiesiogiai reaguoja su CO, sudarydami karbonilus (pavyzdžiui, K (CO) x) ir mažiau aktyvius Li ir Na tik tam tikromis sąlygomis. Taikymas. Šarminiai metalai naudojami tiek pramonėje, tiek pramonėje chemijos laboratorijos kieti plaučiai lydinių, kurie vis dėlto yra trapūs. Dideli kiekiai natrio sunaudojama gaminant Na4Pb lydinį, iš kurio gaunamas tetraetilšvinas Pb(C2H5)4 – antidetonacinė priemonė benzininiams degalams. Litis, natris ir kalcis naudojami kaip minkštųjų guolių lydinių komponentai. Vienintelis ir todėl mobilus elektronas išoriniame sluoksnyje daro šarminius metalus puikiais šilumos ir elektros laidininkais. Kalio ir natrio lydiniai, išlaikantys skystą būseną plačiame temperatūrų diapazone, naudojami kaip šilumos mainų skystis kai kurių tipų branduoliniuose reaktoriuose ir dėl aukšta temperatūra V branduolinis reaktorius naudojamas garams gaminti. Metalinis natris tiekimo šynų pavidalu naudojamas elektrocheminėje technologijoje didelės galios srovėms perduoti. Ličio hidridas LiH yra patogus vandenilio šaltinis, gaunamas hidridui reaguojant su vandeniu. Ličio aliuminio hidridas LiAlH4 ir ličio hidridas naudojami kaip reduktorius organinėse ir neorganinėse medžiagose. organinė sintezė. Mažo dėka joninis spindulys ir atitinkamai didelis ličio krūvio tankis yra aktyvus reakcijose su vandeniu, todėl ličio junginiai yra labai higroskopiški, o eksploatuojant įrenginius orui džiovinti naudojamas ličio chloridas LiCl. Šarminių metalų hidroksidai stiprių priežasčių, gerai tirpsta vandenyje; jie naudojami šarminei aplinkai sukurti. Natrio hidroksidas, kaip pigiausias šarmas, plačiai naudojamas (vien JAV per metus sunaudojama daugiau nei 2,26 mln. tonų).
Ličio. Lengviausias metalas, turi du stabilus izotopas kurių atominė masė 6 ir 7; Sunkusis izotopas yra labiau paplitęs, jo kiekis sudaro 92,6% visų ličio atomų. Litį 1817 m. atrado A. Arfvedsonas, o 1855 m. išskyrė R. Bunsenas ir A. Mathiesenas. Jis naudojamas gamyboje. termobranduoliniai ginklai (vandenilio bomba), siekiant padidinti lydinių ir vaistų kietumą. Ličio druskos naudojamos stiklo kietumui ir cheminiam atsparumui didinti, šarminėje technologijoje baterijos, deguonies surišimui suvirinimo metu.
Natrio.Žinomas nuo antikos laikų, jį identifikavo H. Davy 1807. Tai minkštas metalas, plačiai naudojami jo junginiai, tokie kaip šarmai (natrio hidroksidas NaOH), kepimo soda (natrio bikarbonatas NaHCO3) ir sodos pelenai (natrio karbonatas Na2CO3). Metalas taip pat naudojamas garų pavidalu silpnose dujų išlydžio lempose, skirtose gatvių apšvietimui.
Kalis.Žinomas nuo seno, jį išskyrė ir H. Davy 1807 m. Kalio druskos yra gerai žinomos: kalio nitratas (kalio nitratas KNO3), kalis (kalio karbonatas K2CO3), kaustinis kalis (kalio hidroksidas KOH) ir kt. Kalio metalas yra taip pat rasta įvairios programosšilumos perdavimo lydinių technologijoje.
Rubidis spektroskopijos būdu atrado R. Bunsenas, 1861 m. yra 27,85% radioaktyvaus rubidžio Rb-87. Rubidis, kaip ir kiti IA pogrupio metalai, yra chemiškai labai reaktyvus ir turi būti laikomas po aliejaus arba žibalo sluoksniu, kad būtų išvengta oksidacijos atmosferos deguonimi. Rubidis naudojamas įvairiai, įskaitant saulės elementų technologiją, radiovakuuminius įrenginius ir vaistus.
Cezis. Cezio junginiai yra plačiai paplitę gamtoje, dažniausiai nedideliais kiekiais kartu su kitų šarminių metalų junginiais. Mineraliniame pollucito silikate yra 34% cezio oksido Cs2O. Elementą 1860 m. atrado R. Bunsenas, naudodamas spektroskopiją. Pagrindinis cezio panaudojimo būdas yra saulės elementų ir elektronų vamzdžių gamyba, vienas iš radioaktyvieji izotopai Cezis Cs-137 naudojamas radioterapijoje ir moksliniuose tyrimuose.
frankas. Paskutinis šarminių metalų šeimos narys, francis, yra toks radioaktyvus, kad jo žemės plutoje randama tik nedideliais kiekiais. Informacija apie frankį ir jo junginius pagrįsta nežymaus jo kiekio, dirbtinai gauto (didelės energijos greitintuve) aktinio-227 skilimo metu, tyrimu. Dauguma ilgaamžis izotopas 22387Fr suyra per 21 minutę į 22388Ra ir b daleles. Pagal apytikslis įvertinimas, francio metalinis spindulys yra 2,7. Francis turi daugumą kitiems šarminiams metalams būdingų savybių ir pasižymi dideliu elektronų donorystės aktyvumu. Sudaro tirpias druskas ir hidroksidą. Visuose junginiuose francis pasižymi I oksidacijos laipsniu.

Collier enciklopedija. – Atvira visuomenė. 2000 .

ŠARMINIAI METALAI

Būdamas vidujegamta

Na-2,64% (masės), K-2,5% (masės), Li, Rb, Cs - daug mažiau, Fr - dirbtinai gautas elementas

Li

Li 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 – spodumenas

Na

NaCl – valgomoji druska (akmens druska), halitas

Na 2 SO 4 10H 2 O – Glauberio druska (mirabilitas)

NaNO 3 – Čilės salietra

Na 3 AlF 6 – kriolitas
Na 2 B 4 O 7 10H 2 O - boraksas

K

KCl NaCl – silvinitas

KCl MgCl 2 6H 2 O – karnalitas

K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 – lauko špatas (ortoklazas)

Šarminių metalų savybės

Didėjant atominiam skaičiui, didėja atominis spindulys, galimybė duoti valentiniai elektronai padidėja, o atkūrimo aktyvumas didėja:

Fizinės savybės

Žemos lydymosi temperatūros, mažo tankio, minkštos, pjaustomos peiliu.

Cheminės savybės

Tipiški metalai, labai stiprūs reduktoriai. Junginiai turi vieną oksidacijos būseną +1. Augant auga regeneracinis pajėgumas atominė masė. Visi junginiai yra joninės prigimties, beveik visi tirpsta vandenyje. Hidroksidai R–OH yra šarmai, jų stiprumas didėja didėjant metalo atominei masei.

Degi ore esant vidutiniam kaitinimui. Su vandeniliu jie sudaro į druską panašius hidridus. Degimo produktai dažniausiai yra peroksidai.

Li-Na-K-Rb-Cs eilėje redukcinė galia didėja

1. Aktyviai bendraukite su vandeniu:

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2

2. Reakcija su rūgštimis:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

3. Reakcija su deguonimi:

4Li + O 2 → 2Li 2O (ličio oksidas)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (natrio peroksidas)

K + O 2 → KO 2 (kalio superoksidas)

Ore šarminiai metalai akimirksniu oksiduojasi. Todėl jie laikomi po organinių tirpiklių (žibalo ir kt.) sluoksniu.

4. Reakcijoje su kitais nemetalais susidaro dvejetainiai junginiai:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (halogenidai)

2Na + S → Na 2S (sulfidai)

2Na + H2 → 2NaH (hidridai)

6Li + N2 → 2Li 3N (nitridai)

2Li + 2C → Li 2C 2 (karbidai)

5. Kokybinė reakcija į šarminių metalų katijonus - liepsnos dažymas šiomis spalvomis:

Li+ – karmino raudonis

Na+ – geltona

K + , Rb + ir Cs + – violetinė

Kvitas

Nes Šarminiai metalai yra stipriausi reduktorius, jie gali būti redukuojami iš junginių tik išlydytų druskų elektrolizės būdu:
2NaCl=2Na+Cl2

Šarminių metalų taikymas

Ličio - guolių lydiniai, katalizatorius

Natrio – dujų išlydžio lempos, aušinimo skystis branduoliniuose reaktoriuose

Rubidis – tiriamasis darbas

Cezis – fotoelementai

Šarminių metalų oksidai, peroksidai ir superoksidai

Kvitas

Oksiduojant metalą susidaro tik ličio oksidas

4Li + O 2 → 2Li 2 O

(kitais atvejais gaunami peroksidai arba superoksidai).

Visi oksidai (išskyrus Li 2 O) gaunami kaitinant peroksido (arba superoksido) mišinį su metalo pertekliumi:

Na 2 O 2 + 2 Na → 2 Na 2 O

KO 2 + 3K → 2K 2O

šarminiai metalai - bendras vardas 1 grupės elementai periodinė lentelė cheminiai elementai. Jo sudėtis yra: litis (Li), natris (Na), kalis (K), rubidis (Rb), cezis (Cs), francis (Fr) ir hipotetinis elementas - ununennium (Uue). Grupės pavadinimas kilęs iš tirpių natrio ir kalio hidroksidų, kurie turi šarminę reakciją ir skonį, pavadinimo. Pasvarstykime bendrų bruožų elementų atomų sandara, savybės, paruošimas ir pritaikymas paprastos medžiagos.

Pasenusi ir nauja grupių numeracija

Pagal pasenusią numeravimo sistemą kairėje vertikalioje periodinės lentelės stulpelyje esantys šarminiai metalai klasifikuojami kaip I-A grupė. 1989 m. Tarptautinė chemijos sąjunga (IUPAC) kaip pagrindinę pasiūlė kitą variantą (ilgą laikotarpį). Šarminiai metalai pagal nauja klasifikacija ir ištisinė numeracija nurodo 1 grupę. Šį kompleksą atidaro 2-ojo periodo atstovas – litis, o užbaigia 7-ojo periodo radioaktyvusis elementas – francis. Visų 1 grupės metalų išoriniame atomų apvalkale yra vienas s-elektronas, kurio jie lengvai atsisako (atkuria).

Šarminių metalų atomų sandara

1 grupės elementams būdingas antras energijos lygis, pakartojantis ankstesnių inertinių dujų struktūrą. Ličio priešpaskutiniame sluoksnyje yra 2 elektronai, o likusiame - 8 elektronai. IN cheminės reakcijos atomai lengvai atsisako savo išorinio s elektrono, įgydami energetiškai palankią konfigūraciją tauriųjų dujų. 1 grupės elementai turi mažą jonizacijos energiją ir elektronegatyvumą (EO). Jie lengvai formuoja vieno krūvio teigiamus jonus. Pereinant nuo ličio prie francio, didėja protonų ir elektronų skaičius bei atomo spindulys. Rubidis, cezis ir francis savo išorinį elektroną atiduoda lengviau nei elementai, esantys prieš juos grupėje. Vadinasi, grupėje iš viršaus į apačią didėja regeneracinis pajėgumas.

Lengvas šarminių metalų oksidavimas lemia tai, kad 1 grupės elementai gamtoje egzistuoja vienkartinio krūvio katijonų junginių pavidalu. Natrio kiekis žemės plutoje yra 2,0%, kalio - 1,1%. Kiti elementai randami nedideliais kiekiais, pavyzdžiui, franko atsargos - 340 g natrio chlorido ištirpsta jūros vandenyje, sūryme ir žiotyse, susidaro akmens ar valgomosios druskos nuosėdos. Kartu su halitu atsiranda silvinito NaCl. KCl ir silvitas KCl. Lauko špatą sudaro kalio aliumosilikatas K2. Natrio karbonatas yra ištirpęs daugelio ežerų vandenyje, o elemento sulfato atsargos yra sutelktos Kaspijos jūros (Kara-Bogaz-Gol) vandenyse. Čilėje yra natrio nitrato nuosėdų (Čilės salietros). Gamtoje esančių ličio junginių yra ribotas skaičius. Rubidis ir cezis randami kaip priemaišos 1 grupės elementų junginiuose, o francis – urano rūdose.

Šarminių metalų atradimo seka

Britų chemikas ir fizikas G. Davy 1807 metais atliko šarminių lydalų elektrolizę, pirmą kartą gaudamas laisvą natrį ir kalį. 1817 metais švedas mokslininkas Johanas Arfvedsonas mineraluose atrado elementą ličio, o 1825 metais G. Davy išskyrė gryną metalą. Pirmą kartą rubidį 1861 m. atrado R. Bunsenas ir G. Kirchhoffas. Vokiečių mokslininkai išanalizavo aliuminio silikatų sudėtį ir gavo raudoną liniją spektre, atitinkančiame naują elementą. 1939 metais Paryžiaus radioaktyvumo instituto darbuotoja Margarita Pere nustatė francio izotopo egzistavimą. Elementą ji pavadino savo tėvynės garbei. Ununennium (eka-francium) yra preliminarus naujo tipo atomo pavadinimas serijos numeris 119. Cheminis simbolis Uue naudojamas laikinai. Nuo 1985 m. mokslininkai bandė susintetinti naują elementą, kuris bus pirmasis 8-ajame periode, septintasis 1-oje grupėje.

Fizikinės šarminių metalų savybės

Beveik visi šarminiai metalai turi sidabriškai baltą spalvą ir metalinį blizgesį ką tik nupjauti (cezis turi aukso geltonumo spalvą). Ore blizgesys išnyksta, o ant ličio atsiranda pilka plėvelė, kuri tampa žalsvai juoda. Šis metalas yra didžiausio kietumo tarp savo grupės kaimynų, tačiau yra prastesnis už talką, minkštiausią mineralą pagal Moso skalę. Natris ir kalis yra lengvai lankstomi ir gali būti supjaustyti. Rubidis, cezis ir francis gryna forma yra į tešlą panaši masė. Šarminių metalų lydymasis vyksta palyginti žemoje temperatūroje. Ličio atveju jis pasiekia 180,54 °C. Natris lydosi 97,86 °C temperatūroje, kalis - 63,51 °C, rubidis - 39,32 °C, cezis - 28,44 °C. Šarminių metalų tankis yra mažesnis nei su jais susijusių medžiagų. Litis plūduriuoja žibale, pakyla į vandens paviršių, jame taip pat plūduriuoja kalis ir natris.

Kristalinė būsena

Šarminių metalų kristalizacija vyksta kubinėje sistemoje (centruota į kūną). Jo sudėtyje esantys atomai turi laidumo juostą, nemokami lygiai kuriuos elektronai gali perkelti. Būtent šios aktyvios dalelės atlieka ypatingas cheminis ryšys- metalas. Bendra energijos lygių ir gamtos struktūra kristalinės grotelės paaiškinkite 1 grupės elementų panašumą. Pereinant nuo ličio prie cezio, elementų atomų masės didėja, o tai lemia natūralų tankio padidėjimą, taip pat kitų savybių pasikeitimą.

Cheminės šarminių metalų savybės

Vienintelis išorinis elektronas šarminių metalų atomuose yra silpnai traukiamas į branduolį, todėl jiems būdinga maža jonizacijos energija ir neigiamas arba artimas nuliui elektronų afinitetas. 1 grupės elementai, turintys redukcinį aktyvumą, praktiškai nepajėgūs oksiduotis. Grupėje iš viršaus į apačią padidėja aktyvumas cheminėse reakcijose:

Šarminių metalų paruošimas ir panaudojimas

1 grupei priklausantys metalai gaminami pramoniniu būdu elektrolizės būdu jų halogenidų ir kitų natūralių junginių lydiniams. Kai suskaidomas veiksmas elektros srovė teigiami jonai prie katodo įgyja elektronus ir redukuojami į laisvą metalą. Prie priešingo elektrodo anijonas oksiduojamas.

Elektrolizės metu prie anodo lydosi hidroksidas, oksiduojasi OH - dalelės, išsiskiria deguonis ir gaunamas vanduo. Kitas būdas yra šarminių metalų terminis redukavimas iš išlydytų druskų su kalciu. Paprastos medžiagos ir 1 grupės elementų junginiai turi praktinę reikšmę. Litis yra branduolinės energijos žaliava ir naudojamas raketų. Metalurgijoje jis naudojamas vandenilio, azoto, deguonies ir sieros likučiui pašalinti. Hidroksidas naudojamas elektrolitui papildyti šarminėse baterijose.

Natris yra būtinas branduolinė energija, metalurgija, organinė sintezė. Cezis ir rubidis naudojami saulės elementų gamyboje. Plačiai naudojami hidroksidai ir druskos, ypač šarminių metalų chloridai, nitratai, sulfatai ir karbonatai. Katijonai turi biologinį aktyvumą natrio ir kalio jonai yra ypač svarbūs žmogaus organizmui.

Šarminiai metalai lengvai reaguoja su nemetalais:

2K + I 2 = 2KI

2Na + H2 = 2NaH

6Li + N 2 = 2Li 3 N ( vyksta reakcija jau kambario temperatūroje)

2Na + S = Na 2S

2Na + 2C = Na 2C 2

Reakcijose su deguonimi kiekvienas šarminis metalas parodo savo individualumą: degdamas ore litis sudaro oksidą, natrio - peroksidą, kalio - superoksidą.

4Li + O 2 = 2Li 2 O

2Na + O 2 = Na 2 O 2

K + O 2 = KO 2

Natrio oksido paruošimas:

10Na + 2NaNO 3 = 6Na 2O + N 2

2Na + Na 2O 2 = 2Na 2O

2Na + 2NaON = 2Na 2O + H2

Sąveika su vandeniu sukelia šarmų ir vandenilio susidarymą.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Sąveika su rūgštimis:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2

8Na + 5H 2 SO 4 (konc.) = 4Na 2 SO 4 + H 2 S + 4H 2 O

2Li + 3H2SO4 (konc.) = 2LiHSO4 + SO2 + 2H2O

8Na + 10HNO3 = 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O

Sąveikaujant su amoniaku susidaro amidai ir vandenilis:

2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2

Sąveika su organiniais junginiais:

H ─ C ≡ C ─ H + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H 2

2CH 3 Cl + 2Na → C 2 H6 + 2NaCl

2C 6 H 5 OH + 2 Na → 2C 6 H 5 ONa + H 2

2CH 3 OH + 2 Na → 2 CH 3 ONa + H 2

2СH 3 COOH + 2Na → 2CH 3 COOOONa + H 2

Kokybinė reakcija į šarminius metalus yra liepsnos dažymas jų katijonais. Li + jonas liepsną nuspalvina karmino raudona spalva, Na + jonas – geltona, K + – violetine spalva.

Šarminių metalų junginiai

Oksidai.

Šarminių metalų oksidai yra tipiški baziniai oksidai. Reaguoja su rūgštinėmis ir amfoteriniai oksidai, rūgštys, vanduo.

3Na 2 O + P 2 O 5 = 2Na 3 PO 4

Na 2 O + Al 2 O 3 = 2 NaAlO 2

Na 2 O + 2HCl = 2 NaCl + H 2 O

Na2O + 2H+ = 2Na + + H2O

Na 2 O + H 2 O = 2NaOH

Peroksidai.

2Na 2 O 2 + CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

Na 2 O 2 + CO = Na 2 CO 3

Na 2 O 2 + SO 2 = Na 2 SO 4

2Na 2 O + O 2 = 2Na 2 O 2

Na 2 O + NO + NO 2 = 2NaNO 2

2Na 2O 2 = 2Na 2O + O 2

Na 2 O 2 + 2H 2 O (šaltas) = ​​2NaOH + H 2 O 2

2Na 2 O 2 + 2H 2 O (hor.) = 4NaOH + O 2

Na 2 O 2 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O 2

2Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 (padalintas horizontas) = ​​2Na 2 SO 4 + 2H 2 O + O 2

2Na 2 O 2 + S = Na 2 SO 3 + Na 2 O

5Na 2 O 2 + 8H 2 SO 4 + 2 KMnO 4 = 5O 2 + 2 MnSO 4 + 8H 2 O + 5Na 2 SO 4 + K 2 SO 4

Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 + 2 NaI = I 2 + 2 Na 2 SO 4 + 2H 2 O

Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 + 2FeSO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

3Na 2 O 2 + 2Na 3 = 2Na 2 CrO 4 + 8NaOH + 2H 2 O

Bazės (šarmai).

2NaOH (perteklius) + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

NaOH + CO 2 (perteklius) = NaHCO 3

SO 2 + 2NaOH (perteklius) = Na 2 SO 3 + H 2 O

SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O

2NaOH + Al 2 O 3 2 NaAlO 2 + H 2 O

2NaOH + Al 2 O 3 + 3H 2 O = 2Na

NaOH + Al(OH) 3 = Na

2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na + 3H2

2KOH + 2NO2 + O2 = 2KNO3 + H2O

KOH + KHCO 3 = K 2 CO 3 + H 2 O

2NaOH + Si + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2

3KOH + P 4 + 3H 2 O = 3KH 2 PO 2 + PH 3

2KOH (šaltas) + Cl 2 = KClO + KCl + H 2 O

6KOH (karštas) + 3Cl2 = KClO 3 + 5KCl + 3H 2 O

6NaOH + 3S = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

NaHCO 3 + HNO 3 = NaNO 3 + CO 2 + H 2 O

NaI → Na + + I –

prie katodo: 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH – 1

prie anodo: 2I – – 2e → I 2 1

2H 2 O + 2I – H 2 + 2OH – + I 2

2H2O + 2NaI H2 + 2NaOH + I 2

2 NaCl 2Na + Cl2

prie katodo prie anodo

2Na2HPO4Na4P2O7+H2O

KNO 3 + 4Mg + 6H2O = NH3 + 4Mg(OH)2 + KOH

4KClO 3 KCl + 3KClO 4

2KClO3 2KCl + 3O 2

KClO 3 + 6HCl = KCl + 3Cl 2 + 3H 2 O

Na 2 SO 3 + S = Na 2 S 2 O 3

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + S↓ + SO 2 + H 2 O

2NaI + Br2 = 2NaBr + I2

2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br 2

I A grupė.

1. Per kaustinės sodos tirpalo, supilto į kolbą, paviršių buvo praleistos elektros iškrovos, o kolboje esantis oras paruduoja, kuris po kurio laiko išnyko. Gautas tirpalas atsargiai išgarinamas ir nustatyta, kad kieta liekana yra dviejų druskų mišinys. Kaitinant šį mišinį, išsiskiria dujos ir lieka vienintelė medžiaga. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

2. Išlydyto natrio chlorido elektrolizės metu prie katodo išsiskyrusi medžiaga buvo sudeginta deguonimi. Gautas produktas buvo dedamas į dujų matuoklį, užpildytą anglies dvideginio. Gauta medžiaga supilama į amonio chlorido tirpalą ir tirpalas pašildomas. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

3) Azoto rūgštis buvo neutralizuota kepimo soda, neutralus tirpalas atsargiai išgarinamas, o likučiai kalcinuojami. Gauta medžiaga buvo supilta į kalio permanganato tirpalą, parūgštintą sieros rūgštimi, ir tirpalas tapo bespalvis. Azoto turintis reakcijos produktas buvo patalpintas į natrio hidroksido tirpalą ir įpilta cinko dulkių, išskiriamos aštraus kvapo dujos. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

4) Medžiaga, gauta prie anodo elektrolizės metu natrio jodido tirpalą inertiniais elektrodais, buvo reaguojama su kaliu. Reakcijos produktas buvo kaitinamas su koncentruota sieros rūgštimi, o išsiskyrusios dujos praleidžiamos per karštą kalio chromato tirpalą. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis

5) Išlydyto natrio chlorido elektrolizės metu prie katodo gauta medžiaga buvo sudeginta deguonimi. Gautas produktas buvo paeiliui apdorojamas sieros dioksidu ir bario hidroksido tirpalu. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis

6) Baltasis fosforas ištirpsta kalio hidroksido tirpale, išskirdamas česnako kvapo dujas, kurios ore savaime užsiliepsnoja. Tvirtas produktas degimo reakcija sureagavo su kaustine soda tokiu santykiu, kad susidariusi medžiaga baltas turi vieną vandenilio atomą; kai pastaroji medžiaga kalcinuojama, susidaro natrio pirofosfatas. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis

7) Deguonimi sudegė nežinomas metalas. Reakcijos produktas sąveikauja su anglies dioksidu ir sudaro dvi medžiagas: kietą medžiagą, kuri sąveikauja su tirpalu druskos rūgštis su anglies dioksido išsiskyrimu ir dujine paprasta medžiaga, kuri palaiko degimą. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

8) Rudos dujos buvo išleistos per kausto kalio tirpalo perteklių, esant dideliam oro pertekliui. Į gautą tirpalą buvo įdėtos magnio drožlės ir pakaitintos, o susidariusios dujos neutralizavo azoto rūgštį. Gautas tirpalas atsargiai išgarinamas, o kietas reakcijos produktas buvo kalcinuotas. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

9) Termiškai skaidant druską A, esant mangano dioksidui, susidarė dvinarė druska B ir degimą palaikančios dujos, kurios yra oro dalis; Kai ši druska kaitinama be katalizatoriaus, susidaro druska B ir didesnės deguonies turinčios rūgšties druska. Kai druska A sąveikauja su druskos rūgštimi, išsiskiria geltonai žalios dujos (paprasta medžiaga) ir susidaro druska B, kuri nuspalvina liepsną violetinė, kai jis sąveikauja su sidabro nitrato tirpalu, susidaro baltos nuosėdos.

10) Į pašildytą koncentruotą sieros rūgštį buvo supiltos vario drožlės, o išsiskyrusios dujos praleidžiamos per kaustinės sodos tirpalą (perteklius). Reakcijos produktas buvo išskirtas, ištirpintas vandenyje ir pakaitintas su siera, kuri ištirpo dėl reakcijos. Į gautą tirpalą įpilama praskiestos sieros rūgšties. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

11) Stalo druska buvo apdorota koncentruota sieros rūgštimi. Gauta druska buvo apdorota natrio hidroksidu. Gautas produktas buvo kalcinuotas su anglies pertekliumi. Išsiskyrusios dujos, dalyvaujant katalizatoriui, reagavo su chloru. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

12) Natris sureagavo su vandeniliu. Reakcijos produktas buvo ištirpintas vandenyje, iš kurio susidarė dujos, kurios reaguoja su chloru, o gautas tirpalas kaitinant reaguoja su chloru ir susidarė dviejų druskų mišinys. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

13) Natris sudeginamas deguonies pertekliumi, todėl kristalinė medžiagaįdėtas į stiklinį vamzdelį ir pro jį buvo leidžiamas anglies dioksidas. Iš vamzdžio išeinančios dujos buvo surinktos ir jo atmosferoje sudegintas fosforas. Gauta medžiaga buvo neutralizuota natrio hidroksido tirpalo pertekliumi. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

14) Į tirpalą, gautą reaguojant natrio peroksidui su vandeniu, buvo pridėta druskos rūgšties tirpalo, kaitinant iki reakcijos pabaigos. Gautos druskos tirpalas buvo elektrolizuojamas inertiniais elektrodais. Dujos, susidariusios dėl elektrolizės anode, buvo praleistos per kalcio hidroksido suspensiją. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

15) Praleistas natrio hidroksido tirpalas sieros dioksidas kol susidarys vidutinė druska. Į gautą tirpalą įpilama vandeninio kalio permanganato tirpalo. Susidariusios nuosėdos atskirtos ir apdorotos druskos rūgštimi. Išsiskyrusios dujos praleidžiamos per šaltą kalio hidroksido tirpalą. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

16) Silicio (IV) oksido ir metalo magnio mišinys buvo kalcinuotas. Paprasta medžiaga, gauta reakcijos metu, buvo apdorota koncentruotu natrio hidroksido tirpalu. Išsiskyrusios dujos buvo praleistos per pašildytą natrio druską. Gauta medžiaga dedama į vandenį. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

17) Ličio reakcijos su azotu produktas buvo apdorotas vandeniu. Susidariusios dujos buvo leidžiamos per sieros rūgšties tirpalą, kol cheminės reakcijos sustojo. Gautas tirpalas buvo apdorotas bario chlorido tirpalu. Tirpalas filtruojamas, filtratas sumaišomas su natrio nitrato tirpalu ir kaitinamas. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

18) Natris buvo kaitinamas vandenilio atmosferoje. Į gautą medžiagą įpylus vandens, buvo stebimas dujų išsiskyrimas ir skaidraus tirpalo susidarymas. Per šį tirpalą buvo praleidžiamos rudos dujos, gautos dėl vario sąveikos su koncentruotu tirpalu azoto rūgštis. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

19) Natrio bikarbonatas buvo kalcinuotas. Gauta druska buvo ištirpinta vandenyje ir sumaišyta su aliuminio tirpalu, todėl susidarė nuosėdos ir išsiskyrė bespalvės dujos. Nuosėdos buvo apdorojamos azoto rūgšties tirpalo pertekliumi, o dujos praleidžiamos per kalio silikato tirpalą. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

20) Natris buvo sulietas su siera. Gautas junginys buvo apdorotas druskos rūgštimi, išsiskyrusios dujos visiškai sureagavo su sieros oksidu (IV). Gauta medžiaga buvo apdorota koncentruota azoto rūgštimi. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

21) Natris deginamas deguonies pertekliumi. Gauta medžiaga buvo apdorota vandeniu. Gautas mišinys virinamas, po to į karštą tirpalą įpilama chloro. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

22) Kalis buvo kaitinamas azoto atmosferoje. Gauta medžiaga buvo apdorota druskos rūgšties pertekliumi, po to į gautą druskų mišinį įpilama kalcio hidroksido suspensija ir kaitinama. Gautos dujos praleidžiamos per karštą vario (II) oksidą. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

23) Kalis buvo sudegintas chloro atmosferoje, gauta druska buvo apdorojama vandeninio sidabro nitrato tirpalo pertekliumi. Susidariusios nuosėdos nufiltruojamos, filtratas išgarinamas ir atsargiai kaitinamas. Gauta druska buvo apdorota vandeniniu bromo tirpalu. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

24) Litis sureagavo su vandeniliu. Reakcijos produktas buvo ištirpintas vandenyje, iš kurio susidarė dujos, kurios reaguoja su bromu, o gautas tirpalas kaitinant reaguoja su chloru, kad susidarytų dviejų druskų mišinys. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

25) Natris buvo sudegintas ore. Susidariusi kieta medžiaga sugeria anglies dioksidą, išskirdama deguonį ir druską. Paskutinė druska buvo ištirpinta druskos rūgštyje, o į gautą tirpalą įpilama sidabro nitrato tirpalo. Susidarė baltos nuosėdos. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

26) Deguonis buvo veikiamas elektros iškrovos ozonizatoriuje. Susidariusios dujos buvo praleidžiamos per vandeninį kalio jodido tirpalą ir buvo išleistos naujos dujos, bespalvės ir bekvapės, palaikančios degimą ir kvėpavimą. Pastarųjų dujų atmosferoje natris degė, o susidariusi kieta medžiaga sureagavo su anglies dioksidu. Parašykite aprašytų reakcijų lygtis.

I A grupė.

1. N 2 + O 2 2 NE

2NO + O 2 = 2NO 2

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

2. 2NaCl 2Na + Cl2

prie katodo prie anodo

2Na + O 2 = Na 2 O 2

2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

Na 2 CO 3 + 2NH 4 Cl = 2NaCl + CO 2 + 2NH 3 + H 2 O

3. NaHCO 3 + HNO 3 = NaNO 3 + CO 2 + H 2 O

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

5NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

NaNO 3 + 4Zn + 7NaOH + 6H 2 O = 4Na 2 + NH 3

4. 2H2O + 2NaI H2 + 2NaOH + I 2

2K + I 2 = 2KI

8KI + 5H 2 SO 4 (konc.) = 4K 2 SO 4 + H 2 S + 4I 2 + 4H 2 O

3H 2S + 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3S↓ + 4KOH

5. 2NaCl 2Na + Cl2

prie katodo prie anodo

2Na + O 2 = Na 2 O 2

Na 2 O 2 + SO 2 = Na 2 SO 4

Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 ↓ + 2NaOH

6. P 4 + 3KOH + 3H 2 O = 3KH 2 PO 2 + PH 3

2PH 3 + 4O 2 = P 2 O 5 + 3H 2 O

P 2 O 5 + 4NaOH = 2Na 2 HPO 4 + H 2 O

Išorės struktūra elektroniniai sluoksniai I grupės elementų atomuose leidžia, visų pirma, daryti prielaidą, kad jie neturi tendencijos pridėti elektronų. Kita vertus, vieno išorinio elektrono donorystė turėtų įvykti labai lengvai ir lemti stabilių monovalentinių nagrinėjamų elementų katijonų susidarymą.

Kaip rodo patirtis, šios prielaidos yra visiškai pagrįstos tik kairiojo stulpelio elementų atžvilgiu (Li, Na, K ir analogai). Vario ir jo analogų atveju jie yra tik pusiau teisingi: jie neturi tendencijos pridėti elektronų. Tuo pačiu metu jų 18 elektronų sluoksnis, esantis toliausiai nuo branduolio, pasirodo, dar nėra visiškai fiksuotas ir tam tikromis sąlygomis gali iš dalies prarasti elektronus. Pastaroji leidžia egzistuoti kartu su monovalentine Cu, Agir Autaip pat nagrinėjamų elementų junginiai, atitinkantys jų didesnį valentingumą.

Toks neatitikimas tarp prielaidų, gautų iš atomų modelių ir eksperimentinių rezultatų, rodo, kad elementų savybių įvertinimas remiantistikelektroninėms atomų struktūroms ir neatsižvelgiant į kitas savybes ne visada pakanka cheminės savybėsšie elementai net ir jų grubiausiomis savybėmis.

Šarminiai metalai.

Šarminių metalų pavadinimas, taikomas Li-Cs serijos elementams, atsirado dėl to, kad jų hidroksidai yra stiprūs šarmai. Natrio Ir kalio yra vieni iš labiausiai paplitusių elementų, kurie sudaro atitinkamai 2,0 ir 1,1% viso atomų skaičiaus žemės pluta. Turinys jame ličio (0,02%), rubidis (0,004 proc.) ir cezis (0,00009%) jau gerokai mažiau, ir Prancūzija - nereikšmingas. Elementarioji Na ir K buvo išskirta tik 1807 m. Litis buvo atrastas 1817 m., cezis ir rubidis - atitinkamai 1860 ir 1861 m., Elementas Nr. 87 - francis - buvo atrastas 1939 m., o pavadinimą gavo 1946 m. ​​Natūralus natris ir cezis. yra „grynieji“ elementai (23 Na ir 133 Cs), litis susideda iš izotopų 6 Li (7,4%) ir 7 Li (92,6%), kalis – iš 39 K (93,22%) izotopų.
40 K (0,01%) ir 41 K (6,77%), rubidis - iš izotopų 85 Rb (72,2%) ir 87 Rb (27,8%). Iš francio izotopų svarbiausias yra gamtoje esantis 223 Fr ( vidutinė trukmė atomo gyvenimas yra 32 minutės).

Paplitimas:

Gamtoje randami tik šarminių metalų junginiai. Natris ir kalis yra pastovūs komponentai daug silikatų. Iš atskirų mineralų natris yra svarbiausias – stalo druskos (NaCl) yra dalis jūros vanduo o tam tikrose žemės paviršiaus vietose po aliuvinių uolienų sluoksniu formuoja didžiulius telkinius akmens druska. Viršutiniuose tokių nuosėdų sluoksniuose kartais būna sluoksnių pavidalo kalio druskų sankaupos silvinitas (mKCl∙nNaCl), ka rnalitas (KCl MgCl 2 6H 2 O) ir kt., kurie yra pagrindinis šaltinis šio elemento junginiams gauti. Turėdamas pramoninės vertėsŽinoma tik keletas natūralių kalio druskų sankaupų. Nemažai mineralų yra žinomi dėl ličio, tačiau jų sankaupos yra retos. Rubidis ir cezis yra beveik vien tik kalio priemaišos. Jame visada yra Prancūzijos pėdsakų urano rūdos . Ličio mineralai yra, pavyzdžiui, spodumene Ir lepidolitas (Li 2 KAl). Dalį pastarųjų kalio kartais pakeičia rubidis. Tas pats pasakytina ir apie karnalitu, kuris gali tarnauti geras šaltinis gauti rubidžio. Palyginti retas mineralas yra svarbiausias cezio technologijai užteršti - CsAI(SiO 3) 2.

Kvitas:

Laisvos būsenos šarminiai metalai gali būti išskirti elektrolizės būdu iš jų išlydytų chlorido druskų. Pagrindinės praktinės reikšmės turi natris, kurio per metus pagaminama daugiau nei 200 tūkst. tonų Jo gamybos elektrolizės būdu išlydyto NaCl montavimo schema. Vonia susideda iš plieninio korpuso su šamoto pamušalu, grafito anodo (A) ir žiedinio geležies katodo (K), tarp kurių yra tinklinė diafragma. Elektrolitas paprastai yra ne grynas NaCl (mp 800 ℃), o labiau tirpstantis maždaug 40% NaCl ir 60% CaCl2 mišinys, leidžiantis dirbti maždaug 580 °C temperatūroje. Metalinis natris, kuris kaupiasi viršutinėje žiedinio katodo erdvės dalyje ir patenka į kolektorių, turi nedidelį (iki 5%) kalcio mišinį, kuris vėliau beveik visiškai išsiskiria (Ca tirpumas skystame natrio lydymosi metu punktas yra tik 0,01 proc. Vykstant elektrolizei, į vonią įpilama NaCl. Elektros suvartojimas yra apie 15 kWh 1 kg Na.

2NaCl → 2Na+Cl 2

Tai įdomu:

Prieš pradedant taikyti elektrolitinį metodą, metalinis natris buvo gautas kaitinant soda su anglimi pagal reakciją:

Na 2 CO 3 +2C+244kcal→2Na+3CO

Metalinio K ir Li pagaminama nepalyginamai mažiau nei natrio. Litis gaunamas elektrolizės būdu iš LiCl + KCl lydalo, o kalis gaunamas natrio garams veikiant KCl lydalą, kuris teka jiems priešinga srove specialiose distiliavimo kolonėlėse (iš kurių viršutinės dalies išeina kalio garai). Rubidžio ir cezio sudėtyje dideliu mastu beveik niekada negaunama. Priėmimo laikas nedideli kiekiaiŠiuos metalus patogu naudoti kaitinant jų chloridus su metaliniu kalciu vakuume.

2LiCl → 2Li+Cl 2

Fizinės savybės:

Trūkstant oro, litis ir jo analogai yra sidabriškai baltos (išskyrus gelsvą cezį) medžiagos, turinčios daugiau ar mažiau stiprų metalinį blizgesį. Visi šarminiai metalai pasižymi mažu tankiu, mažu kietumu, žemos temperatūros lydymosi ir virimo bei gero elektros laidumo. Jų svarbiausios konstantos palyginamos žemiau:

Dėl mažo tankio Li, Na ir K plūduriuoja ant vandens (Li net ant žibalo). Šarminiai metalai lengvai pjaustomi peiliu, o minkštiausio iš jų – cezio – kietumas neviršija vaško kietumo. Nešviečianti dujų degiklio liepsna šarminiai metalai ir jų lakieji junginiai Jie nudažyti būdingomis spalvomis, iš kurių natriui būdinga ryški geltona spalva yra pati intensyviausia.

Tai įdomu:

Išoriškai pasireiškiantį liepsnos spalvos pavidalu, įkaitintų šarminių metalų atomų šviesos spindulių emisiją sukelia elektronų šuolis nuo aukštesnio iki žemesnio energijos lygio. Pavyzdžiui, būdinga geltona linija natrio spektre atsiranda, kai elektronas peršoka iš 3p lygio į 3s lygį. Akivaizdu, kad norint įvykti toks šuolis, būtinas išankstinis atomo sužadinimas, ty vieno ar daugiau jo elektronų perkėlimas į aukštesnįjį energijos lygis. Nagrinėjamu atveju sužadinimas pasiekiamas dėl liepsnos šilumos (ir apskritai reikia 48 kcal/g-atomo, tai gali atsirasti dėl energijos perdavimo atomui). įvairių tipų. Kiti šarminiai metalai sukelia šias liepsnos spalvas: Li - karmino raudona, K-violetinė, Rb - melsvai raudona, Cs - mėlyna.

Nakties dangaus liuminescencijos spektras rodo nuolatinį geltonos natrio spinduliuotės buvimą. Jo atsiradimo vietos aukštis vertinamas 200-300 km.T. Tai yra, atmosferoje šiuose aukščiuose yra natrio atomų (žinoma, nereikšmingais kiekiais). Spinduliuotės atsiradimą apibūdina daugybė elementarių procesų (žvaigždutė rodo sužadintą būseną; M yra bet kuri trečioji dalelė - O 2, O 0, N 2 ir kt.): Na + O 0 + M = NaO + M* , tada NaO + O=O 2 + Na* ir galiausiai Na*= Na +λν.

Natris ir kalis turi būti laikomi sandariai uždarytuose induose po sauso ir neutralaus žibalo sluoksniu. Jų sąlytis su rūgštimis, vandeniu, chloruotais organiniais junginiais ir kietu anglies dioksidu yra nepriimtinas. Nereikėtų kaupti smulkių kalio likučių, kurios ypač lengvai oksiduojasi (dėl jų santykinai didelis paviršius). Nepanaudoti kalio ir natrio likučiai nedideliais kiekiais sunaikinami sąveikaujant su alkoholio pertekliumi, dideli kiekiai – deginant ant ugnies žarijų. Patalpoje užsiliepsnojančius šarminius metalus geriausiai užgesinti padengiant sausais kalcinuotos kalcinuotosios karbonado milteliais.

Cheminės savybės:

Cheminiu požiūriu litis ir jo analogai yra itin reaktyvūs metalai (ir jų aktyvumas dažniausiai didėja kryptimi nuo Li iki Cs). Visuose junginiuose šarminiai metalai yra vienavalenčiai. Įsikūrę kairėje įtampos serijos pusėje, jie energingai sąveikauja su vandeniu pagal šią schemą:

2E + 2H 2O = 2EON + H2

Reaguojant su Li ir Na, vandenilio išsiskyrimas nėra lydimas jo užsiliepsnojimo K atveju, o Rb ir Cs sąveika vyksta sprogimu.

· Susilietus su oru, šviežios Na ir K dalys (mažesniu mastu Li) iš karto pasidengia biria oksidacijos produktų plėvele. Atsižvelgiant į tai, Na ir K paprastai laikomi po žibalu. Na ir K, kaitinamas ore, lengvai užsidega, o rubidis ir cezis savaime užsiliepsnoja net esant įprastoms temperatūroms.

4E+O 2 → 2E 2 O (litiui)

2E+O 2 →E 2 O 2 (natriui)

E+O 2 → EO 2(kaliui, rubidžiui ir ceziui)

Praktiškai daugiausia naudojamas natrio peroksidas (Na 2 0 2). Techniškai jis gaunamas oksiduojant atomizuotą natrio metalą 350 °C temperatūroje:

2Na+O 2 →Na 2 O 2 +122kcal

· Paprastų medžiagų lydalai gali jungtis su amoniaku ir sudaryti amidus ir imidus, solvatus:

2Na lydalas +2NH3 →2NaNH2 +H2 (natrio amidas)

2Na lydalas +NH3 →Na 2NH+H2 (natrio imidas)

Na lydalas +6NH3 → (natrio solvatas)

Kai peroksidai sąveikauja su vandeniu, įvyksta tokia reakcija:

2E 2 O 2 + 2H 2 O = 4EOH + O 2

Na 2 O 2 sąveiką su vandeniu lydi hidrolizė:

Na 2 O 2 +2H 2 O → 2NaOH + H 2 O 2 +34 kcal

Tai įdomu:

SąveikaNa 2 O 2 su anglies dioksidu pagal schemą

2Na 2O 2 + 2CO 2 =2Na 2CO 3 +O 2 +111 kcal

yra pagrindas natrio peroksidui naudoti kaip deguonies šaltinį izoliacinėse dujokaukėse ir povandeniniai laivai. Gryni arba turintys įvairių priedų (pavyzdžiui, baliklio, sumaišyto su Ni arba C druskomisu) natrio peroksidas turi techninį pavadinimą „oksilitolis“. Mišrūs oksilitolio preparatai ypač patogūs gauti deguonies, kurį jie išskiria veikiami vandens. Į kubelius suspaustas oksilitolis gali būti naudojamas vienodam deguonies srautui gauti įprastuose dujų gamybos aparatuose.

Na 2 O 2 +H 2 O=2NaOH+O 0 (skilus vandenilio peroksidui išsiskiria atominis deguonis).

Kalio superoksidas ( KO 2) dažnai įtraukiamas į oksilitolį. Jo sąveika su anglies dioksidu šiuo atveju atitinka bendrą lygtį:

Na 2 O 2 + 2KO 2 + 2CO 2 = Na 2 CO 3 + K 2 CO 3 + 2O 2 + 100 kcal, t.y. anglies dioksidas pakeičiamas tokiu pat kiekiu deguonies.

· Gali sudaryti ozonidus. Kalio ozonido-KO 3 susidarymas vyksta pagal lygtį:

4KOH+3O3 = 4KO3+O2+2H2O

Tai raudona kristalinė medžiaga ir yra stiprus oksidatorius. Laikymo metu KO 3 lėtai skyla pagal lygtį 2NaO 3 →2NaO 2 +O 2 +11 kcal jau normaliomis sąlygomis. Jis akimirksniu suyra su vandeniu pagal bendrą schemą 4 KO 3 +2 H 2 O=4 KOH +5 O 2

· Gali reaguoti su vandeniliu ir sudaryti joninius hidridus pagal bendrą schemą:

Vandenilio sąveika su įkaitintais šarminiais metalais vyksta lėčiau nei su šarminiais žemės metalais. Lio atveju reikia kaitinti iki 700-800 °C, o jo analogai sąveikauja jau 350-400 °C temperatūroje. Šarminių metalų hidridai yra labai stiprūs reduktorius. Jų oksidacija atmosferos deguonimi sausoje būsenoje vyksta gana lėtai, tačiau esant drėgmei procesas taip pagreitėja, kad gali sukelti savaiminį hidrido užsidegimą. Tai ypač pasakytina apie hidridus K, Rb ir Cs. Smarki reakcija vyksta su vandeniu pagal šią schemą:

EN+ H 2 O= H 2 +EON

EH+O 2 → 2EOH

Kai NaH arba KH reaguoja su anglies dioksidu, jis susidaro atitinkama druska skruzdžių rūgštis:

NaH+CO2 →HCOONA

Gali sudaryti kompleksus:

NaH+AlCl3 → NaAlH4 +3NaCl (natrio alanatas)

NaAlH4 → NaH+AlH3

Galima paruošti įprastus šarminių metalų oksidus (išskyrus Li 2 0). tik netiesiogiai . Jie atstovauja kietosios medžiagosšios spalvos:

Na2O+2HCl=2NaCl+H2O

Šarminių metalų hidroksidai (EOH) yra bespalvės, labai higroskopinės medžiagos, kurios ėsdina daugumą su jais besiliečiančių medžiagų. Iš čia jų kartais vartojamas praktikoje pavadinimas – šarminiai šarmai. Oda, veikiama šarmų žmogaus kūnas labai išsipučia ir tampa slidus; ilgiau veikiant susidaro labai skausmingas gilus nudegimas. Šarminiai šarmai ypač pavojingi akims (dirbant rekomenduojama nešioti apsauginius akinius). Ant rankų ar suknelės patekusius šarmus reikia nedelsiant nuplauti vandeniu, tada pažeistą vietą suvilgyti labai atskiestu bet kokios rūgšties tirpalu ir dar kartą nuplauti vandeniu.

Visi jie yra santykinai tirpūs ir lakūs, neskyla (išskyrus LiOH, kuris pašalina vandenį). šarminių metalų hidroksidas Dažniausiai naudojami elektrolitiniai metodai. Didžiausia gamyba yra natrio hidroksido elektrolizė koncentruotas vandeninis sprendimas stalo druskos:

2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2+H2

Ø Yra tipiškos priežastys:

NaOH+HCl=NaCl+H2O

2NaOH+CO2 =Na2CO3+H2O

2NaOH+2NO2 =NaNO3 +NaNO2 +H2O

Ø Gali sudaryti kompleksus:

NaOH+ZnCl 2 = (ZnOH)Cl+NaCl

2Al+2NaOH+6H2O=2Na+3H2

Al 2 O 3 + 6NaOH = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O

Al(OH)3 +NaOH=Na

Ø Geba reaguoti su nemetalais:

Cl 2 +2KOH=KCl+KClO+H 2 O (reakcija vyksta nekaitinant)

Cl2 +6KOH=5KCl+KClO3 +3H2O (reakcija vyksta kaitinant)

3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O

Ø Naudojamas organinėje sintezėje (ypač kalio ir natrio hidroksidas, natrio hidroksidas nurodytas pavyzdžiuose):

NaOH+C2H5Cl=NaCl+C2H4 (alkenų, etileno (eteno) gamybos metodas šiuo atveju), buvo naudojamas alkoholinis natrio hidroksido tirpalas.

NaOH+C 2 H 5 Cl=NaCl+C 2 H 5 OH(alkoholių, šiuo atveju etanolio, gamybos būdas), buvo naudojamas vandeninis natrio hidroksido tirpalas.

2NaOH+C 2 H 5 Cl=2NaCl+C 2 H 2 +H 2 O (alkinų, šiuo atveju acetileno (etileno) gavimo būdas), naudotas natrio hidroksido alkoholio tirpalas.

C 6 H 5 OH (fenolis) + NaOH = C 6 H 5 ONa + H 2 O

NaOH(+CaO)+CH 3 COONa → Na 2 CO 3 CH 4 (vienas iš metano gamybos būdų)

Ø Turite žinoti kelių druskų skilimą:

2KNO 3 → 2KNO 2 +O 2

4KClO 3 → KCl+3KClO 4

2KClO 3 → KCl+3O 2

4Na2SO3 →Na2S+3Na2SO4

Pažymėtina, kad nitratai skaidosi maždaug 450–600 ℃ temperatūroje, tada jie ištirpsta nesuirę, tačiau pasiekę maždaug 1000–1500 ℃, skilimas vyksta pagal šią schemą:

4LiNO 2 → 2Li 2O+4NO+O 2

Tai įdomu:

K 4 [ Fe(CN) 6 ]+ FeCl 3 = KFe[ Fe(CN) 6 ]+3 KCl(kokybinė reakcija įFe3+)

3K 4 +4FeCl 3 =Fe 4 3 +12KCl

Na 2 O 2 +2H2O=2NaOH+H2O2

4NaO 2 +2H2O=4NaOH+3O2

4NaO 3 +2H2O=4NaOH+5O2 (natrio ozonido reakcija su vandeniu )

2NaO 3 → 2NaO 2 +O 2(Skilimas vyksta esant skirtingoms temperatūroms, pvz.: natrio ozonidas skyla esant -10 °C, cezio ozonidas +100 °C)

NaNH 2 +H 2 O → NaOH+NH 3

Na 2 NH + 2 H 2 O → 2 NaOH + NH 3

Na3N+3H2O→3NaOH+NH3

KNO 2 +2Al+KOH+5H2O→2K+NH3

2NaI + Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 → I 2 ↓+ 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O

Fe 3 O 4 +4NaH=4NaOH+3Fe

5NaN3 +NaNO3 →8N2 +3Na2O

Taikymas:

Natris plačiai naudojamas sintezėje organiniai junginiai ir iš dalies gauti kai kuriuos jos darinius. Branduolinėje technologijoje jis naudojamas kaip aušinimo skystis.

Litis yra nepaprastai svarbus termobranduolinei technologijai. Gumos pramonėje naudojamas dirbtinio kaučiuko gamyboje (kaip polimerizacijos katalizatorius), metalurgijoje – kaip vertingas kai kurių kitų metalų ir lydinių priedas. Pavyzdžiui, pridėjus tik šimtąsias procento ličio dalis, labai padidėja aliuminio ir jo lydinių kietumas, o pridedant 0,4 % ličio į šviną beveik trigubai padidėja jo kietumas, nepakenkiant atsparumui lenkimui. Yra požymių, kad panašus cezio priedas labai pagerina mechanines savybes magnio ir apsaugo jį nuo korozijos, tačiau toks jo panaudojimas. Natrio hidridas kartais naudojamas metalurgijoje izoliuoti retieji metalai iš jų ryšių. Jo 2% tirpalas išlydytame NaOH naudojamas nuo plieno gaminių nuosėdoms pašalinti (po minutės mirkymo jame karštas gaminys panardinamas į vandenį, kuris redukuojamas pagal lygtį

Fe 3 O 4 + 4NaH = 4NaOH + 3Fe (apnašos išnyksta).

Gamyklos, skirtos sodai gaminti, schema amoniakometodas (Solvay, 1863).

Krosnyje (L) kūrenamas kalkakmenis, o susidaręs CO 2 patenka į karbonizacijos bokštą (B), o CaO užgesinamas vandeniu (C), po to Ca(OH) 2 pumpuojamas į maišytuvą (D), kur. jis susitinka su NH 4 Cl, todėl išsiskiria amoniakas. Pastarasis patenka į absorberį (D) ir ten prisotina stiprų NaCl tirpalą, kuris vėliau pumpuojamas į karbonizacijos bokštą, kur sąveikaujant su CO 2 susidaro NaHCO 3 ir NH 4 Cl. Pirmoji druska beveik visiškai nusodinama ir lieka ant vakuuminio filtro (E), o antroji pumpuojama atgal į maišytuvą (D). Taigi nuolat suvartojamas NaCl ir kalkakmenis, gaunamas NaHCO 3 ir CaCl 2 (pastarasis gamybos atliekų pavidalu). Tada natrio bikarbonatas kaitinant perkeliamas į soda.

Redaktorius: Galina Nikolaevna Kharlamova