Вопрос 30 элементы I группы главной подгруппы. Характеристика простых веществ и соединений.

К элементам главной подгруппы I группы относятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.

Металлические свойства. От лития к францию увеличивается радиус атома с увеличением порядкового номера элемента.

Физические свойства – мягкие металлы, температура плавления низкая (30 – 180оС). Проводят электрический ток

Химические свойства

· Взаимодействуют с кислородом

2Na+O2 = Na2O2

· Взаимодействуют с галогенами

2Na+Cl2 = 2NaCl2

· Взаимодействуют с водородом

2Na+H2 = 2NaH

· Взаимодействуют с водой

2Na+H2O = 2NaOH+H2+Q

· Взаимодействуют с кислотами

8Na+5H2SO4 = 4Na2SO4+H2S+4H2O

4. Получение:

KOH + Na = 2NaOH+K

Применение:

1) Как теплоносители в ядерных установках

2) Для изготовления подшипников

3) Восстановитель для получения редких металлов (тантала и циркония)

Литий ― простое вещество, представляет собой металл, а, следовательно, имеет металлическую кристаллическую решетку и металлическую химическую связь.

Литий — серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой. Из всех щелочных металлов литий характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения (180,54 и 1340 °C, соответственно), у него самая низкая плотность при комнатной температуре среди всех металлов.

Литий является щелочным металлом, однако относительно устойчив на воздухе. Литий является наименее активным щелочным металлом, с сухим воздухом (и даже с сухим кислородом) при комнатной температуре практически не реагирует. По этой причине литий является единственным щелочным металлом, который не хранят в керосине, он может непродолжительное время храниться на воздухе.

Реакция взаимодействия лития с азотом протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития:

6Li + N2 = 2Li3N.

При взаимодействии с кислородом литий образует оксид:

4Li + O2 = 2Li2O.

В результате взаимодействия лития с водой образуется гидроксид лития и выделяется водород:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2.

Натрий

Простое вещество натрий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Натрий — серебристо-белый металл[16], в тонких слоях с фиолетовым оттенком, пластичен, даже мягок (легко режется ножом), свежий срез натрия блестит. Величины электропроводности и теплопроводности натрия достаточно высоки, температура плавления 97,86 °C, температура кипения 883,15 °C.

Под давлением становится прозрачным и красным, как рубин.

Щелочной металл на воздухе легко окисляется до оксида натрия. Для защиты от кислорода воздуха металлический натрий хранят под слоем керосина.

4Na+O2=2Na2O

Как и все щелочные металлы, натрий является сильным восстановителем и энергично взаимодействуют со многими неметаллами (за исключением азота, иода, углерода, благородных газов):

2Na+Cl2=2NaCl

С разбавленными кислотами взаимодействует как обычный металл:

2Na+2HCl=2NaCl+H2(газ)

Калий

Простое вещество калий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки, калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

Калий при комнатной температуре реагирует с кислородом воздуха, галогенами; практически не реагирует с азотом (в отличие от лития и натрия). При умеренном нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида

K2+H2=2KH

При сгорании калия на воздухе образуется надпероксид калия KO2

K+O2=KO2

Калий при комнатной температуре активно реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (−50 °C) с образованием тёмно-синего раствора.

2K+2H2O=2KOH+H2(газ)

2K+2HCL=2KCL+H2(газ)

K+6NH3=[K(NH3)]6

Рубидий

Простое вещество рубидий— мягкий легкоплавкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Физические свойства

Рубидий образует серебристо-белые мягкие кристаллы, имеющие на свежем срезе металлический блеск.

Кристаллическая решётка рубидия кубическая объёмно-центрированная.

Плотность 1,525 г/см³ (0 °C), tпл 38,9 °C, tкип 703 °C.

Химические свойства

Щелочной металл, крайне неустойчив на воздухе (реагирует с воздухом в присутствии следов воды с воспламенением). Образует все виды солей — большей частью легкорастворимые.

Соединения рубидия

Гидроксид рубидия RbOH — весьма агрессивное вещество к стеклу и другим конструкционным и контейнерным материалам, а расплавленный RbOH разрушает большинство металлов.

Цезий

Простое вещество цезий— мягкий щелочной металл серебристо-жёлтого цвета.

Цезий — мягкий металл, из-за низкой температуры плавления (Tпл=28,6 °C) при комнатной температуре находится в полужидком состоянии. Металлический цезий представляет собой вещество золотисто-белого цвета, по внешнему виду похожее на золото, но светлее. Расплав представляет подвижную жидкость, при этом его цвет становится более серебристым. Жидкий цезий хорошо отражает свет. Пары цезия окрашены в зеленовато-синий цвет. Гидроксид цезия — сильнейшее основание с высочайшей электропроводностью в водном растворе. Многие образуемые цезием соли — нитраты, хлориды, бромиды, фториды, иодиды и т. д. — чрезвычайно легко растворимы в воде и ряде органических растворителей.

Франций

Простое вещество франций— радиоактивный щелочной металл, обладающий высокой химической активностью. Франций похож по свойствам на цезий. Всегда сокристаллизуется с его соединениями. Практически все соединения франция растворимы в воде.

Плотность франция при комнатной температуре составляет 1,87 г/см³, температура плавления 27 °C, температура кипения 677 °C.

Франций имеет самую низкую электроотрицательность из всех элементов, известных в настоящее время. Соответственно, франций является и самым химически активным щелочным металлом.