Az alkálifémek egyszerű anyagának szerkezete. Érdekesség az alkálifémekkel kapcsolatban

Tapéta

Az alkálifémek a szervetlen anyagok csoportja egyszerű elemek Periódusos táblázatok. Mindegyik hasonló atomi szerkezettel és ennek megfelelően hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. A csoportba tartozik a kálium, nátrium, lítium, cézium, rubídium, francium és az elméletileg leírt, de még nem szintetizált ununennium elem. Az első öt anyag létezik a természetben, a francium egy mesterségesen előállított, radioaktív elem. Az alkálifémek nevüket arról kapták, hogy vízzel reagálva lúgokat képeznek.

A csoport minden eleme kémiailag aktív, ezért a Földön csak különféle ásványi anyagok összetételében találhatók meg, például kő, kálium, asztali só, bórax, földpát, tengervíz, földalatti sóoldat, chilei nitrát. A francium gyakran kíséri az uránérceket; rubídium és cézium - ásványi anyagok nátriummal és káliummal.

Tulajdonságok

A csoport minden képviselője lágy fém, késsel vágható vagy kézzel hajlítható. Külsőleg - fényes, fehér(a cézium kivételével). A cézium aranyfényű. Könnyű: a nátrium és a kálium könnyebb, mint a víz, a lítium még a kerozinban is lebeg. Klasszikus fémek jó elektromos és hővezető képességgel. Megégnek és jellegzetes színt adnak a lángnak, ami az egyik analitikai módszer a fém típusának meghatározására. Alacsony olvadáspontú, a leginkább „tűzálló” a lítium (+180,5 °C). A cézium közvetlenül a kezedben olvad meg +28,4 °C hőmérsékleten.

A csoport aktivitása az atomtömeg növekedésével nő: Li →Cs. Redukáló tulajdonságokkal rendelkeznek, beleértve a hidrogénnel való reakciót is. Ezek vegyértéke -1. Vízzel hevesen reagál (a lítium kivételével – robbanásveszélyes); savakkal és oxigénnel. Kölcsönhatásba lép nem fémekkel, alkoholokkal, vizes ammóniával és származékaival, karbonsavak, sok fém.

A kálium és a nátrium olyan biogén elemek, amelyek részt vesznek a víz-só és a sav-bázis egyensúlyban emberi test, szükségesek a normál vérkeringéshez és számos enzim működéséhez. A kálium fontos a növények számára.

Testünk rubídiumot is tartalmaz. Megtalálták a vérben, csontokban, agyban, tüdőben. Gyulladáscsökkentő, allergiaellenes hatása van, lassítja a reakciókat idegrendszer, erősíti az immunrendszert, pozitív hatással van a vér összetételére.

Elővigyázatossági intézkedések

Az alkálifémek nagyon veszélyesek, és egyszerűen vízzel vagy levegővel érintkezve meggyulladhatnak és felrobbanhatnak. Sok reakció hevesen lép fel, ezért csak gondos utasítások, minden óvintézkedés betartása, védőmaszk és védőszemüveg viselése után szabad velük dolgozni.

A kálium, nátrium és lítium vizes oldatai erős lúgok (kálium-, nátrium-, lítium-hidroxidok); a bőrrel való érintkezés mély, fájdalmas égési sérüléseket okoz. Lúgokkal való érintkezés, még alacsony koncentrációban is, vaksághoz vezethet. Savakkal, ammóniával és alkoholokkal való reakciók gyúlékony és robbanásveszélyes hidrogén felszabadulását eredményezik.

Az alkálifémeket kerozin vagy vazelinréteg alatt, lezárt tartályokban tárolják. A tiszta reagensekkel végzett manipulációkat argonatmoszférában végezzük.

Ügyelni kell az alkálifémekkel végzett kísérletekből származó maradványok ártalmatlanítására. Minden fémmaradványt először semlegesíteni kell.

Alkalmazás

A fémek közül a legaktívabbak az alkálifémek. Aktívan reagálnak az egyszerű és összetett anyagok.

Általános információ

Az alkálifémek a periódusos rendszer I. csoportjába tartoznak. Ezek lágy egyértékű, szürke-ezüst színű fémek, alacsony olvadásponttal és alacsony sűrűséggel. Egyetlen +1 oxidációs állapotot mutatnak, mivel redukálószerek. Elektronikus konfiguráció - ns 1.

Rizs. 1. Nátrium és lítium.

Az I. csoportba tartozó fémek általános jellemzőit a táblázat tartalmazza.

Az alkálifémek listája

Képlet

Szám

Időszak

t° pl. , °C

t° forraljuk. , °C

ρ, g/cm3

Az aktív fémek gyorsan reagálnak más anyagokkal, így a természetben csak ásványi anyagokban találhatók meg.

Nyugta

Számos módszert alkalmaznak a tiszta alkálifém előállítására:

    olvadékok, leggyakrabban kloridok vagy hidroxidok elektrolízise -

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

    szóda (nátrium-karbonát) kalcinálása szénnel nátrium előállítására

    Na 2CO 3 + 2C → 2Na + 3CO;

    a rubídium redukálása kloridból kalciummal magas hőmérsékleten -

    2RbCl + Ca → 2Rb + CaCl 2;

  • cézium redukciója karbonátból cirkóniummal -

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

Kölcsönhatás

Az alkálifémek tulajdonságait szerkezetük határozza meg. Mivel a periódusos rendszer első csoportjába tartoznak, csak egy vegyértékelektronjuk van a külsőn energia szint. Egyetlen elektron könnyen eljut az oxidáló atomhoz, ami hozzájárul a reakcióba való gyors belépéshez.

A fémek tulajdonságai az asztalon felülről lefelé nőnek, így a lítium könnyebben veszíti el vegyértékelektronját, mint a francium. A lítium az összes alkálifém közül a legkeményebb elem. A lítium és az oxigén reakciója csak magas hőmérséklet hatására megy végbe. A lítium sokkal lassabban reagál a vízzel, mint a csoport többi féme.

Gyakoriak Kémiai tulajdonságok táblázatban mutatjuk be.

Reakció

Termékek

Az egyenlet

Oxigénnel

Az oxidot (R 2 O) csak a lítium képezi. A nátrium oxid és peroxid keverékét képezi (R 2 O 2). A fennmaradó fémek szuperoxidokat képeznek (RO 2)

4Li + O 2 → 2Li 2O;

6Na + 2O 2 → 2Na 2O + Na 2O 2;

K + O 2 → KO 2

Hidrogénnel

2Na + H2 → 2NaH

Hidroxidok

2Na + 2H 2O → 2NaOH + H2

Savakkal

2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2-

Halogénekkel

Halogenidek

2Li + Cl 2 → 2LiCl

Nitrogénnel (csak a lítium reagál szobahőmérsékleten)

6Li + N 2 → 2Li 3 N

Szulfidok

2Na + S → Na 2 S

Szénnel (csak a lítium és a nátrium reagál)

2Li + 2C → Li 2C2;

2Na + 2C → Na 2C 2

Foszforral

3K + P → K 3 P

Szilíciummal

Szilicidek

4Cs + Si → Cs 4 Si

Ammóniával

2Li + 2NH3 → 2LiNH2 + H2

Minőségi reakciójuk van különböző színű láng. A lítium bíbor, a nátrium sárga, a cézium pedig rózsaszín-lila lánggal ég. Az alkálifém-oxidok is különböző színűek. A nátrium kifehéredik, a rubídium és a kálium sárgává válik.

Rizs. 2. Minőségi reakció alkálifémek.

Alkalmazás

Az egyszerű fémeket és vegyületeiket könnyű ötvözetek készítésére használják, fém alkatrészek, műtrágyák, szóda és egyéb anyagok. Katalizátorként rubídiumot és káliumot használnak. A nátriumgőzt fénycsövekben használják. Nincs praktikus alkalmazás radioaktív tulajdonságai miatt csak a francium. Az I. csoportba tartozó elemek felhasználását az alkálifémek felhasználásáról szóló táblázat tartalmazza röviden.

Alkalmazási terület

Alkalmazás

Vegyipar

A nátrium felgyorsítja a reakciót a gumigyártásban;

Kálium- és nátrium-hidroxid - szappangyártás;

Nátrium- és kálium-karbonát - üveg, szappangyártás;

Nátrium-hidroxid - papír, szappan, szövet készítése;

Kálium-nitrát - műtrágyagyártás

Élelmiszeripar

Nátrium-klorid - asztali só;

Nátrium-hidrogén-karbonát - szódabikarbóna

Kohászat

A kálium és a nátrium redukálószerek a titán, cirkónium és urán gyártásában

Energia

A kálium és nátrium olvadékait használják atomreaktorokés repülőgép-hajtóművek;

A lítiumot akkumulátorok gyártására használják

Elektronika

Cézium - napelemek gyártása

Repülés és űrhajózás

Az alumínium- és lítiumötvözeteket autókarosszériákhoz és rakétákhoz használják

Rizs. 3. Szódabikarbóna.

Mit tanultunk?

A 9. osztályos órától az alkálifémek sajátosságait tanultuk. A periódusos rendszer I. csoportjába tartoznak, és a reakciók során egy vegyértékelektront adnak fel. Ezek lágy fémek, amelyek könnyen kémiai reakcióba lépnek egyszerű és összetett anyagokkal - halogénekkel, nemfémekkel, savakkal, vízzel. A természetben csak más anyagok részeként találhatók meg, ezért kivonásukra elektrolízist vagy redukciós reakciót alkalmaznak. Az iparban, az építőiparban, a kohászatban és az energetikában használják.

Teszt a témában

A jelentés értékelése

Átlagos értékelés: 4.4. Összes értékelés: 91.

Chem. ch-t alkotó elemek (lúgos elemek). alcsoport 1 csoport periodikus. elemrendszerek, valamint a megfelelő egyszerű anyagok, fémek. Az alumínium fémek közé tartozik a lítium Li (3. szám), nátrium-Na (11), kálium K (19), rubidium Rb (37), ce... Fizikai enciklopédia

ALKULI FÉMEK, a periódusos rendszer első csoportját alkotó egyértékű fémek: lítium, NÁTRIUM, RUBIDIUM, CÉZIUM és FRANCE. Ezek lágy ezüstös-fehér fémek, amelyek gyorsan oxidálódnak a levegőben és heves reakcióba lépnek a vízzel, amikor... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

Alkáli fémek- ALKÁLI FÉMEK: lítium Li, nátrium Na, kálium K, rubídium Rb, cézium Cs, francium Fr. A lágy fémek, könnyen vághatók (kivéve Li), Rb, Cs és Fr normál körülmények között szinte pasztaszerűek; A Li az összes fém közül a legkönnyebb, a Na és a K könnyebbek, mint a víz. Kémiailag nagyon... Illusztrált enciklopédikus szótár

Kémiai elemek Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. A név lúgokból, alkálifém-hidroxidokokból... Nagy enciklopédikus szótár

ALKÁLI FÉMEK- a periódusos rendszer I. csoportjának elemei: lítium (Li), nátrium (Na), kálium (K), rubídium (Rb), cézium (Cs), francium (Fr); nagyon puha, képlékeny, olvadó és könnyű, általában ezüstfehér színű; kémiailag nagyon aktív; hevesen reagál... Orosz munkavédelmi enciklopédia

alkálifémek- Csoport, beleértve Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Témák: kohászat általában EN alkálifémek ... Műszaki fordítói útmutató

IA. ALCSOPORT. ALKÁLI FÉMEK LÍCIUM, NÁTRIUM, KÁLIUM, RUBIDIUM, CÉZIUM, FRANCIAORSZÁG Elektronikus szerkezet az alkálifémekre jellemző a külső jelenlét elektronhéj egy elektron viszonylag gyengén kötődik az atommaghoz. Mindegyiktől...... Collier enciklopédiája

Alkáli fémek Alkáli fémek. A periódusos rendszer első csoportjába tartozó fémek, nevezetesen: lítium, nátrium, kálium, rubídium, cézium és francium. Szigorúan lúgos hidroxidokat képeznek, innen ered a nevük is. (Forrás: „Fémek és ötvözetek. Címtár.” A... ... Kohászati ​​szakkifejezések szótára

Alkáli fémek Enciklopédiai Kohászati ​​Szótár

ALKÁLI FÉMEK- kémiai elemek Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Azért nevezték őket így, mert hidroxidjaik a legerősebb lúgok. Kémiailag az alkálifémek a legtöbbek aktív fémek. Tevékenységük Li-ről Fr... Kohászati ​​szótár

Könyvek

  • Állítsa be a táblázatokat. Kémia. Fémek (12 asztal) , . 12 lapos oktatóalbum. Művészet. 5-8683-012 Alkálifémek. Az alkálifémek kémiája. Elemek II A - csoportok. A víz keménysége. Alumínium. Alumínium alkalmazása. Vas. A korrózió típusai. Mód…

A teljes periódusos rendszerben az elemek többsége a fémek csoportját képviseli. amfoter, átmeneti, radioaktív - nagyon sok van belőlük. Minden fém óriási szerepet játszik nemcsak a természetben és az emberi biológiai életben, hanem az emberi életben is különféle iparágak ipar. Nem hiába nevezték a 20. századot „vasnak”.

Fémek: általános jellemzők

Minden fémet egyesít a közös vegyi és fizikai tulajdonságok, amellyel könnyen megkülönböztethetők a nem fémes anyagoktól. Tehát például a szerkezet kristályrács lehetővé teszi számukra, hogy:

  • elektromos áramvezetők;
  • jó hővezetők;
  • képlékeny és képlékeny;
  • tartós és fényes.

Természetesen vannak köztük különbségek. Néhány fém ragyog ezüst szín, mások - inkább matt fehér, mások - általában piros és sárga. A hő- és elektromos vezetőképességben is vannak különbségek. Ezek a paraméterek azonban továbbra is minden fémnél közösek, míg a nemfémeknél több a különbség, mint a hasonlóság.

Által kémiai természet Minden fém redukálószer. A reakciókörülményektől és az egyes anyagoktól függően oxidálószerként is működhetnek, de ritkán. Számos anyag képzésére képes. Kémiai vegyületek fémek a természetben óriási mennyiségben találhatók ércek vagy ásványok, ásványok és más kőzetek részeként. A mérték mindig pozitív, és lehet állandó (alumínium, nátrium, kalcium) vagy változó (króm, vas, réz, mangán).

Sok közülük széles körben elterjedt, mint építőanyagok, a tudomány és a technológia legkülönbözőbb ágaiban használatosak.

Fémek kémiai vegyületei

Ezek közül több fő anyagosztályt kell megemlíteni, amelyek a fémek más elemekkel és anyagokkal való kölcsönhatásának termékei.

  1. Az oxidok, hidridek, nitridek, szilicidek, foszfidok, ózonidok, karbidok, szulfidok és mások - nemfémekkel alkotott bináris vegyületek, leggyakrabban a sók osztályába tartoznak (az oxidok kivételével).
  2. Hidroxidok - általános képlet Me + x (OH) x.
  3. Só. Fémvegyületek savas maradékokkal. Lehet más:
  • átlagos;
  • savanyú;
  • kettős;
  • alapvető;
  • összetett.

4. Fémek csatlakozásai a szerves anyagok- fém-szerves szerkezetek.

5. A fémek vegyületei egymással - ötvözetek, amelyeket különböző módon nyernek.

Fém csatlakozási lehetőségek

Olyan anyagok, amelyek egyidejűleg két anyagot tartalmazhatnak különböző fémekés több, a következőkre oszlik:

  • ötvözetek;
  • kettős sók;
  • komplex vegyületek;
  • intermetallikus vegyületek.

A fémek összekapcsolásának módjai is eltérőek. Például ötvözetek előállításához a kapott termék olvasztásának, keverésének és megszilárdításának módszerét alkalmazzák.

Az intermetallikus vegyületek fémek közötti közvetlen kémiai reakciók eredményeként jönnek létre, gyakran robbanásveszélyesek (például cink és nikkel). Az ilyen folyamatokhoz speciális feltételek szükségesek: nagyon magas hőmérséklet, nyomás, vákuum, oxigénhiány és mások.

Szóda, só, nátronlúg - ezek mind alkálifém-vegyületek a természetben. Tiszta formában léteznek, lerakódásokat képeznek, vagy bizonyos anyagok égéstermékeinek részét képezik. Néha laboratóriumi módszerrel nyerik. De ezek az anyagok mindig fontosak és értékesek, hiszen körülveszik az embert és alakítják az életét.

Az alkálifémvegyületek és felhasználásuk nem korlátozódik a nátriumra. Sók, például:

  • kálium klorid;
  • (kálium-nitrát);
  • Kálium-karbonát;
  • szulfát.

Mind értékesek ásványi műtrágyák, a mezőgazdaságban használják.

Alkáliföldfémek - vegyületek és alkalmazásaik

Ez a kategória a rendszer fő alcsoportjának második csoportjának elemeit tartalmazza kémiai elemek. Állandó oxidációs állapotuk +2. Ezek olyan aktív redukálószerek, amelyek könnyen lépnek kémiai reakcióba a legtöbb vegyülettel és egyszerű anyaggal. Mutassa be a fémek összes jellemző tulajdonságát: csillogás, alakíthatóság, hő- és elektromos vezetőképesség.

Ezek közül a legfontosabb és leggyakoribb a magnézium és a kalcium. A berillium amfoter, a bárium és a rádium ritka elemek. Mindegyik képes a következő típusú kapcsolatok kialakítására:

  • intermetallikus;
  • oxidok;
  • hidridek;
  • bináris sók (vegyületek nem fémekkel);
  • hidroxidok;
  • sók (kettős, komplex, savas, bázikus, közepes).

Nézzük meg gyakorlati szempontból a legfontosabb vegyületeket és alkalmazási területeiket.

Magnézium és kalcium sók

Az alkáliföldfém-vegyületek, például a sók rendelkeznek fontosélő szervezetek számára. Végül is a kalcium sók a forrása ennek az elemnek a szervezetben. Enélkül pedig lehetetlen a csontváz, a fogak, az állatok szarvai, a paták, a szőr és a szőrzet stb. normális kialakulása.

Így az alkáliföldfém-kalcium leggyakoribb sója a karbonát. A többi neve:

  • üveggolyó;
  • mészkő;
  • dolomit.

Nemcsak élő szervezet kalciumion-szállítójaként, hanem építőanyagként, vegyi gyártás alapanyagaként, kozmetikai iparban, üvegiparban stb.

Az alkáliföldfém-vegyületek, például a szulfátok is fontosak. Például a bárium-szulfátot (orvosi neve "barit zabkása") használják a röntgendiagnosztikában. A kalcium-szulfát kristályos hidrát formájában gipsz, amely a természetben megtalálható. Az orvostudományban, az építőiparban és a bélyegzőöntvényekben használják.

Alkáliföldfém-foszfor

Ezek az anyagok a középkor óta ismertek. Korábban foszforoknak hívták őket. Ez a név ma is megjelenik. Természetüknél fogva ezek a vegyületek magnézium-, stroncium-, bárium- és kalcium-szulfidok.

Bizonyos feldolgozás mellett képesek foszforeszkáló tulajdonságokat felmutatni, és a fényük nagyon szép, a vöröstől az élénk liláig. Ezt útjelző táblák, munkaruházat és egyéb dolgok gyártásához használják.

Összetett kapcsolatok

Azok az anyagok, amelyek két vagy több különböző fémes elemet tartalmaznak, összetett fémvegyületek. Leggyakrabban szép és színes színű folyadékok. Az analitikai kémiában használják minőségi meghatározás ionok.

Az ilyen anyagok nemcsak alkáli- és alkáliföldfémeket, hanem minden mást is képesek képezni. Vannak hidroxo komplexek, aqua komplexek és mások.

Ezek a periódusos rendszer I. csoportjának elemei: lítium (Li), nátrium (Na), kálium (K), rubídium (Rb), cézium (Cs), francium (Fr); nagyon puha, képlékeny, olvadó és könnyű, általában ezüstfehér színű; kémiailag nagyon aktív; vízzel hevesen reagál, képződik lúgok(innen ered a neve).

Az összes alkálifém rendkívül aktív kémiai reakciók redukáló tulajdonságokat mutatnak, feladják egyetlen vegyértékelektronjukat, pozitív töltésű kationná alakulnak, és egyetlen +1 oxidációs állapotot mutatnak.

A ––Li–Na–K–Rb–Cs sorozatban a redukáló képesség növekszik.

Minden alkálifémvegyület ionos természetű.

Szinte minden só oldódik vízben.

Alacsony olvadási hőmérséklet,

Alacsony sűrűség,

Puha, késsel vágott

Az alkálifémeket aktivitásuk miatt kerozinréteg alatt tárolják, hogy megakadályozzák a levegő és a nedvesség hozzáférését. A lítium nagyon könnyű és kerozinban lebeg a felszínre, ezért vazelinréteg alatt tárolják.

Az alkálifémek kémiai tulajdonságai

1. Az alkálifémek aktív kölcsönhatásba lépnek a vízzel:

2Na + 2H 2O → 2NaOH + H2

2Li + 2H 2O → 2LiOH + H2

2. Alkálifémek reakciója oxigénnel:

4Li + O 2 → 2Li 2O (lítium-oxid)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (nátrium-peroxid)

K + O 2 → KO 2 (kálium-szuperoxid)

A levegőben az alkálifémek azonnal oxidálódnak. Ezért vannak egy réteg alatt tárolva szerves oldószerek(kerozin stb.).

3. Az alkálifémek és más nemfémek reakciójában bináris vegyületek képződnek:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (halogenidek)

2Na + S → Na 2S (szulfidok)

2Na + H2 → 2NaH (hidridek)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (nitridek)

2Li + 2C → Li 2C 2 (karbidok)

4. Alkálifémek reakciója savakkal

(ritkán hajtják végre, a vízzel versengő reakció lép fel):

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

5. Alkálifémek kölcsönhatása ammóniával

(nátrium-amid képződik):

2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2

6. Alkálifémek kölcsönhatása alkoholokkal és fenolokkal, amelyek a ebben az esetben sav tulajdonságai:

2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2;

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

7. Minőségi reakció alkálifém kationokra - a láng színezése a következő színekben:

Li+ – kárminvörös

Na+ – sárga

K + , Rb + és Cs + – lila

Alkáli fémek előállítása

Fém lítium, nátrium és kálium kap olvadt sók (kloridok), valamint rubídium és cézium elektrolízisével vákuumban történő redukcióval, ha kloridjaikat kalciummal hevítik: 2CsCl+Ca=2Cs+CaCl 2
A nátrium és kálium vákuum-termikus előállítását szintén kis mértékben alkalmazzák:

2NaCl+CaC2=2Na+CaCl2+2C;
4KCl+4CaO+Si=4K+2CaCl2+Ca 2SiO 4.

Az aktív alkálifémek nagy illékonyságuk miatt vákuum-termikus folyamatokban szabadulnak fel (gőzeiket eltávolítják a reakciózónából).


Az I. csoportba tartozó s-elemek kémiai tulajdonságainak jellemzői és élettani hatásaik

A lítium atom elektronkonfigurációja 1s 2 2s 1. A 2. periódusban a legnagyobb atomsugárral rendelkezik, ami megkönnyíti a vegyértékelektron eltávolítását és egy stabil inert gáz (hélium) konfigurációjú Li + ion megjelenését. Következésképpen vegyületei úgy jönnek létre, hogy egy elektront lítiumról egy másik atomra visznek át, és kis kovalensségű ionos kötést képeznek. Lítium - tipikus fém elem. Anyag formájában alkálifém. Kis méretében és hozzájuk képest legkisebb aktivitásában különbözik az I. csoport többi tagjától. Ebből a szempontból hasonlít a Li-től átlósan elhelyezkedő II. csoportba tartozó magnézium elemhez. Az oldatokban a Li+-ion erősen szolvatált; több tucat vízmolekula veszi körül. A szolvatációs energiát tekintve - oldószermolekulák hozzáadása - a lítium közelebb áll a protonhoz, mint az alkálifém-kationokhoz.

A Li + ion kis mérete, az atommag nagy töltése és csak két elektron teremti meg a feltételeket egy meglehetősen jelentős pozitív töltésmező megjelenéséhez e részecske körül, ezért az oldatokban jelentős számú poláris oldószer molekula található. vonzódik hozzá és a koordinációs száma magas, a fém jelentős számú szerves lítiumvegyület képzésére képes.

A nátrium a 3. periódussal kezdődik, így csak 1e van külső szinten - , elfoglalva a 3s pályát. A Na atom sugara a 3. periódusban a legnagyobb. Ez a két jellemző határozza meg az elem karakterét. Elektronikus konfigurációja 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 . A nátrium egyetlen oxidációs állapota +1. Elektronegativitása nagyon alacsony, ezért a vegyületekben a nátrium csak pozitív töltésű ion formájában van jelen, és ionos jelleget kölcsönöz a kémiai kötésnek. A Na + ion mérete sokkal nagyobb, mint a Li +, és szolvatációja sem olyan nagy. Megoldásban azonban nem létezik szabad formában.

A K + és Na + ionok fiziológiai jelentősége azzal függ össze, hogy az ionokat alkotó komponensek felületén eltérő adszorbeálhatóságuk. földkéreg. A nátriumvegyületek csak kis mértékben érzékenyek az adszorpcióra, míg a káliumvegyületeket az agyag és más anyagok szilárdan tartják. A sejtmembránok, mint a sejt és a környezet határfelülete, áteresztők a K + ionok számára, aminek következtében a K + intracelluláris koncentrációja lényegesen magasabb, mint a Na + ionoké. Ugyanakkor a Na + koncentrációja a vérplazmában meghaladja a benne lévő kálium tartalmát. A sejtmembránpotenciál megjelenése ehhez a körülményhez kapcsolódik. A K + és a Na + ionok a test folyékony fázisának egyik fő összetevője. A Ca 2+ ionokkal való kapcsolatuk szigorúan meghatározott, megsértése patológiához vezet. A Na+ ionok szervezetbe juttatása nem jár észrevehető káros hatással. A K+-ion-tartalom növekedése káros, de normál körülmények között koncentrációjának növekedése soha nem éri el a veszélyes értéket. Az Rb +, Cs +, Li + ionok hatását még nem vizsgálták kellőképpen.

Az alkálifémvegyületek használatával összefüggő különféle sérülések közül a leggyakrabban a hidroxidoldattal végzett égési sérülések. A lúgok hatása a bőrfehérjék feloldódásával és lúgos albuminátok képződésével függ össze. A lúg hidrolízisük következtében újra felszabadul, és a test mélyebb rétegeire hat, fekélyeket okozva. A lúgok hatására a körmök fénytelenné és törékennyé válnak. A szem károsodása még nagyon híg lúgos oldatok esetén is nemcsak felületi roncsolással jár, hanem a szem mélyebb részeinek (írisz) károsodásával is, és vaksághoz vezet. Az alkálifém-amidok hidrolízise során egyszerre képződik lúg és ammónia, ami fibrines tracheobronchitist és tüdőgyulladást okoz.

A káliumot G. Davy a nátriummal szinte egyidejűleg nyerte 1807-ben nedves kálium-hidroxid elektrolízisével. Az elem nevét ennek a vegyületnek a nevéről kapta – „maró kálium”. A kálium tulajdonságai jelentősen eltérnek a nátrium tulajdonságaitól, ami az atomjaik és ionjaik sugarának különbségéből adódik. A káliumvegyületekben a kötés ionosabb, és a K + ion formájában kevésbé polarizáló hatású, mint a nátriumé. nagy méretek. Természetes keverék három izotópból áll: 39 K, 40 K, 41 K. Az egyik 40 K radioaktív, és az ásványok és a talaj radioaktivitásának bizonyos hányada ennek az izotópnak a jelenlétéhez kapcsolódik. Felezési ideje hosszú - 1,32 milliárd év. A kálium jelenlétét egy mintában meglehetősen könnyű meghatározni: a fém és vegyületeinek gőzei lila-vörösre színezik a lángot. Az elem spektruma meglehetősen egyszerű, és bizonyítja az 1e jelenlétét - a 4s pályán. Ennek tanulmányozása szolgált a megtalálás egyik alapjául általános minták a spektrumok szerkezetében.

1861-ben ásványforrások sójának tanulmányozása közben spektrális elemzés Robert Bunsen új elemet fedezett fel. Jelenlétét a spektrumban lévő sötétvörös vonalak bizonyították, amelyeket más elemek nem hoztak létre. E vonalak színe alapján az elemet rubídiumnak (rubidus - sötétvörös) nevezték el. 1863-ban R. Bunsen ezt a fémet a rubídium-tartarát (tartarát) kormmal való redukálásával kapta meg tiszta formájában. Az elem jellemzője atomjainak könnyű gerjeszthetősége. Elektronkibocsátása a látható spektrum vörös sugarainak hatására jelenik meg. Ennek oka az atomi 4d és 5s pályák energiáinak enyhe különbsége. A stabil izotópokkal rendelkező alkáli elemek közül a rubídium (mint a cézium) rendelkezik az egyik legnagyobb atomsugárral és kis ionizációs potenciállal. Ilyen paraméterek határozzák meg az elem természetét: nagy elektropozitivitás, extrém kémiai aktivitás, alacsony hőmérséklet olvadás (39 0 C) és csekély a külső hatásokkal szembeni ellenállása.

A cézium felfedezése a rubídiumhoz hasonlóan spektrális analízishez kapcsolódik. 1860-ban R. Bunsen két élénkkék vonalat fedezett fel a spektrumban, amelyek nem tartoztak egyetlen akkor ismert elemhez sem. Innen származik a „caesius” név, ami égkéket jelent. Az alkálifém alcsoport utolsó eleme, amely még mindig mérhető mennyiségben fordul elő. A legnagyobb atomsugár és a legkisebb első ionizációs potenciál határozza meg ennek az elemnek a jellegét és viselkedését. Kifejezett elektropozitivitása és kifejezett fémes tulajdonságai vannak. A külső 6s elektron adományozásának vágya ahhoz a tényhez vezet, hogy minden reakciója rendkívül hevesen megy végbe. Az atomok 5d és 6s pályáinak energiáinak kis különbsége okozza az atomok enyhe ingerlékenységét. A céziumból származó elektronemissziót láthatatlan infravörös sugarak (hő) hatására figyelik meg. Az atomszerkezetnek ez a tulajdonsága határozza meg a jót elektromos vezetőképesség jelenlegi Mindezek nélkülözhetetlenné teszik a céziumot az elektronikai eszközökben. BAN BEN Utóbbi időben Egyre nagyobb figyelmet szentelnek a céziumplazmának, mint a jövő üzemanyagának és a termonukleáris fúzió problémájának megoldása kapcsán.

Levegőben a lítium nemcsak oxigénnel, hanem nitrogénnel is aktívan reagál, és Li 3 N-ből (legfeljebb 75%) és Li 2 O-ból álló filmréteg borítja be. A fennmaradó alkálifémek peroxidokat (Na 2 O 2) és szuperoxidok (K 2 O 4 vagy KO 2).

A következő anyagok reagálnak vízzel:

Li 3 N + 3 H 2 O = 3 LiOH + NH 3;

Na 2 O 2 + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2 O 2;

K 2 O 4 + 2 H 2 O = 2 KOH + H 2 O 2 + O 2.

A levegő regenerálására tengeralattjárókban és űrhajók, a harci úszók (víz alatti szabotőrök) szigetelő gázálarcában és légzőkészülékében az Oxon keveréket használták:

Na 2O 2 +CO 2 =Na 2CO 3 + 0,5O 2;

K 2 O 4 + CO 2 = K 2 CO 3 + 1,5 O 2.

Jelenleg ez a szabványos töltés a tűzoltók regeneráló gázálarc-patronjaihoz.
Az alkálifémek hevítés közben reagálnak a hidrogénnel, és hidrideket képeznek:

A lítium-hidridet erős redukálószerként használják.

Hidroxidok Az alkálifémek korrodálják az üveg- és porcelánedényeket, kvarc edényekben nem melegíthetők:

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

A nátrium- és kálium-hidroxidok nem választják le a vizet forráspontjukra (1300 0 C felett) hevítve. Egyes nátriumvegyületeket ún szóda:

a) szóda, vízmentes szóda, mosószóda vagy csak szóda - nátrium-karbonát Na 2 CO 3;
b) kristályos szóda - nátrium-karbonát Na 2 CO 3 kristályos hidrátja. 10H20;
c) bikarbonát vagy ivóvíz - nátrium-hidrogén-karbonát NaHCO 3;
d) A nátrium-hidroxidot NaOH-nak nevezzük marónátron vagy marószer.