Калий какой металл щелочной

У щелочных металлов электронная конфигурация внешнего энергетического уровня : ns1, на внешнем энергетическом уровне находится 1 s-электрон.
Типичная степень окисления щелочных металлов в соединениях +1.

Располагаются сразу за инертными газами, поэтому особенность строения атомов щелочных металлов заключается в том, что они содержат один электрон на внешнем энергетическом уровне: их электронная конфигурация ns1.

Валентные электроны щелочных металлов могут быть легко удалены, потому что атому энергетически выгодно отдать электрон и приобрести конфигурацию инертного газа.

Поэтому для всех щелочных металлов характерны восстановительные свойства.

Это подтверждают низкие значения их потенциалов ионизации (потенциал ионизации атома цезия — самый низкий) и электроотрицательности (ЭО).

Однозарядные катионы

В большинстве соединений щелочные металлы присутствуют в виде однозарядных катионов.

Однако существуют и соединения, где щелочные металлы представлены анионами (см. Алкалиды).

Самые опасные щелочные металлы в мире

Кристаллическое состояние

Кристаллизация щелочных металлов происходит в кубической сингонии (объемно-центрированной). Атомы в ее составе обладают зоной проводимости, на свободные уровни которой могут переходить электроны. Именно эти активные частицы осуществляет особую химическую связь — металлическую. Общность строения энергетических уровней и природа кристаллических решеток объясняют сходство элементов 1-й группы. При переходе от лития к цезию возрастают массы атомов элементов, что приводит к закономерному увеличению плотности, а также к изменению других свойств.

атомные и физические свойства щелочных металлов

Атомный номер	Название, символ	Число природных изотопов	Атомная масса	Энергия ионизации , кДж·моль −1	Сродство к электрону , кДж·моль −1	ЭО	Δ H дисс , кДж·моль −1	Металл. радиус, нм	Ионный радиус (КЧ 6), нм	t пл ,°C	t кип ,°C	Плотность ,г/см³	Δ H пл , кДж·моль −1	Δ H кип , кДж·моль −1	Δ H обр , кДж·моль −1
3	Литий Li	2	6,941(2)	520,2	59,8	0,98	106,5	0,152	0,076	180,6	1342	0,534	2,93	148	162
11	Натрий Na	1	22,989768(6)	495,8	52,9	0,99	73,6	0,186	0,102	97,8	883	0,968	2,64	99	108
19	Калий К	2+1 а	39,0983(1)	418,8	46,36	0,82	57,3	0,227	0,138	63,07	759	0,856	2,39	79	89,6
37	Рубидий Rb	1+1 а	85,4687(3)	403,0	46,88	0,82	45,6	0,248	0,152	39,5	688	1,532	2,20	76	82
55	Цезий Cs	1	132,90543(5)	375,7	45,5	0,79	44,77	0,265	0,167	28,4	671	1,90	2,09	67	78,2
87	Франций Fr	2а	(223)	380	(44,0)	0,7	—	—	0,180	20	690	1,87	2	65	—
119	Унуненний Uue

Радиоактивные изотопы: 40K, T1/2 = 1,277·109 лет; 87Rb, T1/2 = 4,75·1010 лет; 223Fr, T1/2 = 21,8 мин; 224Fr, T1/2 = 3,33 мин.

Калий — САМЫЙ ГОРЮЧИЙ МЕТАЛЛ НА ЗЕМЛЕ!

Все металлы этой подгруппы имеют серебристо-белый цвет (кроме серебристо-жёлтого цезия), они очень мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней.

Многие минералы содержат в своём составе щелочные металлы. Например, ортоклаз, или полевой шпат, состоит из алюмосиликата калия K2[Al2Si6O16], аналогичный минерал, содержащий натрий — альбит — имеет состав Na2[Al2Si6O16]. В морской воде содержится хлорид натрия NaCl, а в почве — соли калия — сильвин KCl, сильвинит NaCl·KCl, карналлит KCl·MgCl2·6H2O, полигалит K2SO4·MgSO4·CaSO4·2H2O.

Химические свойства щелочных металлов Из-за высокой химической активности щелочных металлов по отношению к воде, кислороду, и иногда даже и азоту (Li) их хранят под слоем керосина. Чтобы провести реакцию со щелочным металлом, кусочек нужного размера аккуратно отрезают скальпелем под слоем керосина, в атмосфере аргона тщательно очищают поверхность металла от продуктов его взаимодействия с воздухом и только потом помещают образец в реакционный сосуд.

Легкая окисляемость щелочных металлов приводит к тому, что элементы 1-й группы существуют в природе в виде соединений своих однозарядных катионов. Содержание в земной коре натрия — 2,0%, калия — 1,1%.

Другие элементы в ней находятся в малых количествах, например, запасы франция — 340 г. Хлорид натрия растворен в морской воде, рапе соленых озер и лиманов, образует залежи каменной или поваренной соли. Вместе с галитом встречаются сильвинит NaCl • KCl и сильвин KCl. Полевой шпат образован алюмосиликатом калия K2[Al2Si6O16].

В воде ряда озер растворен карбонат натрия, а запасы сульфата элемента сосредоточены в акватории Каспийского моря (Кара-Богаз-Гол). Встречаются залежи нитрата натрия в Чили (чилийская селитра). Существует ограниченное число природных соединений лития. В качестве примесей к соединениям элементов 1-й группы встречаются рубидий и цезий, а франций находят в составе урановых руд.

Взаимодействие с кислородом

Продукты горения щелочных металлов на воздухе имеют разный состав в зависимости от активности металла.

Только литий сгорает на воздухе с образованием оксида стехиометрического состава: <mathsf <4 Li+ O_longrightarrow 2 Li_O)) При горении натрия в основном образуется пероксид Na2O2 с небольшой примесью надпероксида NaO2: <mathsf <2 Na+ O_longrightarrow Na_O_ <2))>В продуктах горения калия, рубидия и цезия содержатся в основном надпероксиды: <mathsf Для получения оксидов натрия и калия нагревают смеси гидроксида, пероксида или надпероксида с избытком металла в отсутствие кислорода:

<mathsf <2 Na+2 NaOHlongrightarrow 2 Na_O+ H_uparrow )) <mathsf <2 Na+ Na_O_longrightarrow 2 Na_O)) <mathsf <3 K+ KO_longrightarrow 2 K_O)) Для кислородных соединений щелочных металлов характерна следующая закономерность: по мере увеличения радиуса катиона щелочного металла возрастает устойчивость кислородных соединений, содержащих пероксид-ион О2− 2 и надпероксид-ион O− 2.

Для тяжёлых щелочных металлов характерно образование довольно устойчивых озонидов состава ЭО3. Все кислородные соединения имеют различную окраску, интенсивность которой увеличивается в ряду от Li до Cs:

Таблица формула

Формула кислородного соединения	Цвет
Li2O	Белый
Na2O	Белый
K2O	Желтоватый
Rb2O	Жёлтый
Cs2O	Оранжевый
Na2O2	Светло- жёлтый
KO2	Оранжевый
RbO2	Тёмно- коричневый
CsO2	Жёлтый

Оксиды щелочных металлов обладают всеми свойствами, присущими основным оксидам: они реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:

<mathsf <mathsf

<mathsf

<mathsf <mathsf <2 KO_+2 H_Olongrightarrow 2 KOH+ H_O_+ O_uparrow ))

Взаимодействие с другими веществами

Щелочные металлы реагируют со многими неметаллами. При нагревании они соединяются с водородом с образованием гидридов, с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом и кремнием с образованием, соответственно, галогенидов, сульфидов, нитридов, фосфидов, карбидов и силицидов:

<mathsf <2 Na+ H_<2>longrightarrow 2 NaH)) <mathsf <2 Na+ Cl_<2>longrightarrow 2 NaCl)) <mathsf <2 K+ Slongrightarrow K_<2>S)) <mathsf <6 Li+ N_<2>longrightarrow 2 Li_N)) <mathsf <2 Li+2 Clongrightarrow Li_<2>C_ <2))>При нагревании щелочные металлы способны реагировать с другими металлами, образуя интерметаллиды. Активно (со взрывом) щелочные металлы реагируют с кислотами.

Щелочные металлы растворяются в жидком аммиаке и его производных — аминах и амидах:

<mathsf <2 Na+2 NH_<3>longrightarrow 2 NaNH_+ H_uparrow )) При растворении в жидком аммиаке щелочной металл теряет электрон, который сольватируется молекулами аммиака и придаёт раствору голубой цвет. Образующиеся амиды легко разлагаются водой с образованием щёлочи и аммиака:

<mathsf

<mathsf <2 Na+2 CH_CH_OHlongrightarrow 2 CH_CH_ONa+ H_uparrow )) <mathsf <2 Na+2 CH_COOHlongrightarrow 2 CH_COONa+ H_uparrow )) Качественное определение щелочных металлов Поскольку потенциалы ионизации щелочных металлов невелики, то при нагревании металла или его соединений в пламени атом ионизируется, окрашивая пламя в определённый цвет:

Окраска пламени щелочными металлами и их соединениями

Щелочной металл	Цвет пламени
Li	Карминно-красный
Na	Жёлтый
K	Фиолетовый
Rb	Буро-красный
Cs	Фиолетово-красный

Применение

Простые металлы и их соединения используются для изготовления лёгких сплавов, металлических деталей, удобрений, соды и других веществ. Рубидий и калий используются в качестве катализаторов. Пары натрия применяются в люминесцентных лампах. Не имеет практического применения только франций из-за радиоактивных свойств. Как используют элементы I группы кратко описано в таблице применения щелочных металлов.

– гидроксид калия и натрия – производство мыла;

– карбонат натрия и калия – изготовление стекла, мыла;

– гидроксид натрия – изготовление бумаги, мыла, ткани;

– нитрат калия – производство удобрений

– гидрокарбонат натрия – питьевая сода

– литий используется для производства аккумуляторов

Источник: separett.su

Щелочные металлы.
презентация к уроку по химии (9 класс)

В презентации представлены особенности строения атомов, физические и химические свойства, открытие и получение, значение и применение.

Скачать:

ВложениеРазмер

shchelochnye_metally.ppt	1.07 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Урок химии в 9 классе по теме: Щелочные металлы

Цель урока: Дать общую характеристику щелочным металлам. Рассмотреть их электронное строение, сравнить физические и химические свойства. Узнать о важнейших соединениях металлов и их тривиальных названиях. Определить области применения этих соединений.

Характеристика металлов как химических элементов Название элемента Знак Порядковый номер Относительная атомная масса Ar Количество электронов на внешнем уровне Степень окисления ЛИТИЙ Li 3 7 1 +1 НАТРИЙ Na 11 23 1 +1 КАЛИЙ K 19 39 1 +1 РУБИДИЙ Rb 37 85 1 +1 ЦЕЗИЙ Cs 55 133 1 +1 ФРАНЦИЙ Fr 87 223 1 +1

История открытия металлов В 1807 г. в Англии Г. Деви открыл натрий и калий. «Натрун» — сода, «алкали» — щелочь. В 1817г. в Швеции А. Арфедсоном был открыт литий. «Литос» — камень. В 1860 – 1861г.г. в Германии Р.Бунзен и Г.Кирхгоф открыли рубидий «темно-красный» и цезий «небесно-голубой». В 1939г. во Франции М. Пере открыл радиоактивный элемент франций, который назвал в честь своей страны – Франции.

Плотность металлов Температура плавления Li- 0,534 г/см 3 Na- 0,971 г/см 3 K — 0,863 г/см 3 Rb – 1,532 г/см 3 Cs — 2,44 г/см 3 Li — 180 о С Na — 98 о С K — 64 о С Rb — 39 о С Cs — 27 о С

Химические свойства Лабораторная работа Цель: Изучить химические свойства щелочных металлов. Опыт № 1. Взаимодействие натрия с кислородом Опыт №2. Взаимодействие натрия с водой Опыт № 3. Взаимодействие натрия, калия, лития с водой Опыт №4. Горение солей лития. Опыт №6.

Горение солей калия. Опыт № 5. Горение солей натрия.

Самые распространенные соединения металлов и их применение NaOH – едкий натр, каустическая сода. KOH — едкое кали. Na 2 CO 3 10H 2 O – кристаллическая сода. NaHCO 3 – пищевая сода. K 2 CO 3 — поташ. Na 2 SO 4 10H 2 O – глауберова соль.

Используют для очистки нефтепродуктов, производства бумаги, мыла, волокон, стекла, удобрений. Применяют в медицине и фармакологии.

Применение поваренной соли NaCl натрий хлор Гидроксид натрия Соляная кислота Производство мыла Пищевая промышленность сода

Биологическая роль Na и К Na + — внутриклеточный ион, содержится в крови и лимфе, создает в клетках осмотическое давление. K + — внеклеточный ион, поддерживает работу сердца и мышц. Большое количество калия содержится в кураге, сои, фасоли, зеленом горошке, черносливе, изюме.

Закрепление Задание №1. Определите «лишний» элемент в ряду. А) Fr, K, Cu, Na ; Б) P, Li, O, Cl ; В) Al, Ag, Ra, Cs . Объясните свой выбор.

Игра «Крестики — нолики» 1.Какой металл при взаимодействии с водой образует щелочь? Si Na Fr Cu Li Pb Cs Zn K 4s 2 1s 1 2s 2 3s 1 6s 1 2s 1 3s 2 3p 1 4s 1 6s 2 2. Определите электронные формулу щелочных металлов.

Контрольный тест 1.Соединение NaOH называется 1) каустическая сода, 2) кристаллическая сода, 3) питьевая сода, 4) поташ. 2.Используется в производстве стекла, бумаги, мыла 1) Na 2 CO 3 10 H 2 O 2 ) Na 2 SO 4 10H 2 O 3) NaCl 4) NaOH 3. Предложил назвать литием от греческого слова литос – камень 1)Й.

Берцеллиус 2) И. Арфведсон 3) Г.Деви 4) Г.Агрикола 4. Цвет пламени, в который его окрашивают ионы натрия 1) желтый 2) фиолетовый 3) красный 4) зеленый 5. В 100 г фасоли содержится 1,075 г калия. Сколько фасоли нужно съесть, чтобы получить суточную норму калия (5 г/сутки) 1) 465 г 2)0,053 г 3)107 г 4)21,5 г 1.Соединение Na2SO410H 2 O называется 1) глауберова соль 2) поваренная соль 2) пищевая сода 4) поташ 2. Разъедает ткани и бумагу. Используется при производстве мыла и волокон 1) Na 2 CO 3 10 H 2 O 2 ) Na 2 SO 4 10H 2 O 3) NaCl 4) NaOH 3. Предложил назвать калий от арабского алкали — щелочь 1)Й. Берцеллиус 2) И. Арфведсон 3) Г.Деви 4) Г.Агрикола 4. Цвет пламени, в который его окрашивают ионы калия 1) желтый 2) фиолетовый 3) красный 4) зеленый 5. В 100 г изюма содержится 3,055 г калия. Сколько изюма нужно съесть, чтобы получить суточную норму калия (5 г/сутки)? 1) 0,15 г 2) 164 г 3) 61,5 г 4) 305 г Вариант — 1 Вариант — 2

Домашнее задание П. 11, зад.1- (письменно); 3- (устно).

Урок окончен! До свидания Спасибо за работу

№ 1 2Na + O 2 = 2Na2O

№ 2 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

№ 3 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2K + 2H2O = 2KOH + H2 Уравнение взаимодействия лития с водой напишите самостоятельно.

Источник: nsportal.ru

Щелочные металлы – список свойств и соединений, применение в таблице (9 класс, химия)

Наиболее активными среди металлов являются щелочные металлы. Они активно вступают в реакции с простыми и сложными веществами.

Общие сведения

Щелочные металлы находятся в I группе периодической таблицы Менделеева. Это мягкие одновалентные металлы серо-серебристого цвета с небольшой температурой плавления и невысокой плотностью. Проявляют единственную степень окисления +1, являясь восстановителями. Электронная конфигурация – ns1.

Рис. 1. Натрий и литий.

Общая характеристика металлов I группы приведена в таблице.

Список щелочных металлов

Формула

Номер

Период

t°пл., °C

t°кип., °C

ρ, г/см3

Активные металлы быстро реагируют с другими веществами, поэтому в природе находятся только в составе минералов.

Получение

Для получения чистого щелочного металла используется несколько способов:

• электролиз расплавов, чаще всего хлоридов или гидроксидов – 2NaCl → 2Na + Cl2, 4NaOH → 4Na + 2H2O + O2↑;
• прокаливание соды (карбоната натрия) с углём для получения натрия – Na2CO3 + 2C → 2Na + 3CO;
• восстановление кальцием рубидия из хлорида при высоких температурах – 2RbCl + Ca → 2Rb + CaCl2;
• восстановление цезия из карбоната с помощью циркония –
  2Cs2CO3 + Zr → 4Cs + ZrO2 + 2CO2.

Взаимодействие

Свойства щелочных металлов обусловлены их строением. Находясь в первой группе периодической таблицы, они имеют всего один валентный электрон на внешнем энергетическом уровне. Единственный электрон легко переходит к атому окислителя, что способствует быстрому вступлению в реакцию.

Металлические свойства увеличиваются в таблице сверху вниз, поэтому литий расстаётся с валентным электроном труднее, чем франций. Литий – наиболее твёрдый элемент среди всех щелочных металлов. Реакция лития с кислородом проходит только под воздействием высокой температуры. С водой литий реагирует значительно медленнее, чем остальные металлы группы.

Общие химические свойства представлены в таблице.

Реакция

Продукты

Уравнение

Оксид (R2O) образует только литий. Натрий образует смесь оксида и пероксида (R2O2). Остальные металлы образуют надпероксиды (RO2)

– 6Na + 2O2 → 2Na2O + Na2O2;

Источник: kupuk.net