ЕXAMCHEMISTRY

Готовимся к сдаче ЕГЭ по химии

Общая характеристика металлов главной подгруппы IА группы

3Li	1s2 2s1
11Na	[Ne] 3s1
19К	[Ar] 4s1
37Rb	[Кг] 5s1
55Cs	[Xe] 6s1
87Fr	[Rn] 7s1

все атомы имеют крайне низкие величины энергии сродства к электрону и ЭО.

Элементы данной подгруппы имеют значительное сходство друг с другом, что обусловлено одинаковым строением внешнего электронного слоя атомов и аналогией в их важнейших характеристиках:

— атомы всех элементов на предвнешнем электронном слое имеют устойчивые 8-электронные конфигурации соответствующего благородного газа (у Li — оболочка Не);

— все атомы имеют очень низкие значения E_ион и легко превращаются в катионы Me⁺;

Физические свойства щелочных металлов

В чистом виде щелочные металлы представляют собой легкие, мягкие вещества серебристо-белого цвета на срезе, быстро тускнеющие на воздухе вследствие окисления (цезий имеет золотисто-желтый оттенок). Металлы отличаются высокой электро- и теплопроводностью.

Пары щелочных металлов интенсивно окрашены в различные цвета: Na — пурпурный, К — сине-зеленый, Rb — зеленовато-синий.

Щелочные металлы очень легкоплавки: Cs и Rb плавятся в руках; самый тугоплавкий Li имеет т. пл. 180°С. Плотность этих металлов также невелика — натрий и калий легче воды, а литий плавает даже в керосине.

Щелочные металлы хорошо растворяются в жидком аммиаке, полученные растворы имеют темно-синюю окраску (образуются коллоидные растворы).

Химические свойства

1. Взаимодействие с кислородом

Уже на воздухе щелочные Me немедленно окисляются, a Rb и Cs — самовоспламеняются

При повышении Т все металлы сгорают с образованием ослепительного пламени.

Все щелочные металлы очень химически активны, сильные восстановители:

Me - 1e^- → Me⁺

С активными окислителями, водой и кислотами реакции протекают настолько бурно, что происходит самовоспламенение или взрыв. Часто реакции проводят в охлаждаемой среде. Реакции с неметаллами осуществляют в вакууме или в среде инертных газов.

а) только Li при горении образует нормальный оксид:

4Li + О₂ → 2 Li₂O

б) Na при горении образует бесцветный или слегка желтоватый пероксид

2Na + O₂ → Na₂O₂

в) К, Rb и Cs сгорают с образованием окрашенных супероксидов:

К + O₃= КO₃

г) К, Rb и Cs легко реагируют с озоном, образуя озониды:

К + O₃= КO₃

2. Взаимодействие с галогенами

Соединение щел. Me с галогенами протекает очень бурно, часто в режиме горения, особенно с F₂ и Cl₂:

2Na + F₂ = 2NaF;

2Na + Cl₂ = 2NaCl;

2K + Br₂ = 2KBr

3. Взаимодействие с другими неметаллами (S, С, Si, Р)

а) все щел. Me реагируют с фосфором и серой (металлы предварительно нагревают):

2Na + S = Na₂S сульфид натрия

3Na + Р = Na₃Р фосфид натрия

б) с углеродом и кремнием реагирует непосредственно только литий:

2Li + 2С = Li₂C₂ карбид лития

4. Взаимодействие с водородом

Наиболее легко реакция протекает между водородом и предварительно слабо нагретым литием:

2Li + Н₂ = 2LiH

5. Взаимодействие с водой

2Me + 2Н₂0 —> Н₂ + 2МеОН

6. Взаимодействие с кислотами

Реакции протекают очень энергично, даже со слабыми кислотами.

1) реакции с кислотами за счет восстановления ионов Н⁺:

6Na + 2Н₃РО₄ = 2Na₃P0₄ + 3H₂

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂

2) реакции с кислотами за счет восстановления анионов:

8Na + IOHNO₃ = 8NaNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

3) реакции с органическими кислотами:

2 Na + 2СН₃СООН → 2 CH₃COONa + H₂

7. Взаимодействие со спиртами и фенолами

2Na + 2С₂Н₅ОН → 2C₂H₅ONa + H₂

2Na + 2С₆Н₅ОН → 2C₆H₅ONa + H₂

8. Взаимодействие с галогеналканами (реакция Вюрца)

CH₃Cl + 2Na + ClCH₃ → CH₃-CH₃ + 2NaCI

9. Замещение атомов водорода в гидридах неметаллов

а) реакции с аммиаком расплавленных щелочных металлов:

2Na + 2NH₃ = 2NaNH₂ + H₂

амид натрия

б) реакции с ацетиленом и некоторыми его гомологами

2 Na + НС=СН → NaC =CNa + Н₂

ацетиленид натрия

Способы получения

1. Электролиз расплавов солей или щелочей

2NaCI = 2Na + Cl₂ (аналогично получают Li , К)

4КОН = 4К + O₂ + 2Н₂O

Выделение металлов происходит на ртутном, свинцовом или стальном катоде

2. Вакуум-термический способ

Металлы восстанавливают из расплавов их солей активными металлами:

KCl + Na = К + NaCl

2CsCl + Са → 2Cs + CaCl₂