Щелочные металлы

1.

2.

Щелочные металлы

3. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева

I
I
1
H
II
2
Li
III
3
Na
4
K
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
II
Группы элементов
IV
V
VI
III
VII
VIII
Щелочные металлы
1
1.00797
He
Водород
6,939
11 Mg
19 Ca
65.37
Цинк
37 Sr
85.47
Рубидий
112.41
Кадмий
Иттрий
Барий
Лантан
79 Au
80 Hg Tl
Золото
Ртуть
196.966
10 Франций
87 Ra
[223]
200.59
Радий
Таллий
88 89
[226]
47.90
Zr
91.224
Цирконий
Олово
178.49
Гафний
Свинец
Актиний
[261]
Резерфордий
92.906
51.996
Хром
Селен
Хлор
10
20,18
Неон
17 Ar
35,453
54.938
Марганец
34 Br
78.96
95.94
Молибден
51 Te
121.75
Сурьма
Ta
180.9479
Тантал
82 Bi
207.2
Сера
32,064
9 Ne
18.9984
18
Аргон
39,948
Бром
55.847
35 Kr
79.904
58.933
Железо
Кобальт
58.71
Никель
36
Криптон
83,8
Nb 42 Mo 43 Tс 44 Ru 45 Rh 46 Pd
Ниобий
73
фтор
16 Cl
33 Se
74.9216
Мышьяк
41
F
V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni
50.942
Ванадий
50 Sb
118.71
Ac 104 Rf
227.028
Фосфор
8
15.996
Кислород
15 S
30,9738
32 As
72.59
Германий
81 Pb
204.383
7 O
14.0067
Ti 23
La 72 Hf
138.81
Азот
14 P
28,086
Титан
49 Sn
114.82
Индий
56 57
137.34
22
39 40
88.9059
12,011
Кремний
31 Ge
69.72
Галлий
38 Y
87.62
Стронций
55 Ba
132.905
Цезий
Fr
44.956
Скандий
Ag 48 Cd In
107.868
Серебро
Cs
Кальций
Sс
6 N
Углерод
13 Si
26,9815
Алюминий
20 21
40,08
5 C
10 .811
Cu 30 Zn Ga
63.546
Медь
47
24,312
Магний
39.102
Бор
12 Al
22,988
Калий
Rb
4 В
9,012
Вериллий
Натрий
29
Гелий
3 Be
Литий
2
4,003
Теллур
74
Висмут
Дубний
101.07
53 Xe
Иод
126.904
102.905
Рутений
Родий
106.4
Палладий
54
Ксенон
131,3
W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt
183.85
186.2
Рений
84 At
208.982
Полоний
105 Db 106
[262]
52 I
127.60
Вольфрам
83 Po
208.98
99
Технеций
Sg
[263]
Сиборгий
Астат
190.2
85 Rn
210
192.2
Осмий
Иридий
86
Радон
[222]
107 Bh 108 Hs 109 Mt
[262]
Борий
[265 ]
Хассий
[266 ]
Мейтнерий
195.09
Платина

4.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
1
II
2
Li
III
3
Na
4
K
6,939
V
VI
11
22,9898
Натрий
В главной подгруппе:
19
39.102
Калий
Rb
37
Число электронов на внешнем слое
не изменяется
Радиус атома увеличивается
85.47
Рубидий
Электроотрицательность уменьшается
Cs
55
132.905
Цезий
9
VII
VIII
Литий
7
8
VII
3
5
6
III
Щелочные металлы
I
IV
II
Группы элементов
IV
V
VI
Восстановительные свойства усиливаются
Металлические свойства усиливаются
Fr
10 Франций
87
[223]

5.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
1
II
2
III
3
II
Группы элементов
IV
V
VI
III
Внешний вид
Мягкий металл
простого вещества серебристо-белого
цвета.
Электронная
[He] 2s1
коефигуранция
ЭО
0,98
(по Полингу)
Степень окисления 1
Плотность
0,534 г/см³
IV
5
6
V
7
8
VI
VII
10
VIII
Ли́тий / Lithium (Li)
4
9
VII
Li
Температура
плавления
Температура
кипения
453,69 K
1613 K

6.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
1
II
2
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
II
III
Группы элементов
IV
V
VI
VII
VIII
Натрий/Natrium (Na)
серебристо-белый
Внешний вид
простого вещества мягкий металл
Электронная
коефигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
[Ne] 3s1
Температура
плавления
Температура
кипения
370,96 К
0,93
1
0,971 г/см ³
1156,1 К

7.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
II
III
Группы элементов
IV
V
VI
VII
VIII
I
1
II
2
Калий / Kalium (K)
3
Серебристо-белый
Внешний вид
простого вещества мягкий металл
III
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
Электронная
конфигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
Температура
плавления
Температура
кипения
[Ar] 3d10 4s1
0,82
1
0,856 г/см³
336,8 К
1047 К

8.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
1
II
2
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
II
III
Группы элементов
IV
V
VI
VII
VIII
Руби́дий / Rubidium (Rb)
Внешний вид
Серебристо-белый
простого вещества мягкий металл
Электронная
конфигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
[Kr] 5s1
Температура
плавления
Температура
кипения
312,2 К
0,82
1
1,532 г/см³
961 К

9.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
II
III
Группы элементов
IV
V
VI
VII
VIII
I
1
Цезий / Caesium (Cs)
II
2
очень мягкий вязкий
Внешний вид
простого вещества серебристо-жёлтый
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
похожий на золото
металл
Электронная
конфигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
[Xe] 6s1
Температура
плавления
Температура
кипения
301,6 К
0,79
1
1,873 г/см
951,6 К

10.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
III
VII
VIII
1
II
2
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
II
Группы элементов
IV
V
VI
10
Франций / Francium (Fr)
радиоактивный
Внешний вид
простого вещества щелочной металл
Электронная
конфигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
[Rn] 7s1
Температура
плавления
Температура
кипения
300 К
2,2
1
1,87 г/см
950 К

11.

Щелочные металлы
Литий
Натрий
Фрайций
История
открытия
Калий
Цезий
Рубидий

12.

История открытия лития
Арфведсон
Юхан Август
(12 .01.1792 г. –
28 .10.1841 г.)
Литий был открыт в 1817 г. А. Арфведсоном в
минерале петалите. Берцелиус предложил назвать
ее литионом (Lithion), поскольку эта щелочь
впервые была найдена в "царстве минералов"
(камней); название это произведено от греч.камень. Металлический Литий впервые получен
в 1818 г. Г. Дэви путем злектролиза щелочи.
В 1855 г. Бунзен и Маттессен разработали
промышленный
способ
получения
металлического лития злектролизом хлорида
лития.

13.

История открытия натрия
Гемфри Дэви
(17.12.1778 г –
29.05.1829 г)
Натрий (Natrium, от англ. и франц.
Sodium, нем. Natrium от древнеевр. neter
— бурлящее вещество. В 1807 г. Г.Дэви
путем электролиза слегка увлажненных
твердых щелочей получил свободный
металл натрий, назвав его содий
(Sodium).
В следующем году Гильберт предложил
именовать новый металл
натронием
(Natronium);
Берцелиус
сократил
последнее название до "натрий" (Natrium).

14.

История открытия калия
Калий (англ. Potassium, франц. Potassium,
нем. Kalium) открыл в 1807 г. Г.Дэви,
производивший электролиз твердого, слегка
увлажненного едкого кали. Дэви именовал
новый металл потассием (Potassium), но это
название не прижилось. Крестным отцом
металла оказался Гильберт, известный
издатель журнала "Annalen deг Physik",
предложивший название "калий"; оно было
принято в Германии и России.
Гемфри Дэви
(17.12.1778 г –
29.05.1829 г)

15.

История открытия рубидия
Роберт Вильгельм Бунзен
(31.03.1811 - 16.08.1899)
Густав Роберт Кирхгоф
(12.03.1824 – 17.10.1887)
При
спектроскопическом
анализе
минерала лепидолит (фторсиликат
лития и алюминия) и обнаружились
две новые красные линии в красной
части спектра. Эти линии Р. Бунзен и
Г.Кирхгофф правильно отнесли к
новому металлу, который назвали
рубидием (лат. rubidus - красный) из-за
цвета
его
спектральных
линий.
Получить рубидий в виде металла
Бунзену удалось в 1863 году.

16.

История открытия цезия
Роберт Вильгельм Бунзен
(31.03.1811 - 16.08.1899)
Густав Роберт Кирхгоф
(12.03.1824 – 17.10.1887)
Цезий (англ. Cesium, франц. Cesium, нем.
Caesium) - первый элемент, открытый с
помощью спектрального анализа. Р.Бунзен и
Г.Кирхгофф
обнаружили
спектральные
линии нового элемента: одну слабо-голубую и
другую ярко-голубую в области фиолетовой
части спектра.
Р.Бунзен назвал вновь открытый металл
цезием (Casium) от лат. caesius -- голубой,
светло-серый; в древности этим словом
обозначали голубизну ясного неба. Чистый
металлический
цезий
получен
электролитическим путем в 1882 г.

17.

История открытия франция
ПЕРЕ (Perey)
Маргарита
(19.10.1909 13.05.1975)
Этот
элемент
был
предсказан
Д.И.Менделеевым (как Эка-цезий), и был
открыт (по его радиоактивности) в 1939 г.
Маргаритой
Пере,
сотрудницей
Института радия в Париже с порядковым
номером Z = 87 и периодом полураспада
21 мин. Она же дала ему в 1964 г. название
в честь своей родины – франций. .
Микроскопические количества франция223 и франция-224 могут быть химически
выделены из минералов урана и тория.
Другие изотопы франция получают
искусственным
путём
с
помощью
ядерных реакций.

18.

Фотография
Сподуменн
Описание минерала
Химический
состав
LiAl[Si2O6]
Цвет
Бесцветный,
красный, желтый,
зеленый
Плотность
3,1—3,2 г/см3
Твердость
6,5

19.

Фотография
Галит
Описание минерала
Химический
состав
NaСl
Цвет
Бесцветный,
красный, желтый,
синий
Плотность
2,2—2,3г/см3
Твердость
2,5
Вкус
Солёный

20.

Фотография
Описание минерала
Химический
состав
Цвет
Сильвин
КСl
Бесцветный,
молочно-белый,
темно-красный,
розовый
Плотность
1,97-1,99 г/см3
Твердость
1,5
Вкус
Едкий

21.

Фотография
Карналит
Описание минерала
Химический
состав
MgCl2·KCl·6H2
O
Цвет
Красный,
желтый, белый,
бесцветный
Плотность
1,6г/см3
Твердость
1,5
Вкус
Жгучий соленый

22.

Химические свойства
Проверь себя
+Г2
MeГ
+O2
Li2O, Na2O2, KO2
+H2
МеH
+ N2
Me3N
+H2O
(бурно)
МеOH +H2
+ к-ты
(бурно)
соль+H2
R-OH
R-OMe +H2
с НеМе
Щелочные
металлы
со сложными
веществами

23.

Химические свойства
1) 2Na + Cl2 = 2NaCl (в атмосфере F2 и Cl2 щелочные Me самовоспламеняются)
2) 4Li + O2 = 2Li2O
2Na + O2 = Na2O2
3) 2Na + Н2 = 2NaН
(при нагревании 200-400oC)
оксид Li
2K + 2O2 = K2O4
пероксид Na
надпероксид K
4) 6Li + N2 = 2Li3N (Li - при комнатной T, остальные щелочные Me -при нагревании)
5) 2Na + 2Н2О = 2NaОН + Н2
(Li - спокойно, Na - энергично,
остальные – со взрывом –
воспламеняется выделяющийся Н2
Rb и Cs реагируют не только
с жидкой Н2О, но и со льдом. .
6) 2Na+ Н2SО4 = Na2SО4 + Н2
(протекают очень бурно)
7) 2C2H5OH + 2Na = 2C2H5ONa + Н2
Щелочные металлы с водой

24.

Качественное определение щелочных металлов
Для распознавания соединений щелочных металлов по окраске пламени
исследуемое вещество вносится в пламя горелки на кончике железной
проволоки.
Li+ - карминово-красный
Na+ - желтый
Li+
K+ - фиолетовый
Rb + - красный
Na+
Cs+ - фиолетово-синий
K+

25.

Получение щелочных металлов
1) Электролиз расплавов соединений
щелочных металлов:
2МеCl = 2Ме + Cl2
4МеOH = 4Ме + 2Н2О + О2
2) Восстановление оксидов и гидроксидов
щелочных металлов:
2Li2O + Si = 4Li + SiO2
KOH + Na = NаOH + K
Схема электролизера для получения натрия
Ванна состоит из стального кожуха с шамотной футеровкой, графитовым анодом А и
кольцевым железный катодом К, между которыми расположена сетчатая диафрагма.
Электролитом служит более легкоплавкая смесь его с 25% NaF и 12% КСl (что
позволяет проводить процесс при 610–650°С). Металлический натрий собирается в
верхней части кольцевого катодного пространства, откуда и переходит в сборник. По
мере хода электролиза в ванну добавляют NaCl.

26.

Применение щелочных металлов
Для
получения
трития
Литий
Получение
сплавов для
подшипников
Химические
источники
тока
Восстановитель
в органическом
синтезе
Пиротехника

27.

Применение щелочных металлов
Теплоноситель
в ядерных
реакторах
Качественный
анализ
органических
веществ
Восстановитель
в органическом
синтезе
Натрий
Газоразрядные
лампы
Термическое
получение
металлов
Производство
натриевосерных
аккумуляторов

28.

Применение щелочных металлов
Теплоноситель
в ядерных
реакторах
Калийные
удобрения
Для получения
перекиси калия
Калий
В гальванотехнике
Катализатор
Термическое
получение
металлов

29.

Применение щелочных металлов

30.

Применение щелочных металлов

31. Домашнее задание

32.

Физические свойства щелочных металлов
Заполни пропуски
Щелочные металлы - серебристо–белые вещества, за исключением цезия серебристо-желтого цвета, с металлическим блеском. Все щелочные металлы
характеризуются
малой
плотностью,
малой
твердостью,
низкими
температурами плавления и кипения и хорошей электропроводностью.
Благодаря малой плотности Li, Na и К всплывают на воде (Li–даже на
керосине). Щелочные металлы легко режутся ножом. Несветящееся пламя
газовой горелки щелочные металлы и их летучие соединения окрашивают в
характерные цвета: Li – в карминово–красный, Na – в
К – фиолетовый , Rb - красный
и
Cs – в фиолетово-синий.
желтый,

33.

Тест «Щелочные металлы»
1. Предложил назвать калий от арабского «алкали» - щелочь
И. Арфведсон
Г.Деви
Й. Берцеллиус
2. В ряду от лития к францию атомный радиус:
уменьшается
не изменяется
увеличивается
3. Степень окисления щелочных металлов равна:
+1
-1
+2
4. Цвет пламени, в который его окрашивают ионы натрия
фиолетовый
красный
желтый
5. Соединение NaOH называется.
каустическая сода
проверить
поташ
кристаллическая сода

34.

Nа + O2
NаО2
Na2O
Nа2O2
Nа + Н2О
+
NаО2
NаОН
H2
Na + HCl
+
Cl2
H2
NaCl
NaN
Na2N
Na3N
NaH
H2
CH3ONa
Na + N2
Nа + CH3OH
+