Щелочные металлы

Щелочны́е мета́ллы — элементы главной подгруппы первой группы Периодической Системы. Название связано с тем, что при взаимодействии щелочных металлов с водой образуется едкая щёлочь. К щелочным металлам относятся (в порядке увеличения атомного номера) литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr).

Получение щелочных металлов
Щелочные металлы всегда находятся в соединениях в виде положительно заряженных ионов. Так как атомы щелочных металлов очень легко окисляются, отдавая свои электроны, то ионы их наоборот, трудно восстанавливаются.. Поэтому для восстановления ионов щелочных металлов обычно прибегают к наиболее мощному восстановительному средству - электрическому току. Натрий и калий получают в технике электролизом расплавленных гидроокисей или расплавленных хлористых солей; литий получается электролизом расплавленного хлористого лития. Рубидий и цезий в промышленном масштабе не вырабатываются. У франция не существует стабильных изотопов.

История открытия
Литий
Натрий
Рубидий
Калий
Цезий
Франций

Физические свойства
Щелочные металлы – серебристо-белые вещества, кроме
цезия, который имеет золотистый цвет. Мягкие, с низкими
температурами плавления и плотностью.
Сверху вниз по группе уменьшаются температуры плавления
и кипения, увеличивается плотность металлов. Все эти металлы
кристаллизуются в объемноцентрированные кубические ячейки.
Параметры ячеек увеличиваются, а следовательно, силы связи
уменьшаются сверху вниз. Отсюда и уменьшение температуры
плавления. Но масса ядер растет, несмотря на увеличение объема.
У калия происходит резкое увеличение радиуса атома по
сравнению с натрием, и влияние объема оказывается
преобладающим над массой, что приводит к резкому снижению
плотности.
Получение сплава натрия и калия.
Оба металла свободно нарезаются ножом

Физические свойства щелочных металлов в таблице

Оксиды и гидроксиды щелочных металлов
Оксиды
Гидроксиды
Оксид лития
Оксид натрия

Реагирование с водой
Характерная черта щелочных металлов – очень активная, до горения и взрыва, реакция с водой:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
2K + 2H2O = 2KOH + H2
Образуется гидроксид и водород
Взаимодействие с водой

Презентацию подготовили
Бернштейн Антон – главный научный редактор
Пирожков Виктор – технический редактор
Материал собрали:
Маслацов Николай – история открытия;
Бердников Александр – оксиды и гидроксиды;
Применко Алена – получение;
Арсланова Ксения – физические свойства;
Бернштейн и Пирожков – химические свойства;
Иллюстрации: Пирожков Виктор, Арсланова Ксения
Рассказывал Бернштейн Антон, Маслацов Николай

Литий
Литий был открыт в 1817 шведским химиком А. Арфведсоном в минерале петалите; название от греч. lithos — камень. Металлический Литий впервые получен в 1818 английским химиком Г. Дэви.
Мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Натрий
Природные соединения Натрия — поваренная соль NaCl, сода Na2CO3 — известны с глубокой древности. Название «натрий», происходящее от араб. натрун, греч. nitron, первоначально относилось к природной соде. Уже в 18 в. химики знали много др. соединений натрия. Однако сам металл был получен лишь в 1807 Г. Дэви электролизом едкого натра NaOH. В Великобритании, США, Франции элемент называется sodium (от исп. слова soda — сода), в Италии — sodio.
Натрий - мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета
Натрий – мягкий металл, его можно резать ножом.

Рубидий
Рубидий открыли в 1861 Р. Бунзен и Г. Кирхгоф при спектральном исследовании солей, выделенных из минеральных вод. Название элементу дано по цвету наиболее характерных красных линий спектра (от лат. rubidus — красный, тёмно-красный). Металлический Р. получил впервые в 1863 Бунзен.
Мягкий, серебристо-белый,
очень химически активный металл

Калий
Некоторые соединения Калия (например, поташ, добывавшийся из древесной золы) были известны уже в древности; однако их не отличали от соединений натрия . Только в 18 в. было показано различие между «растительной щёлочью» (поташем K2CO3 ) и «минеральной щёлочью» (содой Na2CO3 ). В 1807 Г. Дэви электролизом слегка увлажнённых твёрдых едких кали и натра (koh и naoh) выделил К. и натрий и назвал их потассием и содием. В 1809 Л. В. Гильберт предложил название «калий» (от араб. аль-кали — поташ) и «натроний» (от араб. натрун — природная сода); последнее И. Я. Берцелиус в 1811 изменил на «натрий». Название «потассий» и «содий» сохранились в Великобритании, США, Франции и некоторых др. странах. В России эти названия в 1840-х гг. были заменены на «калий» и «натрий», принятые в Германии, Австрии и Скандинавских странах.
Калий
мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.

Цезий
Цезий открыт в 1860 Р. В. Бунзеном и Г. Р. Кирхгофом в водах Дюркхеймского минерального источника (Германия) методом спектрального анализа. Назван Цезий (от лат. caesius — небесно-голубой) по двум ярким линиям в синей части спектра. Металлический Цезий впервые выделил шведский химик К. Сеттерберг в 1882 при электролизе расплавленной смеси cscn и ba.
Цезий 99,99999% в ампуле
Мягкий щелочной металл золотисто-белого цвета

Франций
Существование и главные свойства самого тяжёлого аналога щелочных металлов были предсказаны Д. И. Менделеевым в 1870, однако долгое время попытки обнаружить этот элемент в природе оканчивались неудачами. Только в 1939 французской исследовательнице М. Перей удалось доказать, что ядра 227 Ac в 12 случаях из 1000 испускают a(альфа) -частицы и при этом переходят в ядра элемента № 87 с массовым числом 223, который и выделила Перей. Новый элемент исследовательница назвала в честь своей родины.
Франций - щелочной металл, обладающий как радиоактивностью, так и высокой химической активностью . Не имеет стабильных изотопов
Франций-223 (самый долгоживущий из изотопов франция, период полураспада 22,3 минуты) содержится в одной из побочных ветвей радиоактивного ряда урана-235 и может быть выделен из природных урановых минералов
Уран(235),
из которого поучают франций

Оксиды
Оксиды щелочных металлов – соединения их с О вида Ме2О:
О2- О2-
Na+ Na+ Li+ Li+
Оксиды основные, так как им соответсвуют гидроксиды NaOH; LiOH.

Образование оксидов
Оксид лития образуется при реакции лития с кислородом:
4Li + O2=2Li2O (t)
Образование остальных оксидов рассмотрим на примере натрия:
I 2Na + O2 = Na2O2 (пероксид Na–O–О–Na)
II 2Na + Na2O2 = 2Na2O (t)
I – активная стадия
II – прокаливание
Также образуются разложением солей (карбонатов и сульфитов) кислородосодержащих кислот с соответствующими металлами:
K2CO3 K2O + CO2 Li2SO3 Li2O + SO2 (t)

Гидроксиды
Гидроксиды щелочных металлов, кроме Li, термостойки и не разрушаются от температуры.
Гидроксиды реагируют с
Кислотами
Кислотными оксидами
Солями (если образуется нерастворимое основание).

Образование гидроксидов
Обратная реакция: оксид+вода=гидроксид
K2O + H2O= 2KOH
Гидроксиды щелочных металлов – соединения их с группой ОН. Общая формула их: МеОН; растворимы
Na – O – H Li – O – H
Горение калия(фиолетовым цветом)

Реакции с кислотами
2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O
соль +вода
Хлорид калия

Реакции с солями
2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4
нерастворимое основание + соль
Горение щелочных металлов
Литий - красным цветом
Натрий – желтым или оранжевым