Щелочные металлы

Строение и свойства атомов

Щелочные металлы — это элементы главной подгруппы I группы :
литий Li,
натрий Nа,
калий К,
рубидий Rb,
цезий Сs ,
франций Fr.

На внешнем энергетическом уровне атомы этих элементов содержат по одному электрону, находящемуся на сравнительно большом удалении от ядра. Они легко отдают этот электрон, поэтому являются очень сильными восстановителями. Во всех своих соединениях щелочные металлы проявляют степень окисления +1. Восстановительные свойства их усиливаются при переходе от Li к Сs, что связано с ростом радиусов их атомов. Это наиболее типичные представители металлов: металлические свойства выражены у них особенно ярко.

Щелочные металлы - простые вещества

Серебристо-белые мягкие вещества (режутся ножом), с характерным блеском на свежесрезанной поверхности. Все они легкие и легкоплавкие, причем, как правило, плотность их возрастает от Li к Сs, а температура плавления, наоборот, уменьшается.

Химические свойства

Все щелочные металлы чрезвычайно активны, во всех химических реакциях проявляют восстановительные свойства, отдают свой единственный валентный электрон, превращаясь в положительно заряженный катион.
В качестве окислителей могут выступать простые вещества – неметаллы, оксиды, кислоты, соли, органические вещества.

Взаимодействие с неметаллами

Щелочные металлы легко реагируют с кислородом, но каждый металл проявляет свою индивидуальность:
оксид образует только литий:
4Li + O2 = 2Li2O,
натрий образует пероксид:
2Na + O2 = Na2O2,
калий, рубидий и цезий – надпероксид:
K + O2 = KO2.

Взаимодействие с водородом, серой, фосфором, углеродом, кремнием протекает при нагревании:
с водородом образуются гидриды:
2Na + H2 = 2NaH,
с серой – сульфиды:
2K + S = K2S,
с фосфором – фосфиды:
3K + P = K3P,
с кремнием – силициды:
4Cs + Si = Cs4Si,
с углеродом карбиды образуют литий и натрий:
2Li + 2C = Li2C2

С азотом легко реагирует только литий, реакция протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития:
6Li + N2 = 2Li3N.
С галогенами все щелочные металлы образуют галогениды:
2Na + Cl2 = 2NaCl.

Взаимодействие с водой

Все щелочные металлы реагируют с водой, литий реагирует спокойно, держась на поверхности воды, натрий часто воспламеняется, а калий, рубидий и цезий реагируют со взрывом:

Щелочные металлы способны реагировать с разбавленными кислотами с выделением водорода, однако реакция будет протекать неоднозначно, поскольку металл будет реагировать и с водой, а затем образующаяся щелочь будет нейтрализоваться кислотой.
При взаимодействии с кислотами-окислителями, например, азотной, образуется продукт восстановления кислоты, хотя протекание реакции также неоднозначно.
Взаимодействие щелочных металлов с кислотами практически всегда сопровождается взрывом, и такие реакции на практике не проводятся.
Взаимодействие с кислотами

Соединения щелочных металлов
В свободном виде в природе щелочные металлы не встречаются из-за своей исключительно высокой химической активности. Некоторые их природные соединения, в частности соли натрия и калия, довольно широко распространены, они содержатся во многих минералах, растениях, природных водах.

Гидроксид натрия NаОН в технике известен под названиями едкий натр, каустическая сода, каустик.
Техническое название гидроксида калия КОН — едкое кали.
Оба гидроксида — NaОН и КОН разъедают ткани и бумагу, поэтому их называют также едкими щелочами.
Едкий натр применяется в больших количествах для очистки нефтепродуктов, в бумажной и текстильной промышленности, для производства мыла и волокон.
Едкое кали дороже и применяется реже. Основная область его применения — производство жидкого мыла.

Соли щелочных металлов — твердые кристаллические вещества ионного строения.
.
Nа2СO3 — карбонат натрия, образует кристаллогидрат Nа2СO3* 10Н2O, известный под названием кристаллическая сода, которая применяется в производстве стекла, бумаги, мыла.
Вам в быту более известна кислая соль — гидрокарбонат натрия NаНСO3, она применяется в пищевой промышленности (пищевая сода) и в медицине (питьевая сода).
К2С03 — карбонат калия, техническое название — поташ, используется в производстве жидкого мыла.
Nа2SO4 • 10Н2O — кристаллогидратат сульфата натрия, техническое название — глауберова соль, применяется для производства соды и стекла и в качестве слабительного средства.