Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – щелочные металлы. Элементы очень реакционноспособные, поэтому в чистом виде нет. Натрий и калий наиболее распространенным. Оба металла входят в состав различных минералов и горных пород силикатного типа. Хлористый натрий находится в морской воде, а также образует отложения каменной соли лития можно обнаружить в воде многих минеральных источников, в почве, а также в золе некоторых растений, как, например, свеклы, табака, хмеля. Рубидий и цезий содержатся в малых количествах в некоторых литиевых минералах.
Получают электролизом расплавов солей:
катод: Li+ + e → Li
анод: 2Cl− — 2e → Cl2
Не образуют малорастворимых солей, исключение – K2[PtCl6]
Находясь в растворе, не имеют крепкого акваиона.
Гидриды. Хорошие восстановители.
2Li + H2 = 2LiH так же все
LiH + AlH3 = Li[AlH4] red
LiH + H2O = LiOH + H2
Соединения с кислородом.
Me + O2 → Me2O; Me2O2; MeO2 (надпероксиды); MeO3 (озониды)
При горении в кислороде получаются оксид лития, пероксид натрия и супероксиды остальных металлов:
2Li + 1/2O2 = Li2O 2Na + O2 = Na2O2 K + O2 = KO2
При взаимодействии калия, рубидия и цезия с озоном образуются озониды:
K + O2 = KO3
нормальные оксиды щелочных металлов практически не проявляют ни окислительных, ни восстановительных свойств, остальные соединения являются сильными OX. Большая часть органических веществ (эфир, уксусная кислота, древесные опилки, хлопок) реагируют с Na2O2 или KO2 со вспышкой или со взрывом.
Me2O + H2O = MeOH
Me2O2 + H2O = MeOH + H2O2
MeO2 + H2O = MeOH + H2O2 + O2
MeO3 + H2O = MeOH + O2
Для получения оксидов натрия и калия нагревают смеси гидроксида, пероксида или надпероксида с избытком металла в отсутствие кислорода:
2Na + 2NaOH = 2Na2O +H2
2 Na + Na2O2 = 2Na2O
3K + KО2 = 2K2O
Пероксиды и надпероксиды проявляют свойства сильных окислителей:
Na2O2 + 2 NaI + 2 H2SO4 I2 + 2 Na2SO4+2H2O
Щелочные металлы растворяются в жидком аммиаке
Na + NH3 → [Na(NH3)4]+ +1e
Комплексные соединения для этих элементов не характерны, за исключением акваиона Li и других металлов, образующих в жидком аммиаке аммиачные комплексы при растворении.
Протолитическая (протонная) теория кислот и оснований Бренст
В ней понятие о кислотах и основаниях было объединено в единое целое, проявляющееся в кислотно-основном взаимодействии: А В + Н+ (А — кислота, В — основание). Согласно этой теории кислотами являются молекулы или ионы, способные быть в данной реакции донорами протонов, а основаниями являются молекулы или ионы, присоединяющие протоны (акцепторы).
Кислоты и основания получили общее название протолитов.
H2O + H+ =H3О ,NH3 + H2O =
NH4+ + OH−.
Аррениуса — Оствальда
Кислоты — это вещества, образующие в водном растворе ионы гидратированные катионы водорода Н+ (ионыгидроксония) и анионы кислотного остатка.
Основания — вещества, диссоциирующие в водном растворе с образованием катионов металла и гидроксид-анионов ОН−.
Соли — вещества, диссоциирующие с образованием катиона металла и аниона кислотного остатка.
Критерии протекания реакции. Сильные кислоты реагируют с сильными основаниями. Чем слабее кислота, тем более сильное основание нужно для реакции.
Количественные характеристики. Сила кислоты и основания характеризуются их константами диссоциации K.
Для кислоты HA K = [H+]•[A-]/[HA]
Для основания MeOH K = [Me+]•[OH-]/[MeOH]
Чтобы прошла реакция между кислотой и основанием, произведение их констант диссоциации должно быть больше, чем 10−14 (ионное произведение воды).
