Металлы главной подгруппы первой группы - литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций - называются щелочными металлами. Во внешнем электронном слое атомы щелочных металлов имеют по одному электронну. Во втором снаружи электронном слое у атома лития содержатся два електрона, а у атомов остальных щелочных металлов - по восемь электронов. Так как на внешнем электронном слое один электрон, большое расстояние между электроном и ядром, то металлы легко его отдают и энергия ионизации низкая. Увеличение заряда ядра и общего числа электронов в атоме при переходе сверху вниз по подгруппе создаёт некоторые различия в их свойствах. Как и в других группах, эти различия проявляются главным образом в увеличении легкости отдачи валентных электронов и усилении металлических свойств с возрастанием порядкового номера.
ГидридыLiH наиболее устойчивый, плавится без разложения при 6900С.
Получают: 2Li(расплав) + Н2 = 2LiH
NaH, KH, CsH, RH разлагаются при нагревании: 2ЭН =2Э + Н2
Сильные восстановителиВсе гидролизуются в воде2LiH + 2H2O = 2LiOH + H2 (способ получения H2 )
ГалогенидыLiF малорастворим, кристаллогидратов не образует.LiCl, LiBr, LiI -гигроскопичны, расплываются на воздухе, образуют кристаллогидраты
(аквакомплексы)NаГал, КГал, CsГал, RbГал – хорошо растворимы, ионные, высокие t пл., не гигроскопичны
Физические свойства: все щелочные металлы кристаллизуются в кубической объемноцентрированной решетке. Они обладают металлическим блеском, незначительной твердостью, малой плотностью, низкими температурами плавления и кипения.
Химические свойства:
- все щелочные металлы энергично соединяются с кислородом ( литий образует оксид, остальные пероксиды) 4Li+O2=>2Li2O; 2Na+O2=>Na2O2
- щелочные металлы взаимодействуют с галогенами: 2Na+ Cl2=>2NaCl
- щелочные металлы взаимодействуют с водой с образованием щелочей и водорода: 2Na+ 2H2O=> 2NaOH+H2
- взаимодействие с водородом, образуя гидриды: 2K+H2=>2KH
- растирание с порошком серы, сульфиды: 2K+S=>K2S
- взаимодействие с аммиаком: 2NH3+2K=>2KNH2+H2 -амиды
- оксиды щелочных металлов обладают основными свойствами, так как при взаимодействии с водой образуют щелочи: Na2O+H2O=>2NaOH
- Na2O2+2Na=> 2Na2O
- KH+H2O=>KOH+H2
- все щелочи взаимодействуют с кислотами - реакция нейтрализации : NaOH+HCl=>NaCl+H2O
- щелочи взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием солей: 2NaOH+SO3=>Na2SO4 + H2O
Получение: щелочные металлы очень активные и в природе встречаются в виде соединений солей, минералов, горных пород.Натрий и литий получают электролизом расплавов их соединений, калий восстановлением из расплавов KOH или KCl натрием, рубидий и цезий восстановлением из их хлоридов кальцием.
Применение: Литий применяется в ядерной энергетике. Используется литий и его соединения и в качестве топлива для ракет, смазки, гидроксид лития входит в состав электролита щелочных аккумуляторов, так же литий применяется в керамической, стекольной и других отраслях химической промышленности. Цезий и рубидий применяются для изготовления фотоэлементов.Важнейшие области применения натрия - это атомная энергетика, металлургия, промышленность органического синтеза. Калий применяют при получении удобрений
Техника безопасности: щелочные металлы мокрыми руками брать запрещено, так как при взаимодействии с водой образуется щёлочь, гидроксиды этих металлов хорошозакрывать, чтобы не попадал углекислый газ , так как может образоваться карбонат.
Хранят щелочные металлы и работают с ними вдали от воды, водных растворов и галоидированных жидкостей. Куски металлов хранят в фабричной упаковке. На банке и металлическом кожухе делают полоски-наклейки красного и зеленого цветов. Слой изоли рующей жидкости (керосина) в банке над поверхностью металла должен быть не менее 10—15мм. Банку закрывают пропарафиненной пробкой или пластмассовой навинчивающейся крышкой.При опытах с щелочными металлами их поверхность предварительно очищают от пероксидов. Пинцетом вынимают из банки кусок металла, помещают его в заполненную керосином чашку с плоским дном и в ней, очистив от налета, нарезают на порции необходимой величины. Непосредственно перед опытом очищен ные кусочки достают пинцетом из керосина, быстро и тщательно осушают фильтровальной бумагой и используют по назначению. Если после опыта остается немного металла, кусочки полностью растворяют в этиловом спирте и выливают в канализацию.
