Litiy birikmalarining boshqa ishqoriy metallar birikmalariga nisbatan xususiyatlari.

Ishqoriy metallarning gidridlari, oksidlari, peroksidlari, gidroksidlari: kimyoviy bog'lanish birikmalarda, olish va xossalarida.

Sanoatda natriy, natriy gidroksid va natriy karbonat olish.

Ishqor eritmalari bilan o'zaro ta'siri: a) amfoter metallar; b) metall bo'lmaganlar; v) kislota oksidlari; d) amfoter oksidlar.

IA kichik guruhi metallar davriy tizim I. I. Mendeleyevning Li, Na, K, Rb, Cs va Fr elementlari ishqoriy deyiladi.

Ishqoriy, ishqoriy tuproq metallari, Be va Mg eng elektropozitiv elementlardandir. Boshqa elementlar bilan birikmalarda oksidlanish darajasi IA kichik guruhidagi metallar uchun + 1, PA kichik guruhidagi metallar uchun esa +2 ga teng. Elektron qatlamlar sonining ko'payishi va radiuslarning ko'payishi bilan atomlarning ionlanish energiyasi kamayadi. Natijada, kichik guruhlardagi elementlarning kimyoviy faolligi ularning seriya raqamining o'sishi bilan ortadi. Ularga xos bo'lgan fotoelektr effekti past ionlanish energiyasi bilan, shuningdek, gaz gorelkasining alangali tuzlari bilan ranglanishi bilan bog'liq.Tashqi elektronlarning oson qaytishi tufayli ishqoriy va ishqoriy tuproq metallari asosan ion bog'li birikmalar hosil qiladi.

Ishqoriy va gidroksidi tuproq metallari yuqori ko'rsatkichlarga ega

kimyoviy faollik. Vodorodda qizdirilganda ular hosil bo'ladi

gidridlar vodorodni o'z ichiga olgan tuzga o'xshash birikmalardir

manfiy zaryadlangan ion sifatida. Havo ishqoriy

metallar faolligiga qarab tez oksidlanib, hosil bo'ladi

oksidlar, peroksidlar, superoksidlar yoki ozonidlar.

Shu bilan birga, Ci, Na va K "havoda yoki faqat quruq kislorodli atmosferada yonadi

qizdirilganda a, Rb va Cs qizdirmasdan o'z-o'zidan yonadi.

M 2 O tarkibidagi oksidning yonishi paytida hosil bo'lishi faqat xarakterlidir

litiy uchun. Natriy M 2 O 2, kaliy, rubidiy tarkibidagi peroksid hosil qiladi

va seziy - superoksidlar tarkibi MO 2.

Ishqoriy metallar suv bilan kuchli reaksiyaga kirishib, undan vodorodni siqib chiqaradi va tegishli gidroksidlarni hosil qiladi. Ushbu metallarning suv bilan o'zaro ta'sirining faolligi elementning atom raqami ortishi bilan ortadi. Shunday qilib, - litiy suv bilan erimasdan reaksiyaga kirishadi, natriy - eriydi, kaliy - o'z-o'zidan yonadi, rubidiy va seziyning o'zaro ta'siri yanada kuchliroq davom etadi. Ishqoriy metallar galogenlar bilan, qizdirilganda esa oltingugurt bilan kuchli reaksiyaga kirishadi.

Ishqoriy metallar gidroksidlari - asosan bo'lgan birikmalar

lekin ionli. Suvli eritmalarda ular butunlay ajraladi

Bog'lanishning xarakterli tabiati ham ularning yuqori termalligini tushuntiradi

barqarorlik: ular qaynash nuqtasiga (1300 ° C dan yuqori) qizdirilganda ham suvni ajratmaydilar, bundan mustasno lityum gidroksid bo'lib, qizdirilganda suvning bo'linishi bilan parchalanadi. Litiyning xatti-harakati boshqa ishqoriy metallarnikidan boshqa jihatlari bilan ham farq qiladi. Bu guruhning boshqa elementlari bilan to'liq bo'lmagan elektron analogiyasi bilan izohlanadi.

Ishqoriy metallardan faqat litiy, nisbatan kichik qizdirilganda u azot, uglerod va kremniy bilan o'zaro ta'sir qiladi va mos ravishda Li 3 N nitridi, Li 2 C 2 karbid va Li 6 Si 2 silisid hosil qiladi. Namlik mavjud bo'lganda, nitrid hosil bo'lishi xona haroratida ham davom etadi.

Deyarli barcha tuzlari suvda yaxshi eriydigan gidroksidi metallardan farqli o'laroq, lityum yomon eriydigan ftorid LiF karbonat Li 2 CO 3 va fosfat Li 3 PO 4 ni hosil qiladi.

Kaltsiy, stronsiy va bariy kislorod va suvga nisbatan ishqoriy metallar kabi harakat qiladi. Ular suvni vodorodning ajralib chiqishi va M(OH) 2 gidroksidlari hosil bo'lishi bilan parchalaydi. Kislorod bilan o'zaro ta'sirlashib, ular oksidlar (CaO) va peroksidlar (SrO 2, BaO 2) hosil qiladi, ular xuddi shunga o'xshash gidroksidi metall birikmalari kabi suv bilan reaksiyaga kirishadilar.

Magniy ham gidroksidi tuproq metallaridan sezilarli darajada farq qiladi. Masalan, gidroksidning past eruvchanligi tufayli u sovuq suv bilan o'zaro ta'sir qilmaydi. Qizdirilganda, jarayon osonlashadi.

Umuman olganda, PA kichik guruhidagi metallar kimyoviy jihatdan faoldir: qizdirilganda ular galogenlar va oltingugurt bilan o'zaro ta'sirlanib, tegishli tuzlarni hosil qiladi va molekulyar azot bilan birlashadi.

Ishqoriy er metal tuzlari ishqoriy metal tuzlari kabi ionlardan tashkil topgan. Bu metallarning tuzlari yondirgichning alangasini ranglaydi. V xarakterli ranglar, bu Be va Mg birikmalari uchun kuzatilmaydi.

Ishqoriy metall tuzlaridan farqli o'laroq, PA kichik guruhining ko'plab metall tuzlari, xususan, ftoridlar (BeF 2 dan tashqari) kam eriydi. sulfatlar (BeSO 4 va MgSO 4 dan tashqari), karbonatlar. Suvli eritmalardan Be 2+ o'zgaruvchan tarkibli asosiy karbonatlar, Mg 2+ - 4MgCO 3 -Mg (OH) 2 -5H 2 O va Ca 2+, Sr 2 + va Ba 2 ko'rinishida cho'kma hosil qiladi. + o'rta karbonatlar MCO3 shaklida cho'kma.

A) Be+2NaOH= Na2BeO2+H2

Al+NaOH+H2O=NaAlO2+H2

B) Metall bo'lmaganlar, galogenlardan tashqari, gidroksidi eritmalar bilan reaksiyaga kirishmaydi.

Cl2+NaOH=NaClO3+NaCl+H2O

IN) kislotali oksidlar faqat ishqorlarda eriydi va tuz va suv hosil qiladi

SO3+2NaOH=Na2So4+H2o

G) Amf me kuchli ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi va shu bilan ularning kislotali xususiyatlarini ko'rsatadi, masalan:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O Amfoter oksidlar ishqorlar bilan ikki xil: eritmada va eritmada reaksiyaga kirishadi.

Eritmada ishqor bilan reaksiyaga kirishganda oddiy o'rta tuz hosil bo'ladi (yuqoridagi misolda ko'rsatilganidek).

Eritmada ishqor bilan reaksiyaga kirishganda murakkab tuz hosil bo'ladi.

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (bu holda natriy tetrahidroksoalluminat hosil bo'ladi)

Ishqoriy metallar
IA kichik guruh. Ishqoriy metallar
LITIY, natriy, kaliy, rubidiy, tseziy, FRANTsiya
Ishqoriy metallarning elektron tuzilishi tashqi elektron qavatda yadro bilan nisbatan zaif bog'langan bitta elektronning mavjudligi bilan tavsiflanadi. Har bir ishqoriy metal davriy sistemada yangi davrni boshlaydi. Ishqoriy metal o'zining tashqi elektronini ushbu davrning boshqa elementlariga qaraganda osonroq berishga qodir. Ishqoriy metallning inert muhitda kesilishi yorqin kumush rangga ega. Ishqoriy metallar past zichlik, yaxshi elektr o'tkazuvchanligi va nisbatan past haroratlarda erishi bilan ajralib turadi (2-jadval).
Ishqoriy metallar yuqori faolligi tufayli sof holda mavjud emas, balki tabiatda faqat birikmalar (fransiydan tashqari), masalan, kislorod (gil va silikatlar) yoki galogenlar (natriy xlorid) bilan bo'ladi. Xloridlar ishqoriy metallarni erkin holatda olish uchun xom ashyo hisoblanadi. Dengiz suvida ishqoriy metallar 3% NaCl va oz miqdorda boshqa tuzlar mavjud. Ko'llar ekanligi aniq ichki dengizlar, shuningdek, er osti tuz konlari va sho'r suvlarda dengiz suviga qaraganda yuqori konsentratsiyalarda gidroksidi metall galogenidlari mavjud. Masalan, Buyuk Tuz ko'li (Yuta, AQSh) suvlaridagi tuz miqdori suv sathining maydoniga qarab 13,827,7%, O'lik dengizda (Isroil) 31% gacha. mavsumga qarab o'zgaradi. Taxmin qilish mumkinki, KCl ning ahamiyatsiz tarkibi dengiz suvi NaCl ga nisbatan K+ ionining dengiz oʻsimliklari tomonidan assimilyatsiya qilinishi bilan izohlanadi.
Erkin shaklda gidroksidi metallar NaCl, CaCl2, CaF2 yoki gidroksidlar (NaOH) kabi tuzlarning eritmalarini elektroliz qilish yo'li bilan olinadi, chunki haliddan gidroksidi metallni siqib chiqarishga qodir bo'lgan faolroq metall yo'q. Galogenidlarni elektroliz qilish jarayonida katodda ajralib chiqadigan metallni ajratib olish kerak, chunki bir vaqtning o'zida anodda gazsimon galogen ajralib chiqadi, u chiqarilgan metall bilan faol reaksiyaga kirishadi.
Shuningdek qarang: ALKALI PRODUCTION
Ishqoriy metallar tashqi qatlamda faqat bitta elektronga ega bo'lganligi sababli, ularning har biri o'z davrida eng faoldir, shuning uchun Li sakkiz elementning birinchi davrida eng faol metall, ikkinchisida mos ravishda Na, K. 18 ta elementni o'z ichiga olgan uchinchi davrning eng faol metalli (birinchi o'tish davri). Ishqoriy metallar kichik guruhida (IA) elektronni berish qobiliyati yuqoridan pastgacha ortadi.
Kimyoviy xossalari. Barcha gidroksidi metallar kislorod bilan faol reaksiyaga kirishib, oksidlar yoki peroksidlar hosil qiladi, bu bilan bir-biridan farq qiladi: Li Li2O ga, boshqa ishqoriy metallar esa M2O2 va MO2 aralashmasiga aylanadi, Rb va Cs esa yonadi. Barcha gidroksidi metallar vodorod tuziga o'xshash, yuqori haroratlarda termal barqaror, faol qaytaruvchi moddalar bo'lgan M + H tarkibidagi gidridlar bilan hosil bo'ladi; gidridlar gidroksidi va vodorod hosil bo'lishi va issiqlik ajralib chiqishi bilan suvda parchalanadi, bu gazning alangalanishiga olib keladi va litiy uchun bu reaktsiya tezligi Na va K ga qaraganda yuqori.
Shuningdek qarang: VODROGEN; KISLOROD.
Suyuq ammiakda gidroksidi metallar eriydi va ko'k rangli eritmalar hosil qiladi va (suv bilan reaktsiyadan farqli o'laroq) ammiakni bug'lash yoki unga tegishli tuz qo'shish orqali (masalan, NaCl ni) yana ajratib olish mumkin. ammiak eritmasi). Gazsimon ammiak bilan reaksiyaga kirishganda reaksiya suv bilan reaksiyaga o‘xshash tarzda boradi:

Ishqoriy metall amidlari gidroksidlarga o'xshash asosiy xususiyatlarni namoyish etadi. Ba'zi litiy birikmalaridan tashqari ishqoriy metallarning aksariyat birikmalari suvda yaxshi eriydi. Atom hajmi va zaryad zichligi bo'yicha lityum magniyga yaqin, shuning uchun bu elementlarning birikmalarining xossalari o'xshash. Eruvchanligi va termal barqarorligi bo'yicha lityum karbonat IIA kichik guruh elementlarining magniy va berilyum karbonatlariga o'xshaydi; bu karbonatlar MO ning kuchliroq bog'lanishi tufayli nisbatan past haroratlarda parchalanadi. Litiy tuzlari boshqa gidroksidi metal tuzlariga qaraganda organik erituvchilarda (spirtlar, efirlar, neft erituvchilari) yaxshi eriydi. Litiy (magniy kabi) to'g'ridan-to'g'ri azot bilan reaksiyaga kirishib, Li3N (magniy Mg3N2 hosil qiladi), natriy va boshqa gidroksidi metallar esa og'ir sharoitlarda faqat nitridlar hosil qilishi mumkin. IA kichik guruhidagi metallar uglerod bilan reaksiyaga kirishadi, lekin eng oson reaktsiya lityum bilan (ko'rinishidan uning kichik radiusi tufayli) va seziy bilan eng oson reaksiya. Aksincha, faol ishqoriy metallar CO bilan bevosita reaksiyaga kirishib, karbonillar hosil qiladi (masalan, K(CO)x), kam faol Li va Na esa faqat ma’lum sharoitlarda.
Ilova. Ishqoriy metallar sanoatda ham, kimyoviy laboratoriyalarda ham, masalan, sintez uchun ishlatiladi. Litiy qattiq yengil qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, ammo ular mo'rtlikda farqlanadi. Katta miqdorlar Na4Pb qotishmasini olish uchun natriy iste'mol qilinadi, undan tetraetil qo'rg'oshin Pb (C2H5) 4, antiknock benzin yoqilg'isi olinadi. Lityum, natriy va kaltsiy yumshoq rulmanli qotishmalarning tarkibiy qismlari sifatida ishlatiladi. Tashqi qatlamdagi yagona va shuning uchun harakatlanuvchi elektron gidroksidi metallarni issiqlik va elektr tokining ajoyib o'tkazgichlari qiladi. Keng harorat oralig'ida suyuq holatda qoladigan kaliy va natriy qotishmalari ba'zi turdagi yadro reaktorlarida issiqlik almashinuvi suyuqligi sifatida ishlatiladi va yadroviy reaktorda yuqori harorat tufayli bug' ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Ta'minot shinasi ko'rinishidagi natriy metall elektrokimyoviy texnologiyada yuqori quvvatli oqimlarni uzatish uchun ishlatiladi. Litiy gidrid LiH gidridning suv bilan reaksiyaga kirishishi natijasida ajralib chiqadigan vodorodning qulay manbai hisoblanadi. Lityum alyuminiy gidrid LiAlH4 va lityum gidrid organik va noorganik sintezda qaytaruvchi moddalar sifatida ishlatiladi. Kichik ion radiusi va shunga mos ravishda yuqori zaryad zichligi tufayli lityum suv bilan reaktsiyalarda faoldir, shuning uchun lityum birikmalari yuqori gigroskopikdir va lityum xlorid LiCl qurilmalarning ishlashi paytida havoni quritish uchun ishlatiladi. Ishqoriy metall gidroksidlari kuchli asoslar, suvda yaxshi eriydi; yaratish uchun foydalaniladi ishqoriy muhit. Eng arzon ishqor sifatida natriy gidroksid keng qo'llaniladi (faqat AQShda yiliga 2,26 million tonnadan ortiq iste'mol qilinadi).
Litiy. Eng engil metall, atom massalari 6 va 7 bo'lgan ikkita barqaror izotopga ega; og'ir izotop keng tarqalgan bo'lib, uning tarkibi barcha lityum atomlarining 92,6% ni tashkil qiladi. Litiy 1817 yilda A. Arfvedson tomonidan kashf etilgan va 1855 yilda R. Bunsen va A. Mathisen tomonidan ajratilgan. U termoyadro qurollarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi ( H-bomba), qotishmalarning qattiqligini oshirish va farmatsevtikada. Litiy tuzlari shishaning qattiqligi va kimyoviy qarshiligini oshirish, gidroksidi batareyalar texnologiyasida va payvandlashda kislorodni bog'lash uchun ishlatiladi.
Natriy. Qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lgan, 1807 yilda H. Davy tomonidan ajratilgan. Bu yumshoq metall, uning ishqor (natriy gidroksid NaOH), pishirish soda (natriy bikarbonat NaHCO3) va soda kuli (natriy karbonat Na2CO3) kabi birikmalari keng qo'llaniladi. Metall, shuningdek, ko'cha yoritgichlari uchun xira gazli deşarj lampalaridagi bug'lar shaklida ham qo'llaniladi.
Kaliy. Qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lgan, uni 1807 yilda H. Davy ham aniqlagan. Kaliy tuzlari yaxshi ma'lum: kaliy nitrat (kaliy nitrat KNO3), kaliy (kaliy karbonat K2CO3), o'yuvchi kaliy (kaliy gidroksid KOH) va boshqalar. Kaliy metali ham topadi. issiqlik almashinuvi qotishmalari texnologiyalarida turli xil ilovalar.
Rubidiy 1861 yilda R. Bunsen tomonidan spektroskopiya usulida kashf etilgan; tarkibida 27,85% radioaktiv rubidiy Rb-87 mavjud. Rubidiy, IA kichik guruhining boshqa metallari kabi, yuqori reaktivdir va atmosfera kislorodi bilan oksidlanishni oldini olish uchun neft yoki kerosin qatlami ostida saqlanishi kerak. Rubidium fotovoltaik texnologiya, radio vakuum qurilmalari va farmatsevtika kabi turli xil ilovalarni topadi.
Seziy. Seziy birikmalari tabiatda keng tarqalgan, odatda boshqa ishqoriy metallarning birikmalari bilan birga oz miqdorda. Mineral ifloslantiruvchi silikat tarkibida 34% seziy oksidi Cs2O mavjud. Element 1860 yilda R. Bunsen tomonidan spektroskopiya yoʻli bilan kashf etilgan. Seziyning asosiy qoʻllanilishi fotoelementlar va elektron lampalar ishlab chiqarish boʻlib, seziyning radioaktiv izotoplaridan biri Cs-137 nurlanish terapiyasi va ilmiy tadqiqotlarda qoʻllaniladi.
Fransiya. Ishqoriy metallar oilasining so'nggi a'zosi fransiy shu qadar radioaktivki, u tarkibida topilmaydi er qobig'i izdan ortiq miqdorda. Frantsiy va uning birikmalari haqidagi ma'lumotlar aktiniy-227 ning a-emirilishi paytida sun'iy ravishda olingan (yuqori energiyali tezlatgichda) uning ahamiyatsiz miqdorini o'rganishga asoslangan. Eng uzoq umr ko'radigan 22387Fr izotopi 21 daqiqada 22388Ra va b-zarrachalarga parchalanadi. Taxminiy hisob-kitoblarga ko'ra, fransiyning metall radiusi 2,7 ga teng. Frantsiy boshqa gidroksidi metallarning ko'pgina xususiyatlariga ega va elektronni yuqori darajada beradi. U eruvchan tuzlar va gidroksid hosil qiladi. Frantsiy barcha birikmalarda oksidlanish darajasini I ko'rsatadi.

Collier entsiklopediyasi. - Ochiq jamiyat. 2000 .

ishqoriy metallar- bular kimyoviy elementlarning davriy jadvalining 1-guruh elementlari (eskirgan tasnifga ko'ra - I guruhning asosiy kichik guruhining elementlari): litiy Li, natriy Na, kaliy K, rubidiy rb, seziy cs, fransiy Fr, va ununenniy Uue. Ishqoriy metallar suvda eritilganda eruvchan gidroksidlar hosil bo'ladi, deyiladi ishqorlar.

Ishqoriy metallarning kimyoviy xossalari

Ishqoriy metallarning suvga, kislorodga va ba'zan azotga (Li, Cs) nisbatan yuqori kimyoviy faolligi tufayli ular kerosin qatlami ostida saqlanadi. Ishqoriy metall bilan reaktsiyani amalga oshirish uchun kerakli o'lchamdagi bo'lak kerosin qatlami ostida skalpel bilan ehtiyotkorlik bilan kesiladi, metall yuzasi argon atmosferasidagi havo bilan o'zaro ta'sir qilish mahsulotlaridan yaxshilab tozalanadi va faqat keyin namuna reaksiya idishiga joylashtiriladi.

1. Suv bilan o'zaro ta'siri. Ishqoriy metallarning muhim xususiyati ularning suvga nisbatan yuqori faolligidir. Litiy suv bilan eng tinch (portlashsiz) reaksiyaga kirishadi:

Shunga o'xshash reaktsiyani amalga oshirganda, natriy sariq olov bilan yonadi va kichik portlash sodir bo'ladi. Kaliy yanada faolroq: bu holda portlash ancha kuchliroq bo'lib, olov binafsha rangga ega.

2. Kislorod bilan o'zaro ta'siri. Ishqoriy metallarning havodagi yonish mahsulotlari metallning faolligiga qarab har xil tarkibga ega.

· Faqat litiy havoda yonib, stexiometrik tarkibli oksid hosil qiladi:

· Yonish paytida natriy Na 2 O 2 peroksid asosan NaO 2 superoksidning kichik aralashmasi bilan hosil bo'ladi:

Yonish mahsulotlarida kaliy, rubidiy Va seziy asosan superoksidlarni o'z ichiga oladi:

Natriy va kaliy oksidlarini olish uchun gidroksid, peroksid yoki superoksid aralashmalari kislorod yo'qligida ortiqcha metall bilan isitiladi:

Ishqoriy metallarning kislorodli birikmalari uchun quyidagi qonuniyat xarakterlidir: ishqoriy metallar kationining radiusi oshgani sayin peroksid ioni O 2 2− va superoksid ioni O 2 − o z ichiga olgan kislorod birikmalarining barqarorligi oshadi.

Og'ir ishqoriy metallar ancha barqaror hosil bo'lishi bilan ajralib turadi ozonidlar EO 3 tarkibi. Barcha kislorod birikmalari turli xil ranglarga ega, ularning intensivligi Li dan Cs gacha bo'lgan ketma-ketlikda chuqurlashadi:

Ishqoriy metall oksidlari asosiy oksidlarning barcha xususiyatlariga ega: ular suv, kislotali oksidlar va kislotalar bilan reaksiyaga kirishadi:

Peroksidlar Va superoksidlar kuchli xususiyatlarini namoyon qiladi oksidlovchilar:

Peroksidlar va superoksidlar suv bilan intensiv o'zaro ta'sir qilib, gidroksidlarni hosil qiladi:

3. Boshqa moddalar bilan o'zaro ta'siri. Ishqoriy metallar ko'p metall bo'lmaganlar bilan reaksiyaga kirishadi. Ular qizdirilganda vodorod bilan birikib gidridlar hosil qiladi, mos ravishda galogenlar, oltingugurt, azot, fosfor, uglerod va kremniy hosil qiladi. galogenidlar, sulfidlar, nitridlar, fosfidlar, karbidlar Va silisidlar:

Ishqoriy metallar qizdirilganda boshqa metallar bilan reaksiyaga kirishib, hosil bo'ladi intermetalllar. Ishqoriy metallar kislotalar bilan faol (portlash bilan) reaksiyaga kirishadi.

Ishqoriy metallar suyuq ammiak va uning hosilalari - aminlar va amidlarda eriydi:

Suyuq ammiakda eritilganda ishqoriy metall elektronni yo'qotadi, u ammiak molekulalari tomonidan eriydi va eritma ko'k rang beradi. Olingan amidlar gidroksidi va ammiak hosil bo'lishi bilan suvda oson parchalanadi:

Ishqoriy metallar bilan o'zaro ta'sir qiladi organik moddalar spirtlar (alkogolatlar hosil bo'lishi bilan) va karboksilik kislotalar (tuzlar hosil bo'lishi bilan):

4. Ishqoriy metallarni sifat jihatidan aniqlash. Ishqoriy metallarning ionlanish potentsiallari past bo'lganligi sababli, metall yoki uning birikmalari olovda qizdirilganda, atom ionlanadi va olovda rang beradi. ma'lum rang:

Olovni ishqoriy metallar bilan bo'yash
va ularning birikmalari

ishqoriy tuproq metallari.

ishqoriy tuproq metallari- elementlar davriy sistemasining II guruhi kimyoviy elementlari: berilliy, magniy, kaltsiy, stronsiy, bariy va radiy.

Jismoniy xususiyatlar

Barcha gidroksidi tuproq metallari xona haroratida kulrang, qattiq moddalardir. Ishqoriy metallardan farqli o'laroq, ular ancha qattiqroq va ular asosan pichoq bilan kesilmaydi (istisno stronsiy). Zichlik ishqoriy tuproq metallari seriya raqami bilan o'sadi, garchi o'sish faqat ular orasida eng past zichlikka ega bo'lgan (r = 1,55 g / sm³) bo'lgan kaltsiydan boshlab aniq kuzatilgan bo'lsa-da, eng og'irligi radiy bo'lib, uning zichligi taxminan temir zichligiga teng.

Kimyoviy xossalari

Ishqoriy tuproq metallari tashqi energiya darajasining elektron konfiguratsiyasiga ega ns² va ishqoriy metallar bilan bir qatorda s-elementlardir. Ikki valentlik elektronga ega bo'lgan ishqoriy tuproq metallari ularni osongina beradi va barcha birikmalarda ular +2 oksidlanish darajasiga ega (juda kamdan-kam hollarda +1).

Ishqoriy tuproq metallarining kimyoviy faolligi seriya raqami ortishi bilan ortadi. Yilni shakldagi berilliy, hatto qizil issiqlik haroratida ham kislorod yoki galogenlar bilan reaksiyaga kirishmaydi (600 ° C gacha, kislorod va boshqa xalkogenlar bilan reaksiyaga kirishish uchun undan ham yuqori harorat kerak, ftor bundan mustasno). Magniy xona haroratida va undan yuqori (650 ° C gacha) haroratlarda oksidli plyonka bilan himoyalangan va keyinchalik oksidlanmaydi. Kaltsiy asta-sekin va xona haroratida chuqurlikda (suv bug'i borligida) oksidlanadi va kislorodda ozgina qizdirilganda yonib ketadi, lekin xona haroratida quruq havoda barqaror. Stronsiy, bariy va radiy havoda tez oksidlanib, oksidlar va nitridlar aralashmasini beradi, shuning uchun ular ishqoriy metallar (va kaltsiy) kabi kerosin qatlami ostida saqlanadi.

Ishqoriy tuproq metallarining oksidlari va gidroksidlari seriya raqami ortib borishi bilan asosiy xususiyatlarning ortishiga moyildirlar: Be (OH) 2 - amfoter, suvda erimaydigan gidroksid, lekin kislotalarda eriydi (shuningdek, kuchli ishqorlar ishtirokida kislotali xususiyatni namoyon qiladi), Mg. (OH) 2 - kuchsiz asos, suvda erimaydi, Ca (OH) 2 - kuchli, lekin suvda ozgina eriydi, Sr (OH) 2 - kaltsiy gidroksidga qaraganda suvda ko'proq eriydi, kuchli asos (ishqoriy) yuqori haroratlarda yaqin. suvning qaynash nuqtasiga (100 ° C), Ba (OH) 2 - kuchli asos (ishqor), KOH yoki NaOH dan kam emas va Ra (OH) 2 - eng kuchli ishqorlardan biri, juda korroziv modda.

Tabiatda bo'lish

Barcha gidroksidi tuproq metallari mavjud (in turli miqdorlar) tabiatda. Yuqori kimyoviy faollik tufayli ularning barchasi erkin holatda topilmaydi. Eng keng tarqalgan gidroksidi tuproqli metall kaltsiy bo'lib, uning miqdori 3,38% ni tashkil qiladi (er qobig'i massasining). Magniy undan biroz pastroq, uning miqdori 2,35% (er qobig'ining massasi). Tabiatda bariy va stronsiy ham keng tarqalgan bo'lib, ular mos ravishda er qobig'i massasining 0,05 va 0,034% ni tashkil qiladi. Berilliy noyob element boʻlib, uning miqdori yer qobigʻi massasining 6·10 −4% ni tashkil qiladi. Radioaktiv bo'lgan radiyga kelsak, u barcha gidroksidi tuproq metallari orasida eng kam uchraydi, lekin uran rudalarida har doim oz miqdorda topiladi. Xususan, u erdan kimyoviy vositalar bilan ajratish mumkin. Uning tarkibi 1 10 −10% (er qobig'ining massasidan)

alyuminiy.

alyuminiy- D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining uchinchi davri uchinchi guruh asosiy kichik guruhining elementi, atom raqami 13. Belgisi bilan ko'rsatilgan. Al(lat. alyuminiy). Yengil metallar guruhiga kiradi. Eng keng tarqalgan metall va uchinchi eng keng tarqalgan kimyoviy element er qobig'ida (kislorod va kremniydan keyin).

oddiy modda alyuminiy- engil, paramagnit kumush-oq metall, oson qoliplanadi, quyma, ishlov beriladi. Alyuminiy yuqori issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ega, sirtni keyingi o'zaro ta'sirlardan himoya qiluvchi kuchli oksidli plyonkalarning tez shakllanishi tufayli korroziyaga chidamlilik.

Alyuminiyni birinchi marta daniyalik fizigi Xans Oersted 1825-yilda kaliy amalgamning alyuminiy xloridga taʼsirida, soʻngra simobni distillash natijasida olingan.Zamonaviy olish usuli 1886-yilda amerikalik Charlz Xoll va fransuz Pol Xeru tomonidan mustaqil ravishda ishlab chiqilgan. U alyuminiy oksidi Al 2 O 3 ni Na 3 AlF 6 kriolit eritmasida eritib, so'ngra sarflanadigan koks yoki grafit elektrodlari yordamida elektrolizdan iborat. Ushbu olish usuli katta miqdorda elektr energiyasini talab qiladi va shuning uchun faqat 20-asrda talab qilingan.

1000 kg xom alyuminiy ishlab chiqarish uchun 1920 kg alyuminiy oksidi, 65 kg kriolit, 35 kg alyuminiy ftorid, 600 kg anod massasi va 17 ming kVt/soat doimiy elektr energiyasi talab qilinadi.

Ishqoriy metallar - fransiy, seziy, rubidiy, kaliy, natriy, litiy - suv bilan o'zaro ta'sirlashganda ishqorlar hosil qilgani uchun shunday nomlanadi. Ularning yuqori reaktivligi tufayli bu elementlar mineral moy yoki kerosin ostida saqlanishi kerak. Ushbu moddalarning eng faoli fransiydir (radioaktivlikka ega).

Ishqoriy metallar yumshoq, kumushsimon moddalardir. Ularning yangi kesilgan yuzasi xarakterli yorqinlikka ega. Ishqoriy metallar past haroratlarda qaynaydi va eriydi, yuqori issiqlik va elektr o'tkazuvchanligiga ega. Ular ham past zichlikka ega.

Ishqoriy metallarning kimyoviy xossalari

Moddalar kuchli qaytaruvchi moddalar bo'lib, birikmalarda oksidlanish darajasini (bir) +1 ko'rsatadi. O'sish bilan atom massasi gidroksidi metallar qobiliyatini oshiradi va kamaytiradi. Deyarli barcha birikmalar suvda eriydi, ularning barchasi ionli tabiatga ega.

O'rtacha qizdirilganda ishqoriy metallar havoda yonadi. Vodorod bilan birgalikda moddalar tuzga o'xshash gidridlarni hosil qiladi. Yonish mahsulotlari odatda peroksidlardir.

Ishqoriy metallar oksidlari qattiq moddalar sariq (rubidiy va kaliy oksidi), oq va litiy va to'q sariq (seziy oksidi) ranglari. Bu oksidlar suv, kislotalar, kislorod, kislota va amfoter oksidlar bilan reaksiyaga kirishishga qodir. Bu asosiy xususiyatlar ularning barchasiga xosdir va talaffuz qilinadi.

Ishqoriy metall peroksidlari sarg'ish-oq rangli kukunlardir. Ular karbonat angidrid va uglerod oksidi, kislotalar, metall bo'lmaganlar, suv bilan reaksiyaga kirisha oladi.

Ishqoriy metall gidroksidlari oq rangli, suvda eruvchan qattiq moddalardir. Ushbu birikmalarda ishqorlarning asosiy xossalari namoyon bo'ladi (juda aniq). Litiydan fransiygacha asoslarning mustahkamligi va suvda eruvchanlik darajasi ortadi. Gidroksidlar ancha kuchli elektrolitlar hisoblanadi. Ular tuzlar va oksidlar, alohida nometallar bilan reaksiyaga kirishadi, litiy bilan birikmasidan tashqari, qolganlari termal barqarorlikka ega. Kalsinlanganda u suv va oksidga parchalanadi. Ushbu birikmalar xloridni elektroliz qilish yo'li bilan olinadi suvli eritmalar, bir qator almashinuv reaktsiyalari. Gidroksidlar elementlarning (yoki oksidlarning) suv bilan o'zaro ta'siridan ham olinadi.

Ta'riflangan metallarning deyarli barcha tuzlari (alohida litiy tuzlari bundan mustasno) suvda yaxshi eriydi. Kuchsiz kislotalardan hosil boʻlgan tuz eritmalari gidroliz natijasida oʻrta reaksiyaga (ishqoriy) ega boʻlib, xuddi shu kuchli kislotalar tuzlar gidrolizlanmaydi. Umumiy tuzlar tosh silikat elim (eruvchan shisha), Bertolet tuzi, kaliy permanganat, ichimlik sodasi, sodali suv va boshqalar.

Barcha gidroksidi metall birikmalari olov rangini o'zgartirish qobiliyatiga ega. Bu qo'llaniladi kimyoviy tahlil. Shunday qilib, olov litiy ionlari bilan, binafsha rang kaliy ionlari bilan, natriy bilan sariq, rubidiy bilan oq-pushti, seziy bilan binafsha-qizil rangga ega.

Barcha ishqoriy elementlar eng kuchli qaytaruvchi moddalar bo'lganligi sababli ularni eritilgan tuzlarni elektroliz qilish yo'li bilan olish mumkin.

Ishqoriy metallarni qo'llash

Elementlar inson faoliyatining turli sohalarida qo'llaniladi. Masalan, seziy quyosh batareyalarida ishlatiladi. Litiy rulmanli qotishmalarda katalizator sifatida ishlatiladi. Natriy gaz deşarj lampalarida mavjud, yadro reaktorlari issiqlik tashuvchisi sifatida. Rubidiy tadqiqot faoliyatida qo'llaniladi.

Metallar orasida eng faoli gidroksidi metallardir. Ular oddiy va murakkab moddalar bilan faol reaksiyaga kirishadilar.

Umumiy ma'lumot

Ishqoriy metallar Mendeleyev davriy sistemasining I guruhiga kiradi. Bular past erish nuqtasi va zichligi past bo'lgan kulrang-kumush rangli yumshoq monovalent metallardir. Ular qaytaruvchi moddalar bo'lgan yagona oksidlanish holatini +1 ko'rsatadi. Elektron konfiguratsiya - ns 1.

Guruch. 1. Natriy va litiy.

I guruh metallarining umumiy xarakteristikalari jadvalda keltirilgan.

Ishqoriy metallar ro'yxati	Formula	Raqam	Davr	t° kv. , °C	t° b.p. , °C	r, g/sm 3

Faol metallar boshqa moddalar bilan tezda reaksiyaga kirishadi, shuning uchun tabiatda ular faqat minerallar tarkibida mavjud.

Kvitansiya

Sof gidroksidi metallni olish uchun bir necha usullar qo'llaniladi:

eritmalarning elektrolizi, ko'pincha xloridlar yoki gidroksidlar -

2NaCl → 2Na + Cl 2, 4NaOH → 4Na + 2H 2 O + O 2;

natriy olish uchun sodani (natriy karbonat) ko'mir bilan kaltsiylash -

Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO;

yuqori haroratlarda xloriddan rubidiyni kaltsiyni kamaytirish -

2RbCl + Ca → 2Rb + CaCl 2;

• tsirkonyum yordamida karbonatdan seziyni kamaytirish -

  2Cs 2 CO 3 + Zr → 4Cs + ZrO 2 + 2CO 2.

O'zaro ta'sir

Ishqoriy metallarning xossalari ularning tuzilishiga bog'liq. Davriy jadvalning birinchi guruhida bo'lgan holda, ular tashqi energiya darajasida faqat bitta valent elektronga ega. Yagona elektron oksidlovchi atomga osongina o'tadi, bu reaktsiyaga tez kirishiga yordam beradi.

Metall xossalar jadvalda yuqoridan pastga qarab ortadi, shuning uchun lityum valent elektron bilan fransiyga qaraganda qiyinroq bo'linadi. Litiy barcha gidroksidi metallar orasida eng qattiq element hisoblanadi. Litiyning kislorod bilan reaktsiyasi faqat yuqori harorat ta'sirida sodir bo'ladi. Litiy suv bilan guruhning boshqa metallariga qaraganda ancha sekin reaksiyaga kirishadi.

Umumiy Kimyoviy xossalari jadvalda keltirilgan.

Reaktsiya	Mahsulotlar	Tenglama
Kislorod bilan	Oksid (R 2 O) faqat litiy hosil qiladi. Natriy oksid va peroksid (R 2 O 2) aralashmasini hosil qiladi. Qolgan metallar superoksidlar hosil qiladi (RO 2)	4Li + O 2 → 2Li 2 O; 6Na + 2O 2 → 2Na 2 O + Na 2 O 2; K + O 2 → KO 2
Vodorod bilan		2Na + H 2 → 2NaH
	Gidroksidlar	2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2
Kislotalar bilan		2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2-
Galogenlar bilan	Xolidlar	2Li + Cl 2 → 2LiCl
Azot bilan (faqat litiy xona haroratida reaksiyaga kirishadi)		6Li + N 2 → 2Li 3 N
	Sulfidlar	2Na + S → Na 2 S
Uglerod bilan (faqat litiy va natriy reaksiyaga kirishadi)		2Li + 2C → Li 2 C 2; 2Na + 2C → Na 2 C 2
fosfor bilan		3K + P → K 3 P
Silikon bilan	Silisidlar	4Cs + Si → Cs 4 Si
Ammiak bilan		2Li + 2NH 3 → 2LiNH 2 + H 2

Sifatli reaktsiya bilan ular olovning boshqa rangiga ega. Litiy qip-qizil, natriy sariq va seziy pushti-binafsha olovni yondiradi. Ishqoriy metall oksidlari ham turli xil ranglarga ega. Natriy oq rangga aylanadi, rubidiy va kaliy sarg'ayadi.

Guruch. 2. Ishqoriy metallarning sifat reaksiyasi.

Ilova

Oddiy metallar va ularning birikmalaridan yengil qotishmalar, metall qismlar, oʻgʻitlar, soda va boshqa moddalar tayyorlanadi. Rubidiy va kaliy katalizator sifatida ishlatiladi. Natriy bug'i lyuminestsent lampalarda ishlatiladi. Yo'q amaliy qo'llash radioaktiv xossalari tufayli faqat fransiy. I guruh elementlari qanday ishlatilishi ishqoriy metallardan foydalanish jadvalida qisqacha tasvirlangan.

Qo'llash sohasi	Ilova
Kimyo sanoati	Natriy kauchuk ishlab chiqarishda reaktsiyani tezlashtiradi; Kaliy va natriy gidroksidi - sovun ishlab chiqarish; Natriy va kaliy karbonat - shisha, sovun ishlab chiqarish; Natriy gidroksidi - qog'oz, sovun, mato tayyorlash; Kaliy nitrat - o'g'it ishlab chiqarish
Oziq-ovqat sanoati	natriy xlorid - osh tuzi; Natriy bikarbonat - pishirish soda
Metallurgiya	Kaliy va natriy titan, sirkoniy va uran ishlab chiqarishda kamaytiruvchi moddalardir.
Energiya	Kaliy va natriy eritmalari yadro reaktorlari va samolyot dvigatellarida ishlatiladi; Lityum batareyalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi
Elektronika	Seziy - quyosh xujayralari ishlab chiqarish
Aviatsiya va astronavtika	Alyuminiy va litiy qotishmalari avtomobil korpuslari va raketalar uchun ishlatiladi

Guruch. 3. Soda ichish.

Biz nimani o'rgandik?

9-sinf darsidan ishqoriy metallarning xususiyatlari bilan tanishdik. Ular davriy sistemaning I guruhiga kiradi va reaksiyalar davomida bitta valentlik elektronini beradi. Bu osonlikcha kirib boradigan yumshoq metallar kimyoviy reaksiyalar oddiy va murakkab moddalar bilan - galogenlar, metall bo'lmaganlar, kislotalar, suv. Tabiatda ular faqat boshqa moddalar tarkibida uchraydi, shuning uchun ularni olish uchun elektroliz yoki qaytarilish reaktsiyasi qo'llaniladi. Sanoat, qurilish, metallurgiya, energetikada qo'llaniladi.

Mavzu viktorina

Hisobotni baholash

O'rtacha reyting: 4.4. Qabul qilingan umumiy reytinglar: 91.