Химия ss -элементов Преподаватель: доц. , к. х.

  • Размер: 1.8 Mегабайта
  • Количество слайдов: 27

Описание презентации Химия ss -элементов Преподаватель: доц. , к. х. по слайдам

Химия ss -элементов Преподаватель: доц. , к. х. н. Рукк Н. СМосковская государственная академия тонкой химическойХимия ss -элементов Преподаватель: доц. , к. х. н. Рукк Н. СМосковская государственная академия тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова Кафедра неорганической химии Москва

Элементы IA-IA- группы Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – щелочные металлы Общая электронная формула: Элементы IA-IA- группы Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – щелочные металлы Общая электронная формула: [[ ЭЭ ]ns]ns 11 npnp 00 Э – благородный газ, завершающий ( n-1 ) период Электронные конфигурации изолированных атомов IA -группа Название элемента № элемента Период Электронная конфигурация Li. Li Литий 3 2 [He]2 s 1 Na. Na Натрий 11 3 [Ne]3 s 1 KK Калий 19 4 [Ar]4 s 1 Rb. Rb Рубидий 37 5 [Kr]5 s 1 Cs. Cs Цезий 55 6 [Xe]6 s 1 Fr. Fr Франций 87 7 [Rn]7 s 1 Электронное строение

Характеристика атомов элементов IA-IA- группы  Увеличение числа электронов в атоме и размеров орбиталей, занимаемых последнимиХарактеристика атомов элементов IA-IA- группы Увеличение числа электронов в атоме и размеров орбиталей, занимаемых последними электронами Потеря единственного валентного электрона => r ион <r мет

Единственный электрон на внешнем энергетическом уровне атома щелочного металла слабо связан с ядром ( I 1Единственный электрон на внешнем энергетическом уровне атома щелочного металла слабо связан с ядром ( I 1 ) . Атомы щелочных металлов легко ионизируются с образованием ионов М + , входящих в состав большинства химических соединений этих элементов. В реальных условиях ион М 2+ не образуется ( I 2 )

 Электроотрицательность уменьшается с возрастанием атомного номера элемента  В ОВР s -элементы выполняют только роль Электроотрицательность уменьшается с возрастанием атомного номера элемента В ОВР s -элементы выполняют только роль восстановителей

Особенности химии лития Li. Li 33 NN – устойчивый     600°C 2 Li.Особенности химии лития Li. Li 33 NN – устойчивый > 600°C 2 Li. OH → Li 22 O + H 22 OO Li. Cl , Li. Br , Li. I , Li. Cl. O 44 — растворимы в CC 22 HH 55 OHOH Li. OH , Li. Li 22 COCO 33 , Li. Li 33 POPO 44 , Li. F — малорастворимы в воде 3 Li ++ +2 HPO 44 2 -2 — →Li→Li 33 POPO 44 ↓+H↓+H 22 POPO 44 — 2 Li. HS→Li 22 S + H 22 S↑S↑ Li. Li 22 COCO 33 →Li→Li 22 O + CO 22 ↑↑ Образование более устойчивых комплексов

Физические свойства Простые вещества – легкоплавкие серебристо-белые ( Li, Na,  K, Rb ) или золотисто-желтыеФизические свойства Простые вещества – легкоплавкие серебристо-белые ( Li, Na, K, Rb ) или золотисто-желтые ( Cs ) металлы, обладающие высокой мягкостью и пластичностью. Li – наиболее твердый металл Калий Цезий Натрий

Наличие в атомах элементов одного валентного электрона обусловливает низкие значения энергии атомизации , низкие t плавлНаличие в атомах элементов одного валентного электрона обусловливает низкие значения энергии атомизации , низкие t плавл и t кип

В кристаллическом виде металлы имеют объемно-центрированную кристаллическую решетку с металлическим типом химической связи В кристаллическом виде металлы имеют объемно-центрированную кристаллическую решетку с металлическим типом химической связи

Распространенность  вв  природе Li. Li Na. Na KK Rb. Rb Cs. Cs Fr. FrРаспространенность вв природе Li. Li Na. Na KK Rb. Rb Cs. Cs Fr. Fr Содержание (кларк %) 6, 5*10^-3 2, 6 2, 4 1, 5*1 0^-2 3, 7*10^-4 10^-21 Место по распространен ности 28 6 7 17 42 91 Na и K – наиболее широко распространены, встречаются исключительно в виде соединений Щелочные элементы (от Li до Cs ) наряду со стабильными изотопами имеют многочисленные радиоактивные изотопы

Минералы    Na. Cl     Галит (каменная соль) Na. Na 22Минералы Na. Cl Галит (каменная соль) Na. Na 22 SOSO 44 ** 10 H 22 OO Мирабилит

   KCl   Сильвин   KCl ** Na. Cl   KCl Сильвин KCl ** Na. Cl Сильвинит

KCl. KCl ** Mg. Cl 22 6 H 6 H 22 OO    KCl. KCl ** Mg. Cl 22 6 H 6 H 22 OO Карналлит Li. Li 22 OO ** Al. Al 22 OO 33 ** 4 Si. O 22 Сподумен

Получение Na : электролиз расплава Na. Cl.  катод:  Na. Na + + + e+Получение Na : электролиз расплава Na. Cl. катод: Na. Na + + + e+ e — — =Na=Na анод: 22 Cl. Cl — 2 e 2 e — — =Cl=Cl 22 Li : аналогично из Li. Cl Также Na и Li можно получить восстановительным методом: 2 Li 22 O + Si = Si. O 2 2 + 4 Li↑ 3 Na 22 O + 2 Al = 6 Na↑ + Al 22 OO

2 Rb. Cl + Ca  → Ca. Cl 22 + 2 Rb↑  Li 2 Rb. Cl + Ca → Ca. Cl 22 + 2 Rb↑ Li этим способом получать нельзя из-за высокой устойчивости Li 3 N 700 -800°C 2 Cs 22 COCO 33 + Zr → Zr. O 22 + 2 CO 22 ↑ + 4 Cs↑ 650°C 6 KCl + 2 Al + 4 Ca. O → 3 Ca. Cl 22 + Ca. O·Al 22 OO 33 + 6 K 2 KF + Ca. C 22 → Ca. F 22 + 2 C + 2 K↑t° Небольшие количества Na, K, Rb, Cs можно получить термическим разложением их азидов: 2 Na. N 33 → 2 Na↑ + 3 N 22 ↑↑ 300°

Применение Li ,  Na  - теплоносители в ядерных реакторах Na и K  –Применение Li , Na — теплоносители в ядерных реакторах Na и K – применяются для осушки органических растворителей Li – химический источник тока Cs входит в состав катодов для фотоэлементов, электронных лучевых трубок Na 2 CO 3 , Na 2 SO 4 , Na. OH — бумажная, химическая промышленность, металлургия, производство стекла

Качественный анализ на s-s- металлы по окрашиванию пламени Li. Li ++ Na. Na ++ Rb. RbКачественный анализ на s-s- металлы по окрашиванию пламени Li. Li ++ Na. Na ++ Rb. Rb ++ KK ++ Cs. Cs ++

Химические свойства Взаимодействие с простыми веществами 2 M + 2 H 22 O→ 2 MOH +Химические свойства Взаимодействие с простыми веществами 2 M + 2 H 22 O→ 2 MOH + H 22 ↑↑ K + 2 HNO 33 (( конц. )→KNO 33 + NO 22 ↑ + H 22 OO 2 Na + 2 HBr→ 2 Na. Br + H 22 ↑↑ 22 M (M ( кроме Li) + 2 MOH→ 2 M 22 O + H 22 ↑↑

Соединения с неметаллами Na. Cl + H 22 SOSO 44 →Na. HSO 44 + HCl↑ Cs.Соединения с неметаллами Na. Cl + H 22 SOSO 44 →Na. HSO 44 + HCl↑ Cs. Cs 22 CC 22 + 2 H 22 O→ 2 Cs. OH + C 22 HH 22 ↑↑ Li. Li 33 N + 3 H 22 O→ 3 Li. OH + NH 33 ↑↑ KK 33 P + 3 H 22 O→KOH + PH 33 ↑↑

  Кислородные соединения 4 Li+O 22 → 2 Li 22 OO    2 Кислородные соединения 4 Li+O 22 → 2 Li 22 OO 2 M+M 22 OO 22 → 2 M 22 O O 2 Na. OH+2 Na→ 2 Na 22 O+HO+H 22 ↑↑ 2 Li. OH+2 H 22 OO 22 +H+H 22 O→ 2 Li. OOH ·· 3 H 3 H 22 OO 2 Li. OOH ·· 3 H 3 H 22 O→Li 22 OO 22 +4 H+4 H 22 O+½O 22 KOKO 22 +O+O 33 →KO→KO 33 +O+O 22 Li 2 O Na 2 O K 2 O Rb 2 O Cs 2 O

 MM 22 OO 22 +2 H+2 H 22 O→ 2 MOH+H 22 OO 22 MM 22 OO 22 +2 H+2 H 22 O→ 2 MOH+H 22 OO 22 (( на холоду) 22 MM 22 OO 22 +2 H+2 H 22 O →O → 44 MOHMOH ++ O 2 ↑↑ (при нагрев. ) 22 Na. O 22 +H+H 22 O → Na. OH+Na. H+ O 2 ↑↑ (( на холоду) 44 Na. O 22 ++ 22 HH 22 O → 44 Na. OH+ 33 O 2 ↑ ↑ (при нагрев. ) 2 MO 22 +2 H+2 H 22 O→ O→ 2 MOH+H 2 O 2 +O 2 ↑↑ 4 MO 33 +2 H 22 O→ 4 MOH+O 22 ↑↑ 22 Cs. O 3 3 +2 H+2 H 22 O → 22 Cs. OH+ H 2 O 2 +2 O 2 ↑↑ Rb 6 O 9 Cs 7 O Cs 11 O

Гидроксиды 2 Li. OH→Li 22 O + H 22 OO Rb. Rb 22 SOSO 4 4Гидроксиды 2 Li. OH→Li 22 O + H 22 OO Rb. Rb 22 SOSO 4 4 + Ba(OH) 22 →Ba. SO 44 ↓ + 2 Rb. OH 2 Na. OH + Si. O 22 →Na→Na 22 Si. O 33 + H 22 OO Na. OH + CO→Na (( HCOO ))

Растворимость гидроксидов в воде Гидроксиды щелочных металлов прекрасно растворимы в воде,  хорошо растворимы в этанолеРастворимость гидроксидов в воде Гидроксиды щелочных металлов прекрасно растворимы в воде, хорошо растворимы в этаноле (растворимость значительно возрастает от Li. OH к Cs. OH )

Соли Твердые кристаллические вещества с ионным типом кристаллической решетки Почти все соли хорошо растворимы Водные растворыСоли Твердые кристаллические вещества с ионным типом кристаллической решетки Почти все соли хорошо растворимы Водные растворы – сильные электролиты 3 Na. OH ++ HH 33 POPO 44 →Na→Na 33 POPO 44 ++ 3 H 3 H 22 OO 2 KOH ++ HH 22 S→KS→K 22 SS ++ 2 H 2 H 22 OO 6 Na ++ NN 22 → 2 Na 33 NN Na. Na 33 NN ++ 3 H 3 H 22 O→ 3 Na. OH ++ NHNH 33 ↑↑ Na. Na 33 NN ++ 4 HCl→ 3 Na. Cl ++ NHNH 44 Cl. Cl 2 Li ++ 2 C→Li 22 CC 22 Li. Li 22 CC 22 ++ 2 H 2 H 22 O→ 2 Li. OH ++ CC 22 HH 22 ↑↑

Сода (карбонат натрия-кальцинированная сода ) В природе встречается в виде минерала троны  Na. Na 22Сода (карбонат натрия-кальцинированная сода ) В природе встречается в виде минерала троны Na. Na 22 COCO 33 ** Na. HCO 33 ** 22 HH 22 OO Первый промышленный способ- Леблан 1791 г. . (прокаливание при температуре 1000 00 С обезвоженного мирабилита с углем и известняком) Na. Na 22 SOSO 4 4 +4 C + Ca. CO 3 3 → Na 22 COCO 3 3 +4 CO+ Ca. S В настоящее время: Метод Сольве Na. Cl ++ NHNH 33 ++ HH 22 OO ++ COCO 22 →Na. HCO 33 ↓↓ ++ NHNH 44 Cl. Cl 2 Na. HCO 33 →Na→Na 22 COCO 33 ++ HH 22 OO ++ COCO 22 ↑↑

Комплексные соединения В разбавленных водных растворах катионы существуют в форме аквакомплексов Наиболее устойчивы комплексы с полидентатнымиКомплексные соединения В разбавленных водных растворах катионы существуют в форме аквакомплексов Наиболее устойчивы комплексы с полидентатными лигандами Соответствие между размерами катиона металла и внутренней полости лиганда Образование комплексов с краун-эфирами повышает растворимость солей в неполярных растворителях

Выводы Для щелочных металлов характерна способность сгорать на воздухе, образуя смеси оксидов различных типов Основность оксидов,Выводы Для щелочных металлов характерна способность сгорать на воздухе, образуя смеси оксидов различных типов Основность оксидов, образуемых элементами IA -группы, возрастает вниз по группе Гидроксиды металлов IA -группы – сильные основания Малый размер атома лития и низкое координационное число ( КЧ=4 ) обусловливают отличие химии лития от других щелочных металлов Для элементов щелочных металлов характерна способность к образованию устойчивых комплексов