Учебник по Химии.

Оглавление учебника

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

11. Щелочные металлы

Свойства элементов I A группы.

Свойства	3Li	11Na	19K	37Rb	55Cs	87Fr
Атомная масса	6,941	22,9898	39,098	85,468	132,905	[223]
Электронная конфигурация*
	0,155	0,189	0,238	0,253	0,274	0,280
	0,068	0,098	0,133	0,149	0,165	0,175
Энергия ионизации	5,392	5,14	4,341	4,176	3,89	3,98
Относительная электро- отрицательность	0,97	1,01	0,91	0,89	0,86	0,86
Возможные степени окисления	+1	+1	+1	+1	+1	+1
кларк, ат.% (распро- странненость в природе)	0,02	2,0	1,1	7*10^-3	9*10^-9	-
Агрегатное состояние (н. у.), цвет	С Е Р Е Б Р И С Т Ы Е М Е Т А Л Л Ы
	180,05	97,82	63,2	38,7	28,64	23
	1317	890	753,8	701	635	669
Плотность	0,534	0,971	0,862	1,532	1,873	2,1- 2,4
Стандартный электродный потенциал	-3,02	-2,71	-2,92	-2,925	-2,91	-

*Приведены конфигурации внешних электронных уровней атомов соответствующих элементов. Конфигурации остальных электронных уровней совпадают с таковыми для благородных газов, завершающих предыдущий период и указанных в скобках.

Как видно из данных, приведенных в таблице, элементы IA обладают большими атомными радиусами (самыми большими в периоде) и низкой энергией ионизации (самой низкой в периоде), при этом в группе энергия ионизации уменьшается сверху вниз, так что Cs обладает наименьшей энергией ионизации вообще. Аналогичные выводы можно сделать и исходя из значений относительной электроотрицательности. В силу выше названных причин, химические связи в соединениях щелочных металлов – ионные.

Физические свойства. Элементы IA группы – типичные металлы. В силу относительной легкости протекания процесса ионизации, они - сильные восстановители, особенно Rb и Cs, что позволяет широко использовать их в фотоэлементах.

Это металлы, серебристого цвета (у Cs иногда встречается розовато-желтоватый оттенок), мягкие, пластичные, легкоплавкие, легколетучие. Обладают хорошей тепло- и электропроводностью.

Уменьшение температуры плавления от Li к Cs объясняется увеличением размера атома (см. табл.) и, как следствие, ослаблением межатомных связей.

Практическое применение. Na используется как восстановитель в металлотермии. Li и Na также применяются при изготовлении сталей, в качестве т. наз. “раскислителей”, которые удаляют примеси из стали (O₂, N₂ , S, As и др.).

Получение. Из-за высокой химической активности щелочные металлы встречаются в природе только в виде соединений (галогенидов, нитратов силикатов и др.). Чистые металлы получают путем электролиза расплавов галогенидов и щелочей или металлотермией.

Химические свойства. Как уже было сказано, элементы IA группы – сильные восстановители, активные металлы (Ме). Они легко реагируют с водой, кислотами. другими металлами и неметаллами, особенно при нагревании: