Лужні і лужноземельні метали

Найбільш активними серед металевої групи є лужні і лужноземельні метали. Це м’які легкі метали, котрі вступають в реакції з простими і складними речовинами.

Загальний опис

Активні метали займають першу і другу групи періодичної таблиці Менделєєва. Повний список лужних і лужноземельних металів:

  • літій (Li);
  • натрій (Na);
  • калій (K);
  • рубідій (Rb);
  • цезій (Cs);
  • Францій (Fr);
  • берилій (Be);
  • магній (Mg);
  • кальцій (Ca);
  • стронцій (Sr);
  • барій (Ba);
  • радій (Ra).

Електронна конфігурація лужних металів – ns1, лужноземельних металів – ns2. Відповідно, постійна валентність лужних металів – I, лужноземельних – II. За рахунок невеликої кількості валентних електронів на зовнішньому енергетичному рівні активні метали проявляють потужні властивості відновника, віддаючи зовнішні електрони в реакціях. Чим більше енергетичних рівнів, тим менше зв’язок з зовнішніх електронів з ядром атома. Тому металеві властивості зростають в групах зверху вниз.

Через активність метали I і II груп знаходяться в природі тільки в складі гірських порід. Чисті метали виділяють за допомогою електролізу, прожарювання, реакції заміщення.

Фізичні властивості

Лужні метали мають сріблясто-білий колір з металевим блиском. Цезій – сріблясто-жовтий метал. Це найбільш активні і м’які метали. Натрій, калій, рубідій, цезій ріжуться ножем. За м’якості нагадують віск.

Лужноземельні метали мають сірий колір. У порівнянні з лужними металами є більш твердими, щільними речовинами. Ножем можна розрізати тільки стронцій. Найщільніший метал – радій (5,5 г/см3).

Найбільш легкими металами є літій, натрій і калій. Вони плавають на поверхні води.

Хімічні властивості

Лужні і лужноземельні метали реагують з простими речовинами і складними сполуками, утворюючи солі, оксиди, луги. Основні властивості активних металів описані в таблиці.

Взаємождія Лужні метали Лужноземельні метали
З киснем

Самозагоряються на повітрі. Утворюють надпероксида (RO2), крім літію і натрію. Літій утворює оксид при нагріванні вище 200 ° C. Натрій утворює суміш пероксиду і оксиду.

Приклади:

– 4Li + O2 → 2Li2O;

– 2Na + О2 → Na2O2;

– Rb + O2 → RbO2

На повітрі швидко утворюються захисні оксидні плівки. При нагріванні до 500 ° С самозагоряються.

Приклади:

– 2Mg + O2 → 2MgO;

– 2Ca + O2 → 2CaO

З неметалами

Реагують при нагріванні з сіркою, воднем, фосфором:

– 2K + S → K2S;

– 2Na + H2 → 2NaH;

– 2Cs + 5P → Cs2P5.

З азотом реагує тільки літій, з вуглецем – літій і натрій:

– 6Li + N2 → 2Li3N;

– 2Na + 2C → Li2C2


Реагують при нагріванні:

– Ca + Br2 → CaBr2;

– Be + Cl2 → BeCl2;

– Mg + S → MgS;

– 3Ca + 2P → Ca3P2;

– Sr + H2 → SrH2

З галогенами

Бурхливо реагують з утворенням галогенідів:

2Na + Cl2→ 2NaCl

З водою

Утворюються луги. Чим нижче метал розташований в групі, тим активніше протікає реакція. Літій взаємодіє спокійно, натрій горить жовтим полум’ям, калій – зі спалахом, цезій і рубідій вибухають.

приклади:

– 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2­↑;

– 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2

Менш активно, ніж лужні метали, реагують при кімнатній температурі:

– Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2;

– Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

З кислотами

Зі слабкими і розведеними кислотами реагують з вибухом. З органічними кислотами утворюють солі.

приклади:

– 8K + 10HNO3 (конц) → 8KNO3 + N2O + 5H2O;

– 8Na + 5H2SO4 (конц) → 4Na2SO4 + H2S↑ + 4H2O;

– 10Na + 12HNO3 (разб) → N2 + 10NaNO3+ 6H2O;

– 2Na + 2CH3COOH → 2CH3COONa + H2

Утворюються солі

– 4Sr + 5HNO3 (конц) → 4Sr(NO3)2 + N2O +4H2O;

– 4Ca + 10H2SO4(конц) → 4CaSO4 + H2S↑ + 5H2O

З лугами

З усіх металів реагує тільки берилій:

Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2

З оксидами

 Вступають в реакцію все метали, крім берилію. Заміщають менш активні метали:

2Mg + ZrO2 → Zr + 2MgO

Лужні і лужноземельні метали можна виявити за допомогою якісної реакції. При горінні метали фарбуються в певний колір. Наприклад, натрій горить жовтим полум’ям, калій – фіолетовим, барій – світло-зеленим, кальцій – темно-оранжевим.

Що ми дізналися?

Лужні і лужноземельні – найбільш активні метали. Це м’які прості речовини сірого або сріблястого кольору з невеликою щільністю. Літій, натрій, калій плавають на поверхні води. Лужноземельні метали більш тверді і щільні, ніж лужні. На повітрі швидко окислюються. Лужні метали утворюють надпероксида і пероксиди, оксид утворює тільки літій. Бурхливо реагують з водою при кімнатній температурі. З неметалами реагують при нагріванні. Лужноземельні метали вступають в реакцію з оксидами, витісняючи менш активні метали. З лугами реагує тільки берилій.

ПОДІЛИТИСЯ: