Лужні метали – таблиця

Найбільш активними серед металів є лужні метали. Вони активно вступають в реакції з простими і складними речовинами.

Загальні відомості

Лужні метали знаходяться в I групі періодичної таблиці Менделєєва. Це м’які одновалентні метали сіро-сріблястого кольору з невеликою температурою плавлення і невисокою щільністю. Виявляють єдину ступінь окислення +1, будучи восстановителями. Електронна конфігурація – ns1.

Загальна характеристика металів I групи приведена в таблиці.

Список лужних металів Формула Номер Період

пл., °C

кип., °C ρ, г/см3
Літій Li 3 2 180,5 1340 0,533
Натрі Na 11 3 98 883 0,968
Калій K 19 4 63,07 759 0,856
Рубідій Rb 37 5 39,5 688 1,532
Цезій Cs 55 6 28,4 671 1,90
Францій Fr 87 7 20 690 1,87

Активні метали швидко реагують з іншими речовинами, тому в природі знаходяться тільки в складі мінералів.

Отримання

Для отримання чистого лужного металу використовується кілька способів:

електроліз розплавів, найчастіше хлоридів або гідроксидів –

2NaCl → 2Na + Cl2, 4NaOH → 4Na + 2H2O + O2 ↑;

прожарювання соди (карбонату натрію) з вугіллям для отримання натрію –

Na2CO3 + 2C → 2Na + 3CO;

відновлення кальцієм рубідію з хлориду при високих температурах –

2RbCl + Ca → 2Rb + CaCl2;

відновлення цезію з карбонату за допомогою цирконію –
2Cs2CO3 + Zr → 4Cs + ZrO2 + 2CO2.

Взаємодія

Властивості лужних металів обумовлені їх будовою. Перебуваючи в першій групі періодичної таблиці, вони мають всього один валентний електрон на зовнішньому енергетичному рівні. Єдиний електрон легко переходить до атома окислювача, що сприяє швидкому вступу в реакцію.

Металеві властивості збільшуються в таблиці зверху вниз, тому літій розлучається з валентним електроном важче, ніж франций. Літій – найбільш твердий елемент серед всіх лужних металів. Реакція літію з киснем проходить тільки під впливом високої температури. З водою літій реагує значно повільніше, ніж інші метали групи.

Загальні хімічні властивості представлені в таблиці.

Реакція Продукти Рівняння
З киснем Оксид (R2O) утворює тільки літій. Натрій утворює суміш оксиду і пероксиду (R2O2). Решта метали утворюють надпероксида (RO2)

– 4Li + O2→ 2Li2O;

– 6Na + 2O2 → 2Na2O + Na2O2;

– K + O2 → KO2

З воднем Гідриди

2Na + H2 → 2NaH

З водою Гідроксиди 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
З кислотами Солі

2Na + 2HCl → 2NaCl + H

З галогенами Гологеніди

2Li + Cl2 → 2LiCl

З азотом (реагує тільки літій при кімнатній температурі) Нітрид 6Li + N2 → 2Li3N
З сіркою Сульфіди 2Na + S → Na2S
З вуглецем (реагують тільки літій і натрій) Карбіди

– 2Li + 2C → Li2C2;

– 2Na + 2C → Na2C2

З фосфором Фосфіди 3K + P → K3P
З кремнієм Силіциди 4Cs + Si → Cs4Si
З аміаком Аміди

2Li + 2NH3→ 2LiNH2 + H2

При якісної реакції мають різний колір полум’я. Літій горить малиновим, натрій – жовтим, цезій – рожево-фіолетовим полум’ям. Оксиди лужних металів також мають різний колір. Натрій стає білим, рубідій і калій – жовтими.

Застосування

Прості метали та їхні сполуки використовуються для виготовлення легких сплавів, металевих деталей, добрив, соди та інших речовин. Рубідій і калій використовуються в якості каталізаторів. Пари натрію застосовуються в люмінесцентних лампах. Не має практичного застосування тільки франций через радіоактивні властивостей. Як використовують елементи I групи коротко описано в таблиці застосування лужних металів.

Область застосування Застосування
Хімічна промисловість

– Натрій прискорює реакцію при виробництві каучуку;

– гідроксид калію і натрію – виробництво мила;

– карбонат натрію і калію – виготовлення скла, мила;

– гідроксид натрію – виготовлення паперу, мила, тканини;

– нітрат калію – виробництво добрив


Харчова промисловість

– Хлорид натрію – кухонна сіль;

– гідрокарбонат натрію – питна сода

Металургія Калій і натрій є відновниками при отриманні титану, цирконію, урану
Енергетика

– Розплави калію і натрію використовуються в атомних реакторах і авіаційних двигунах;

– літій використовується для виробництва акумуляторів

Електроніка Цезій – виробництво фотоелементів
Авіація і космонавтика  Сплави з алюмінію і літію використовуються для корпусів машин і ракет
ПОДІЛИТИСЯ: