Diğer alkali metallerin bileşiklerine kıyasla lityum bileşiklerinin özellikleri.

Hidritler, oksitler, peroksitler, alkali metallerin hidroksitleri: bileşiklerdeki kimyasal bağlar, hazırlanışı ve özellikleri.

Endüstride sodyum, sodyum hidroksit ve sodyum karbonat üretimi.

Alkali çözeltileriyle etkileşim: a) amfoterik metaller; b) metal olmayanlar; c) asit oksitler; d) amfoterik oksitler.

I. I. Mendeleev Li, Na, K, Rb, Cs ve Fr elementlerinin periyodik tablosunun alt grubu IA'nın metallerine alkalin denir.

Alkali ve toprak alkali metaller Be ve Mg en elektropozitif elementler arasındadır. Diğer elementlerle bileşiklerde, IA alt grubunun metalleri için tipik oksidasyon durumu +1 ve PA alt grubunun metalleri için +2'dir. Artan sayılarla elektronik katmanlar ve yarıçap arttıkça atomların iyonlaşma enerjisi azalır. Sonuç olarak alt gruplardaki elementlerin kimyasal aktiviteleri atom numaralarının artmasıyla artar. Düşük iyonizasyon enerjisi, karakteristik fotoelektrik etkilerinin yanı sıra gaz yakıcı alev tuzlarıyla renklendirilmesiyle ilişkilidir. Alkali ve alkali toprak metalleri, dış elektronların kolay bağışı nedeniyle ağırlıklı olarak iyonik bağlara sahip bileşikler oluşturur.

Alkali ve toprak alkali metaller yüksek

kimyasal aktivite. Hidrojende ısıtıldıklarında oluşurlar

hidritler hidrojen içeren tuz benzeri bileşiklerdir

negatif yüklü bir iyon olarak. Havadaki alkali

metaller hızla oksitlenir ve aktivitelerine bağlı olarak oluşur

oksitler, peroksitler, süperoksitler veya ozonitler.

Bu durumda Ci, Na ve K" havada veya sadece kuru oksijenden oluşan bir atmosferde tutuşur.

ısıtıldığında a, Rb ve Cs ısınmadan kendiliğinden tutuşur.

Yanma sırasında M2O oksit bileşiminin oluşumu yalnızca karakteristiktir

lityum için. Sodyum peroksit bileşimi M 2 O 2, potasyum, rubidyum oluşturur

ve sezyum - MO 2 bileşiminin süperoksitleri.

Alkali metaller suyla güçlü bir şekilde reaksiyona girer, hidrojeni sudan uzaklaştırır ve karşılık gelen hidroksitleri oluşturur. Bu metallerin su ile etkileşim aktivitesi, elementin atom numarası arttıkça artar. Böylece lityum su ile erimeden reaksiyona girer, sodyum erir, potasyum kendiliğinden tutuşur ve rubidyum ile sezyum arasındaki etkileşim daha da güçlü bir şekilde ilerler. Alkali metaller halojenlerle ve ısıtıldığında kükürtle kuvvetli reaksiyona girer.

Alkali metal hidroksitler - ağırlıklı olarak bileşikler

ama iyonik bir bağ. Sulu çözeltilerde tamamen ayrışırlar

Bağın özel doğası aynı zamanda yüksek termallerini de açıklamaktadır.

stabilite: kaynama sıcaklığına (1300 ° C'nin üzerinde) ısıtıldığında bile suyu ayırmazlar. Bunun istisnası, ısıtıldığında suyun ayrılmasıyla ayrışan lityum hidroksittir. Lityumun davranışı bazı açılardan diğer alkali metallerin davranışından farklıdır. Bu, grubun diğer unsurlarıyla eksik elektronik analojisiyle açıklanmaktadır.

Alkali metallerden yalnızca lityum göreceli olarak küçük Isıtıldığında nitrojen, karbon ve silikon ile etkileşime girerek sırasıyla Li 3 N nitrür, Li 2 C 2 karbür ve Li 6 Si 2 silisit oluşturur. Nem varlığında nitrür oluşumu oda sıcaklığında zaten meydana gelir.

Neredeyse tüm tuzları suda yüksek oranda çözünür olan alkali metallerin aksine, lityum, az çözünen florür LiF karbonat Li2C03 ve fosfat Li3P04 oluşturur.

Kalsiyum, stronsiyum ve baryum, oksijen ve suya göre alkali metaller gibi davranır. Hidrojen açığa çıkararak ve M(OH)2 hidroksitlerini oluşturarak suyu ayrıştırırlar. Oksijenle etkileşime girerek, alkali metallerin benzer bileşikleri gibi suyla reaksiyona giren oksitler (CaO) ve peroksitler (SrO 2, BaO 2) oluştururlar.

Magnezyum ayrıca alkali toprak metallerinden önemli ölçüde farklıdır. Örneğin hidroksitinin çözünürlüğünün düşük olması nedeniyle soğuk suyla reaksiyona girmez. Isıtma işlemi kolaylaştırır.

Genel olarak PA alt grubunun metalleri kimyasal olarak aktiftir: ısıtıldıklarında halojenler ve kükürt ile etkileşime girerek karşılık gelen tuzları oluştururlar ve moleküler nitrojen ile birleşirler.

Alkali metal tuzları gibi alkali toprak metal tuzları da iyonlardan oluşur. Bu metallerin tuzları brülör alevini renklendirir V karakteristik renkler; Be ve Mg bileşiklerinde bu durum görülmez.

Alkali metal tuzlarının aksine, PA alt grubunun birçok metal tuzu, özellikle florürler (BeF2 hariç) zayıf şekilde çözünür. sülfatlar (BeS04 ve MgS04 hariç), karbonatlar. Sulu çözeltilerden Be 2+, değişken bileşimli bazik karbonatlar formunda, Mg 2+ - 4MgCO3 -Mg(OH) 2 -5H2 O ve Ca 2+, Sr 2+ ve Ba formunda çökeltilir. 2+ orta karbonatlar MSOz formunda çökeltilir.

A) Be+2NaOH= Na2BeO2+H2

Al+NaOH+H2O=NaAlO2+H2

B) Halojenler dışındaki metal olmayanlar alkali çözeltilerle reaksiyona girmez.

Cl2+NaOH=NaClO3+NaCl+H2O

İÇİNDE) asit oksitler yalnızca alkalilerde çözünerek tuz ve su oluşturur

SO3+2NaOH=Na2So4+H2o

G) Amph me güçlü alkalilerle reaksiyona girerek asidik özelliklerini sergiler, örneğin:

ZnO + 2NaOH → Na2 ZnO2 + H2O Amfoterik oksitler alkalilerle iki şekilde reaksiyona girebilir: çözeltide ve eriyikte.

Alkali ile reaksiyona girdiğinde eriyik içinde sıradan bir orta tuz oluşur (yukarıdaki örnekte gösterildiği gibi).

Bir alkali ile reaksiyona girdiğinde çözeltide kompleks bir tuz oluşur.

Al203 + 2NaOH + 3H20 → 2Na (B bu durumda sodyum tetrahidroksialüminat oluşur)

Alkali metaller - ortak ad kimyasal elementlerin periyodik tablosunun 1. grubunun elementleri. Bileşimi şöyledir: lityum (Li), sodyum (Na), potasyum (K), rubidyum (Rb), sezyum (Cs), fransiyum (Fr) ve varsayımsal bir element olan ununenniyum (Uue). Grubun adı alkali reaksiyona ve tada sahip olan çözünebilir sodyum ve potasyum hidroksitlerin adından gelmektedir. düşünelim ortak özellikler Elementlerin atomlarının yapısı, özellikleri, basit maddelerin hazırlanışı ve kullanımı.

Eski ve yeni grup numaralandırması

Eski numaralandırma sistemine göre periyodik tablonun en soldaki dikey sütununu kaplayan alkali metaller şu şekilde sınıflandırılır: I-A grubu. 1989'da Uluslararası Kimya Birliği (IUPAC) ana seçenek olarak farklı bir seçenek (uzun vadeli) önerdi. Yeni sınıflandırma ve sürekli numaralandırmaya göre alkali metaller 1. gruba aittir. Bu kompleks, 2. dönemin bir temsilcisi olan lityum tarafından açılır ve 7. dönemin radyoaktif elementi olan francium tarafından tamamlanır. Grup 1'in tüm metalleri, atomlarının dış kabuğunda kolayca vazgeçebilecekleri (geri kazanabilecekleri) bir s-elektronu içerir.

Alkali metal atomlarının yapısı

Grup 1'in elemanları, önceki inert gazın yapısını tekrarlayan ikinci bir enerji seviyesinin varlığı ile karakterize edilir. Lityumun sondan bir önceki katmanda 2 elektronu, geri kalanında ise 8 elektronu vardır. İÇİNDE kimyasal reaksiyonlar Atomlar kolayca dış elektronlarından vazgeçerek enerji açısından uygun bir soy gaz konfigürasyonu elde ederler. Grup 1 elementleri düşük iyonlaşma enerjisine ve elektronegatifliğe (EO) sahiptir. Kolayca tek yüklü pozitif iyonlar oluştururlar. Lityumdan fransiyuma geçerken proton ve elektron sayısı ve atomun yarıçapı artar. Rubidyum, sezyum ve fransiyum dış elektronlarını gruptaki kendilerinden önceki elementlere göre daha kolay verirler. Sonuç olarak grupta yukarıdan aşağıya doğru yenilenme kapasitesi artar.

Alkali metallerin kolay oksidasyonu, grup 1'in elemanlarının doğada tek yüklü katyonlarının bileşikleri şeklinde bulunmasına yol açar. İçindekiler yer kabuğu sodyum - %2,0, potasyum - %1,1. Diğer elementler küçük miktarlarda bulunur, örneğin fransiyum rezervleri - 340 g. Sodyum klorür deniz suyunda, tuzlu göllerin ve haliçlerin tuzlu suyunda çözünür ve kaya veya sofra tuzu birikintileri oluşturur. Halitin yanı sıra silvinit NaCl de oluşur. KCl ve silvit KCl. Feldspat potasyum alüminosilikat K2'den oluşur. Sodyum karbonat çok sayıda gölün suyunda çözülür ve elementin sülfat rezervleri Hazar Denizi sularında (Kara-Boğaz-Gol) yoğunlaşır. Şili'de (Şili güherçilesi) sodyum nitrat yatakları vardır. Sınırlı sayıda doğal olarak oluşan lityum bileşikleri vardır. Rubidyum ve sezyum, grup 1 elementlerinin bileşiklerinde yabancı maddeler olarak bulunur ve fransiyum, uranyum cevherlerinde bulunur.

Alkali metallerin keşif sırası

İngiliz kimyager ve fizikçi G. Davy, 1807 yılında alkali eriyiklerinin elektrolizini gerçekleştirerek ilk kez serbest formda sodyum ve potasyum elde etti. 1817'de İsveçli bilim adamı Johann Arfvedson minerallerde lityum elementini keşfetti ve 1825'te G. Davy saf metali izole etti. Rubidyum ilk kez 1861'de R. Bunsen ve G. Kirchhoff tarafından keşfedildi. Alman araştırmacılar alüminosilikatların bileşimini analiz etti ve spektrumda yeni elemente karşılık gelen kırmızı bir çizgi elde etti. 1939'da Paris Radyoaktivite Enstitüsü çalışanı Margarita Pere, francium izotopunun varlığını tespit etti. Elemente anavatanının onuruna isim verdi. Ununennium (eka-francium), yeni bir atom türünün ön adıdır. seri numarası 119. Uue kimyasal sembolü geçici olarak kullanılır. 1985'ten beri araştırmacılar 8. periyotta birinci, 1. grupta yedinci olacak yeni bir elementi sentezlemeye çalışıyorlar.

Alkali metallerin fiziksel özellikleri

Hemen hemen tüm alkali metaller gümüşi beyaz bir renge ve yeni kesildiğinde metalik bir parlaklığa sahiptir (sezyum altın sarısı bir renge sahiptir). Havada parlaklık kaybolur ve lityum üzerinde gri bir film belirir, yeşilimsi siyaha döner. Bu metal, grup komşuları arasında en sert olanıdır ancak Mohs ölçeğine göre en yumuşak mineral olan talktan daha düşüktür. Sodyum ve potasyumun bükülmesi kolaydır ve kesilebilir. Rubidyum, sezyum ve francium saf biçim hamur benzeri bir kütleyi temsil eder. Alkali metallerin erimesi nispeten düşük sıcaklıklarda meydana gelir. Lityum için bu değer 180,54 °C'ye ulaşır. Sodyum 97,86 °C'de, potasyum 63,51 °C'de, rubidyum 39,32 °C'de, sezyum 28,44 °C'de erir. Alkali metallerin yoğunluğu ilgili maddelerin yoğunluğundan daha azdır. Lityum gazyağı içinde yüzer, suyun yüzeyine yükselir, potasyum ve sodyum da içinde yüzer.

Kristalin durum

Alkali metallerin kristalizasyonu kübik sistemde (cisim merkezli) meydana gelir. Bileşimindeki atomlar, elektronların serbest seviyelere kadar hareket edebileceği bir iletim bandına sahiptir. Özel bir kimyasal bağ (metalik) gerçekleştirenler bu aktif parçacıklardır. Enerji seviyelerinin ortak yapısı ve kristal kafeslerin doğası, grup 1'deki elementlerin benzerliğini açıklamaktadır. Lityumdan sezyuma geçerken elementlerin atomlarının kütleleri artar, bu da yoğunlukta doğal bir artışa ve diğer özelliklerde bir değişikliğe yol açar.

Alkali metallerin kimyasal özellikleri

Alkali metal atomlarındaki tek dış elektron, çekirdeğe zayıf bir şekilde çekilir, bu nedenle düşük iyonlaşma enerjisi ve negatif veya sıfıra yakın elektron ilgisi ile karakterize edilirler. İndirgeyici aktiviteye sahip olan grup 1 elemanları pratik olarak oksitleme yeteneğine sahip değildir. Grupta yukarıdan aşağıya doğru kimyasal reaksiyonlarda aktivite artar:

Alkali metallerin hazırlanması ve kullanımı

Grup 1'e ait metaller, halojenürlerin ve diğer doğal bileşiklerin eriyiklerinin elektrolizi yoluyla endüstriyel olarak üretilir. Eylem tarafından ayrıştırıldığında elektrik akımı Katottaki pozitif iyonlar elektron kazanır ve serbest metale indirgenir. Karşı elektrotta anyon oksitlenir.

Hidroksitin elektrolizi sırasında anotta erir, OH - parçacıkları oksitlenir, oksijen açığa çıkar ve su elde edilir. Diğer bir yöntem ise alkali metallerin erimiş tuzlardan kalsiyum ile termal olarak indirgenmesidir. Basit maddeler ve grup 1 elementlerinin bileşikleri pratik önemi. Lityum nükleer enerjide hammadde görevi görüyor ve roket teknolojisinde kullanılıyor. Metalurjide artık hidrojen, nitrojen, oksijen ve kükürtün uzaklaştırılmasında kullanılır. Hidroksit, alkalin pillerde elektroliti desteklemek için kullanılır.

Sodyum aşağıdakiler için gereklidir: nükleer enerji, metalurji, organik sentez. Güneş pillerinin üretiminde sezyum ve rubidyum kullanılmaktadır. Geniş Uygulama Hidroksitleri ve tuzları, özellikle klorürleri, nitratları, sülfatları ve alkali metallerin karbonatlarını bulabilirsiniz. Katyonların biyolojik aktivitesi vardır; sodyum ve potasyum iyonları insan vücudu için özellikle önemlidir.

“Lityum en hafif metaldir; özgül ağırlığı 0,59'dur, bunun sonucunda petrol üzerinde bile yüzer; yaklaşık 185°'de erir, ancak kızgın ısı altında buharlaşmaz. Rengi sodyuma benziyor ve onun gibi sarı bir tonu var.”

D. I. Mendeleev. Kimyanın temelleri.

1817'de 25 yaşındaki İsveçli kimyager Johan August Arfvedson (1792-1841), petalit mineralinden "şimdiye kadar bilinmeyen nitelikte yeni bir yanıcı alkali" (lityum hidroksitti) izole ettiğinde, öğretmeni ünlü İsveçli kimyager Jens Jakob Berzelius (1779-1848), buna Yunancadan lithion adını vermeyi önerdi. lithos - taş.

Bu alkali, halihazırda bilinen sodyum ve potasyum alkalilerinin aksine, ilk olarak taşların "krallığında" keşfedildi. 1818 yılında İngiliz kimyager Humphry Davy (1778-1829), lityum adını verdiği “lithion”dan yeni bir metal elde etti. Aynı Yunanca kök “litosfer”, “litografi” (taş kalıptan baskı) vb. sözcüklerde de vardır.

Lityum, yalnızca 0,53 g/cm3 (suyun yarısı) yoğunluğuyla katı maddeler arasında en hafif olanıdır. Lityum, lityum klorür eriyiğinin elektrolizi ile elde edilir. Lityum metalinin nadir bir özelliği nitrojenle reaksiyonudur. normal koşullar lityum nitrür oluşumu ile.

Lityum üretimde giderek daha fazla kullanılıyor lityum iyon piller. Sonuç olarak, 2012 yılında küresel lityum üretimi 37 bin tona ulaştı; bu, 2005 yılına göre beş kat daha fazla.

Lityum bileşikleri cam ve seramik endüstrilerinde kullanılmaktadır. Lityum hidroksit - kabinlerdeki fazla karbondioksitin emicisi uzay gemileri ve denizaltılar. Lityum karbonat psikiyatride belirli bozuklukların tedavisinde kullanılır. Ortalama bir insanın 1 mg'dan az lityumu vardır.

Sodyum

“Metalik sodyumun üretimi kimyadaki en önemli keşiflerden biridir; yalnızca basit cisimler kavramını genişlettiği ve daha doğru hale getirdiği için değil, özellikle sodyumda olduğu için. kimyasal özellikler diğer iyi bilinen metallerde yalnızca zayıf bir şekilde ifade edilir.

D. I. Mendeleev. Kimyanın temelleri.

Rusça adı “sodyum”dur (aynı zamanda İsveççe ve Alman dilleri) "natron" kelimesinden gelir: Eski Mısırlıların mumyalama işleminde kullanılan kuru soda adını verdikleri şey budur. 18. yüzyılda “mineral alkali” - kostik sodaya “natron” adı verildi. Şimdi soda kirecine kostik soda ve kalsiyum oksit (İngilizce soda kirecinde) ve İngilizcede sodyum (ve diğer birçok dilde - sodyum) karışımı denir. "Soda" kelimesi buradan gelir. Latince adı Solyanka bitkileri (sodanum). Bu, eski zamanlarda külü cam yapımında kullanılan bir kıyı deniz bitkisidir. Bu kül, soda adı verilen sodyum karbonat içerir. Ve şimdi soda, pencere camı da dahil olmak üzere çoğu camın üretimi için ücretin en önemli bileşenidir.

Halit sodyumun ana mineralidir

Sodyum metalinin neye benzediğini ilk gören kişi, elektroliz kullanarak yeni metali izole eden G. Davy oldu. Ayrıca yeni element için bir isim önerdi: sodyum.

Sodyum - çok aktif metal Havada hızla oksitlenir ve oksijen ve su buharı ile reaksiyon ürünlerinden oluşan kalın bir kabukla kaplanır. İyi bilinen bir ders deneyimi var: Eğer suya küçük bir parça sodyum atılırsa, onunla reaksiyona girmeye başlayacak ve hidrojen açığa çıkacaktır. Reaksiyon, sodyumu eriten çok fazla ısı açığa çıkarır ve topu yüzey boyunca ilerler. Su, sodyumu soğutur ve hidrojenin alev almasını engeller, ancak sodyum parçası büyükse yangın ve hatta patlama mümkündür.

Sodyum metali çeşitli sentezlerde indirgeyici madde olarak ve ayrıca sulu olmayan sıvılar için kurutucu madde olarak yaygın şekilde kullanılır. Yüksek kapasiteli sodyum-sülfür pillerde bulunur. Oda sıcaklığında sıvı olan, düşük erime noktalı sodyum ve potasyum alaşımı, fazlalığı gideren bir soğutucu olarak çalışır. termal enerji itibaren nükleer reaktörler. Herkes biliyor sarı sodyum varlığında alev: içine en küçük bir tuzlu çorba damlası girdiğinde gaz yakıcının alevi bu şekilde renklenir. Sokakları aydınlatan enerji tasarruflu deşarj lambalarında sodyum buharı sarı renkte parlıyor.

Yüzyıllar boyunca gıdaları korumanın tek yolu tuzdu. Sofra tuzu olmadan, uzun deniz yolculukları, dünya çapında keşif gezileri ve büyük coğrafi keşifler. Rusya tarihi, 1648'de başlayıp tüm ülkeye yayılan Tuz İsyanı adı verilen görkemli bir ayaklanmayı biliyor. Ayaklanmanın nedenlerinden biri de tuz vergisinin artmasıydı.

Sodyum bir zamanlar yılda yüzbinlerce ton üretiyordu: benzinin oktan sayısını artıran tetraetil kurşun üretmek için kullanılıyordu. Birçok ülkede kurşunlu benzin yasağı, sodyum üretimini azalttı. Şu anda küresel sodyum üretimi yılda yaklaşık 100 bin tondur.

Mineral halit (sodyum klorür) çok büyük kaya tuzu birikintileri oluşturur. Yalnızca Rusya'da rezervleri on milyarlarca tonu buluyor. Halit genellikle %8'e kadar diğer tuzları, özellikle de magnezyum ve kalsiyumu içerir. Yılda 280 milyon tondan fazla sodyum klorür üretiliyor ve bu, en büyük ölçekli üretimlerden biri. Sodyum nitrat bir zamanlar Şili'de büyük miktarlarda çıkarıldı, dolayısıyla adı Şili güherçilesi oldu.

Birçoğu halihazırda bilinen diğer sodyum tuzları da kullanılmaktadır. En ünlülerinden biri sodyum sülfattır. Bu tuz su içeriyorsa buna Glauber tuzu denir. Hazar Denizi'nin Kara-Boğaz-Göl Körfezi'nde (Türkmenistan) ve bazı tuz göllerinde suyun buharlaşması sırasında büyük miktarlarda oluşur. Günümüzde cam, kağıt ve tekstil üretiminde güneş enerjisini depolayan cihazlarda ısı akümülatörü olarak sodyum sülfat çözeltileri kullanılmaktadır.

Sofra tuzu

Sodyum hayati bir elementtir. Sodyum iyonları esas olarak hücre dışı sıvıda bulunur ve kas kasılma mekanizmasında (sodyum eksikliği kramplara neden olur), su-tuzun (sodyum iyonları vücutta su tutar) ve asit-baz dengesinin (sabit bir kanın korunması) korunmasında rol oynar. pH değeri). Midede sodyum klorür üretilir hidroklorik asit, onsuz yiyecekleri sindirmek imkansızdır. Ortalama bir insanın vücudundaki sodyum içeriği yaklaşık 100 g'dır. Sodyum vücuda esas olarak sofra tuzu şeklinde girer, günlük dozu 3-6 g'dır. 30 g'ın üzerindeki tek doz yaşamı tehdit eder.

Potasyum

Arapça'da el-kıli, kül ve aynı zamanda kalsine edilmiş bir şey anlamına gelir. Bitki külünden elde edilen ürüne de potasyum karbonat denmeye başlandı. Ayçiçeği külü %30'dan fazla potasyum içerir. Arapça artikel olmadan Rusçada bu kelime “potasyum”a dönüştü. Rusça ve Latince'nin (kalium) yanı sıra bu terim birçok dilde korunmuştur. Avrupa dilleri: Almanca, Felemenkçe, Danca, Norveççe, İsveççe (Latince -um ile biten), Yunanca (κάλιο) ve ayrıca bazı dillerde Slav dilleri: Sırpça (kalijum), Makedonca (kalium), Slovence (kalij).

Potasyum yerkabuğunda en yaygın bulunan elementlerden biridir. Başlıca mineralleri silvin (potasyum klorür), silvinit (karışık potasyum ve sodyum klorür) ve karnallittir (karışık potasyum ve magnezyum klorür). Silvin ve potasyum nitrat (potasyum nitrat, aynı zamanda Hint güherçilesi olarak da bilinir) potasyumlu gübre olarak büyük miktarlarda kullanılır. Potasyum, azot ve fosforla birlikte bitki beslenmesinde en önemli üç elementten biridir.

Sylvin, ana potasyum minerallerinden biridir (sylvinite ve carnallite ile birlikte).

Elementin İngilizce adı (potasyum) ve Rus adı Cermen grubunun dillerinden ödünç alınan potasyum karbonat (potas); İngilizce, Almanca ve Felemenkçe'de kül, küldür, çömlek çömlektir, yani potas "bir çömleğin külüdür". Daha önce potasyum karbonat, külden elde edilen ekstraktın fıçılarda buharlaştırılmasıyla elde ediliyordu; sabun yapımında kullanıldı. Potasyum sabunu, sodyum sabununun aksine sıvıdır. Külün Arapça isminden, birçok Avrupa dilinde alkalinin ismi gelmektedir: İngilizce. ve gol. alkali, Almanca Alkali, Fransızca ve İtalyan alkali vb. Aynı kök “alkaloidler” yani “alkaliler gibi” kelimesinde de mevcuttur.

Potasyum, G. Davy tarafından keşfedilen ilk elementtir (aynı zamanda lityum, baryum, kalsiyum, stronsiyum, magnezyum ve boru da ilk elde eden kişidir). Davy ıslak bir potasyum hidroksit parçasını elektrolize tabi tuttu. Aynı zamanda Davy'ye göre yüzeyinde “güçlü metalik parlaklığa sahip, dıştan cıvadan hiçbir farkı olmayan küçük toplar ortaya çıktı. Bazıları oluştuktan hemen sonra patlamayla ve parlak bir alev görünümüyle yandı, bazıları ise yanmadı, sadece karardı ve yüzeyleri beyaz bir filmle kaplandı. Potasyum çok aktif bir metaldir. Suya bırakılan küçük bir parça patlıyor.

Potasyum önemli bir biyoelementtir; insan vücudu sodyumdan daha fazla, 160 ila 250 g potasyum içerir. Potasyum iyonları sinir uyarılarının geçişinde rol oynar. Meyve ve sebzeler bol miktarda potasyum içerir.

Sabun yapımında potasyum hidroksit kullanılır. Alkali pillerde (demir-nikel, nikel-metal hidrit) elektrolit görevi görür. Daha önce, siyah barut üretmek için büyük miktarlarda potasyum nitrat (potasyum nitrat) kullanılıyordu; artık gübre olarak kullanılıyor.

Doğal potasyum, yarı ömrü 1,26 milyar yıl olan uzun ömürlü radyonüklid 40K'nın %0,0117'sini içerir. Bu, potasyum-40'ın yıldızlardaki nükleer reaksiyonlarda sentezlendiği andan itibaren günümüze kadar "hayatta kaldığını" açıklıyor. Ancak 4,5 milyar yıl önce Dünya'nın oluşumundan bu yana, çürüme nedeniyle gezegendeki 40K içeriği 12,5 kat azaldı! 70 kg ağırlığındaki insan vücudu yaklaşık 20 mg 40K veya 3 1020 atom içerir ve bunların her saniye 5000'den fazlası bozunur! Bu tür "iç" radyasyonun (karbon-14'ün bozunumuyla yoğunlaşan) canlı doğanın evrimi sırasındaki mutasyonların nedenlerinden biri olması mümkündür. Potasyum metalinin dünya üretimi küçüktür: yılda yaklaşık 200 ton.

Rubidyum ve sezyum

Rubidyum ve sezyum kullanılarak keşfedilen ilk kimyasal elementlerdir. spektral analiz. Bu yöntem, Heidelberg Üniversitesi'nde çalışan Alman bilim adamları ve arkadaşları - fizikçi Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) ve kimyager Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) tarafından geliştirildi. Bu son derece hassas yöntemi kullanarak, yeni bir şey bulma umuduyla karşılaştıkları tüm maddeleri analiz ettiler. Ve 1860'ların başında. iki yeni element keşfetti. Bu, suyun buharlaştırılmasıyla elde edilen kuru kalıntının maden kaynakları Bad Dürkheim beldesi, Heidelberg'e 30 km uzaklıkta. Bu maddenin spektrumunda, zaten bildikleri sodyum, potasyum ve lityum çizgilerine ek olarak Kirchhoff ve Bunsen iki zayıf mavi çizgi fark etti. Bu satırların bilinmeyene ait olduğunu anladılar kimyasal element Suda çok az miktarda bulunan bir maddedir. Spektral çizgilerin ışığına göre yeni bir element

Araştırmalarına devam eden Kirchhoff ve Bunsen, Saksonya'dan kendilerine gönderilen alüminosilikat minerali lepidoda (lityum mika) spektrumunda koyu kırmızı çizgilerin öne çıktığı başka bir element keşfettiler. Lat'tan itibaren rubidyum olarak adlandırıldı. rubidus - kırmızı. Aynı element maden suyunda da keşfedildi ve kimyager Bunsen onu izole etmeyi başardı. Birkaç gram rubidyum tuzu elde etmek için 44 tonun işlenmesi gerektiğini belirtmekte fayda var. maden suyu ve 180 kg'ın üzerinde lepidolit.

Sezyum kristalleri kapalı bir ampulde saklanabilir.

Ve olduğu gibi XIX sonu yüzyılda, radyum tuzunun izolasyonu üzerine yapılan devasa çalışmada, radyoaktivite Marie Curie için bir "pusula" görevi görüyordu ve spektroskop da Kirchhoff ve Bunsen için benzer bir "pusula" görevi görüyordu.

Rubidyum ve sezyum tipik alkali metallerdir. Bu, kimyager Bunsen'in rubidyum tuzunu indirgeyerek bu elementi metal formunda elde etmesiyle doğrulandı. Daha aktif sezyum, yalnızca 1881'de İsveçli kimyager Carl Theodor Setterberg (1853-1941) tarafından erimiş sezyum siyanürün elektrolizi ile saf formda elde edildi. Sezyum en çok kullanılanlardan biridir. eriyebilir metaller. Saf haliyle altın rengine sahiptir. Ancak saf sezyum elde etmek kolay değildir: havada anında kendiliğinden tutuşur. Saf rubidyum yalnızca 39,3 °C'de, sezyum ise 10 derece daha düşük sıcaklıkta erir ve çok sıcak bir yaz gününde bu metallerin ampullerdeki örnekleri sıvı hale gelir.

Rubidyum metalinin dünya üretimi küçüktür - yılda yaklaşık 3 ton. Rubidyum-87 tıpta kullanılır: Atomları kan hücreleri tarafından emilir ve özel ekipman kullanılarak hızlı elektronlar yayılarak kan damarlarındaki "darboğazlar" görülebilir. Rubidyum güneş pili elemanlarında kullanılır.

Gustav Kirchhoff (solda) ve Robert Bunsen bir spektroskop kullanarak rubidyumu keşfettiler. Lepidolitin spektrumunda koyu kırmızı çizgiler keşfettiler ve yeni elemente rubidyum adını verdiler.

Orta yaşlı bir kişinin vücudu yaklaşık 0,7 g rubidyum ve yalnızca 0,04 mg sezyum içerir.

Sezyum atomlarındaki elektronik geçişler son derece hassas "atomik saatlerde" kullanılır. Artık dünyanın her yerinde bu tür 70'ten fazla hassas saat var - zaman standartları: hata 100 milyon yılda bir saniyeden azdır. Sezyum saatlerinin tanımladığı zaman birimi saniyedir.

Elektrikli jet motoru kullanarak bir roketi hızlandırmak için sezyum iyonlarının kullanılması önerildi. İçinde iyonlar güçlü bir elektrostatik alanda hızlandırılır ve bir nozuldan dışarı atılır.

Düşük itiş gücüne sahip elektrikli roket motorları, uzun süre çalışabilme ve uzun mesafelerde uçabilme özelliğine sahiptir.

Fransa

Bu element, 1939'da Paris'teki Radyum Enstitüsü çalışanı Margarita Perey (1909-1975) tarafından keşfedildi (radyoaktivitesine dayanarak) ve 1946'da anavatanının onuruna adını verdi.

Fransiyum, Periyodik Element Tablosunda sezyumun komşusudur. D.I. Mendeleev o dönemde henüz keşfedilmemiş olan elemente ecacesium adını verdi. Bu son ve en ağır alkali metal, kendi grubundaki diğer alkali metallerden çarpıcı biçimde farklıdır. Öncelikle Fransa'nın en küçük parçasını bile kimse görmedi ve görmeyecek. İkincisi, franciumun yoğunluk, erime noktası ve kaynama noktası gibi fiziksel özellikleri yoktur. Dolayısıyla "en ağır metal" terimi yalnızca atomları için geçerli olabilir, ancak basit mesele. Bunun nedeni, fransiyumun yapay olarak üretilmiş, oldukça radyoaktif bir element olmasıdır; en uzun ömürlü izotopu olan 223 Fr'nin yarı ömrü yalnızca 22 dakikadır. Ve çalışmak fiziksel özellikler maddeyi en azından en küçük parça halinde bulundurmanız gerekiyor. Ancak Fransa için bu imkansızdır.

Marguerite Perey, 1962'de Fransız Bilimler Akademisi'ne seçilen ilk kadındır.

Fransiyum yapay olarak elde edilir. Ve sentezledikçe atomları hızla parçalanır. Üstelik ne kadar çok atom birikirse birim zamanda o kadar çok bozunur. Bu, francium atomlarının sayısını sabit tutmak için bunların bozunma hızından daha az olmayan bir hızda sentezlenmeleri gerektiği anlamına gelir. Fransiyum, Dubna'da uranyumun güçlü bir proton ışınıyla ışınlanmasıyla sentezlendiğinde, bu elementin her saniye yaklaşık bir milyon atomu elde edildi. Bu sentez hızında, numune ayrıştırma hızı şöyle olur: eşit hız atom sayısı iki milyar olduğunda oluşumu. Bu tamamen önemsiz miktarda bir maddedir; mikroskopla bile görülemez.

Ayrıca bu atomlar bir metal parçasında toplanmayıp, uranyum hedefinin yüzeyine dağılıyor. Bu yüzden her şeyde şaşırtıcı değil küre Herhangi bir anda radyoaktif kayalarda tek tek dağılmış iki ila üç on gramdan fazla fransiyum olmayacak.

Kimya metallerin ve metal olmayanların özelliklerini inceler. Alkali ve alkali olmayan metallerin olduğunu biliyor muydunuz? Ve sadece bilmekle kalmıyoruz, aynı zamanda size kimya konusunda başarılı bir hazırlık için bir liste de vereceğiz. Yani alkali metallerin listesi Mendeleev'in periyodik tablosunda zaten verilmiştir. Burada birinci gruptaki ana alt grubun tüm metalleri alkalidir.

Bunlar lityum, potasyum, sodyum, sezyum, rubidyum ve franciumdur. Sadece bu metallere alkali denir. Ve bu şekilde adlandırılmalarının nedeni, suyla etkileşime girmeleri durumunda alkalilerin oluşmasıdır.

Başka bir metal türü daha var - alkalin toprak metalleri. Yalnızca alkali metallerin bir listesini istiyorsanız yalnızca 6 metal vardır. Hidroksitleri alkalin özelliklere sahip tüm metaller varsa, o zaman dört element daha dahil edilecektir - kalsiyum, stronsiyum, baryum ve radyum.

Alkali metallerin tamamını doğada saf halde bulmak zordur çünkü kolayca birleşirler. Özellikle bu metaller bu bileşikler formunda bulunur.

Alkali metallerin özellikleri

Alkali metaller mükemmel ısı iletkenleridir ve aynı zamanda elektriği de iyi iletirler.

Alkali metaller var düşük sıcaklık erime

Metallerin yoğunluğu sayı arttıkça artar, ancak metaller grubun en altında yer alıyorsa eritmek giderek daha kolay hale gelir.

Alkali metallerin hazırlanması

Alkali metaller genellikle elektroliz yoluyla üretilir, ancak iki alkalin toprak metali, stronsiyum ve baryum, alümotermik yöntem kullanılarak üretilir.

Kimyasal özellikler

Daha önce de söylediğimiz gibi bu metaller çok reaktiftir ve aynı zamanda mükemmel indirgeyici ajanlardır. Ana bağın iyonik olduğu bileşikler formunda bulunurlar.

Kural olarak her zaman kararlı bileşikler oluştururlar. Alkali metallerin ana reaksiyonları ve ek özellikleri tabloda verilmiştir:

Artık listeyi ve tabloyu kullanarak, periyodik sistem Mendeleev, alkali metaller hakkında çok şey söyleyebilirsin.

Alkali metallerin neye benzediğini görebilirsiniz. Ayrıca su, kükürt, asitler, tuzlar ve halojenlerle bir liste ve bağ reaksiyonları da vardır.

Alkali metaller - grup inorganik maddeler, periyodik tablonun basit elemanları. Hepsi benzer bir atom yapısına ve buna bağlı olarak benzer özelliklere sahiptir. Grup, potasyum, sodyum, lityum, sezyum, rubidyum, francium ve teorik olarak açıklanan ancak henüz sentezlenmemiş element ununennium'u içerir. İlk beş madde doğada mevcuttur; Fransiyum yapay olarak oluşturulmuş, radyoaktif bir elementtir. Alkali metaller isimlerini su ile reaksiyona girerek alkali oluşturma yeteneklerinden almıştır.

Grubun tüm elementleri kimyasal olarak aktiftir, bu nedenle Dünya'da yalnızca kaya, potasyum, sofra tuzu, boraks, feldispat gibi çeşitli minerallerin bileşiminde bulunurlar. deniz suyu, yeraltı salamuraları, Şili güherçilesi. Fransiyum genellikle uranyum cevherlerine eşlik eder; rubidyum ve sezyum - sodyum ve potasyum içeren mineraller.

Özellikler

Grubun tüm temsilcileri yumuşak metallerdir; bıçakla kesilebilir veya elle bükülebilirler. Dışarıdan - parlak, beyaz(sezyum hariç). Sezyumun altın rengi bir parlaklığı vardır. Hafif: Sodyum ve potasyum sudan daha hafiftir, lityum gazyağı içinde bile yüzer. İyi elektriksel ve termal iletkenliğe sahip klasik metaller. Yanarlar ve aleve karakteristik bir renk verirler; bu, metalin türünü belirlemenin analitik yollarından biridir. Düşük erime noktalı, en “refrakter” olanı lityumdur (+180,5 °C). Sezyum +28,4 °C sıcaklıkta ellerinizde erir.

Grup büyüdükçe aktivite artar atom kütlesi: Li →Cs. Hidrojenle reaksiyon dahil olmak üzere indirgeyici özelliklere sahiptirler. -1 değerlik sergilerler. Suyla şiddetli reaksiyona girer (lityum hariç tümü - patlayıcı); asitler ve oksijen ile. Metal olmayanlar, alkoller, sulu amonyak ve türevleri, karboksilik asitler ve birçok metal ile etkileşime girerler.

Potasyum ve sodyum biyojenik elementlerdir, insan vücudunun su-tuz ve asit-baz dengesine katılır, normal kan dolaşımı ve birçok enzimin çalışması için gereklidir. Potasyum bitkiler için önemlidir.

Vücudumuz da rubidyum içerir. Kanda, kemiklerde, beyinde, akciğerlerde bulundu. Antiinflamatuar, antialerjik etkiye sahiptir, reaksiyonları yavaşlatır sinir sistemi, bağışıklık sistemini güçlendirir, kan bileşimi üzerinde olumlu etkisi vardır.

Önlemler

Alkali metaller çok tehlikelidir ve su veya hava ile teması halinde tutuşabilir ve patlayabilir. Pek çok reaksiyon şiddetli bir şekilde meydana gelir, bu nedenle bunlarla çalışmaya ancak dikkatli talimatlar sonrasında, tüm önlemler alınarak, koruyucu maske ve koruyucu gözlük takılarak izin verilir.

Potasyum, sodyum ve lityumun sudaki çözeltileri güçlü alkalilerdir (potasyum, sodyum, lityum hidroksitler); ciltle teması derin, ağrılı yanıklara neden olur. Alkalilerin düşük konsantrasyonlarda bile gözlerle teması körlüğe yol açabilir. Asitler, amonyak ve alkollerle reaksiyonlar yanıcı ve patlayıcı hidrojenin açığa çıkmasına neden olur.

Alkali metaller, kerosen veya vazelin tabakası altında kapalı kaplarda depolanır. Saf reaktiflerle yapılan manipülasyonlar argon atmosferinde gerçekleştirilir.

Alkali metallerle yapılan deneylerden kalan kalıntıların atılmasına dikkat edilmelidir. Öncelikle tüm metal kalıntılarının nötralize edilmesi gerekir.

Başvuru