ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr. Щ. м., кроме Cs, имеют серебристый металлич. блеск, Cs — золотисто-желтую окраску.
Все Щ. м. очень мягки, легко режутся (кроме Li), Rb, Cs и Fr при обычной температуре почти пастообразны.
Наиб. твердый из них Li мягче талька (твердость талька принята за единицу по шкале Мооса). Щ. м. кристаллизуются в кубич. объемноцентрир. решетке с пространств, группой IтЗт, z = 2. Температуры плавления Щ. м. уменьшаются от Li к Cs: 180,54 °C (Li), 97,86 °C (Na), 63,51 °C (К), 39,32 °C (Rb), 28,44 °C (Cs). Щ. м. очень легкие, самый легкий среди всех известных металлов — Li, он плавает в керосине, a Na и К легче воды. Сильно электроположит. характер и высокая хим. активность Щ. м. обусловлены небольшой затратой энергии на отрыв от атомов этих металлов одного s-электрона. Первые потенциалы ионизации (эВ): 5,39178 (Li), 5,13915 (Na), 4,34070 (К), 4,17719 (Rb), 3,89397 (Cs). Щ.м. — сильные восстановители. Значения их стандартных электродных потенциалов (В) для полуреакции М+ + е− = М: −3,045 (Li), −2,711 (Na), −2,924 (К), −2,925 (Rb), −2,923 (Cs). Литий стоит первым в электрохим. ряду напряжений металлов. Характерное свойство атомов Щ. м. — легкость возбуждения у них светового излучения. Оптич. спектры Щ. м. просты и содержат очень яркие линии (нм): 610,36 и 670,78 (Li), 589,59 и 588,99 (Na), 766,49 (К), 794,76 и 780,02 (Rb), 894,5 и 852,11 (Cs). Интенсивность линий 852,11, 780,02, 766,49 и 588,99 в атомных спектрах — наиб. среди всех элементов периодич. системы. Летучие соли Li окрашивают пламя газовой горелки в карминово-красный цвет, К — в розово-фиолетовый, a Na — в желтый, пары Rb окрашены в зеленовато-синий цвет, пары Cs — в сине-зеленый. На воздухе все Щ. м. быстро покрываются темно-серым налетом, состоящим из оксидов, только у Li появляется зеленовато-черная пленка нитрида Li3N. Склонность к окислению на воздухе возрастает от Li к Fr, причем Rb, Cs и Fr окисляются уже с воспламенением. Поэтому Щ. м. хранят под слоем обезвоженного парафинового или вазелинового масла. С водой Щ. м. реагируют бурно с образованием щелочей (откуда название) и выделением H2, при этом Rb и Cs взаимод. даже со льдом при −100 °C. С метанолом и этанолом Щ. м. дают алкоголяты и H2. Кислород окисляет все Щ. м., но если Li превращается только в Li2O, то остальные Щ. м. — в смеси, в основном М2O2 и MO2, при этом Rb и Cs вспыхивают. С N2 реагирует в обычных условиях только Li, превращающийся в нитрид, для остальных Щ. м. нитриды неизвестны. Щ. м. растворяются в жидком аммиаке, некоторых алкиламинах и полиэфирах с образованием синих растворов, обладающих электронной проводимостью (см. сольватированный электрон). При хранении синие аммиачные растворы обесцвечиваются в результате медленно протекающей реакции: 2M + 2NH3=2MNH2 + H2. Растворы Щ. м. в жидком аммиаке взаимодействуют с ацетиленом с образованием ацетиленидов М2C2. При нагревании К, Rb и Cs с графитом получают C8МХ, C24МХ, C36МХ и другие нестехиометрические соединения в виде медно-красных порошков, самовоспламеняющихся на воздухе и разлагающихся водой с выделением H2.
Щ. м. энергично взаимод. с галогенами с образованием галогенидов. При нагревании с S Щ. м. дают сульфиды, с H2 — гидриды, с Р — фосфиды. Большинство солей Щ.м. хорошо растворимо в воде, малорастворимы — фторид, фосфат и карбонат лития, а также МClO4, MMnO4, MReO4, где М = Rb и Cs.
Основной метод получения Щ. м. — термическое восстановление хлоридов и бромидов магнием, кальцием, кремнием и другими восстановителями в вакууме при 600–800 °C. Выделенные металлы очищают от примесей ректификацией или вакуумной дистилляцией.
Лит.: Плющев В.Е., Степин Б. Д., Химия и технология лития, рубидия и цезия, М., 1970; Натрий, М., 1986; Степин Б.Д., Цветков А. А., Неорганическая химия, М., 1994. |
Категории раздела
Вход
Поиск
Друзья сайта
Наш опрос
Статистика
