Лекция (52) (Сборник презентаций лекций)
Описание файла
Файл "Лекция (52)" внутри архива находится в папке "Сборник презентаций лекций". PDF-файл из архива "Сборник презентаций лекций", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "общая и неорганическая химия" из 1 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Щелочные металлыЭлементы 1й группыЛекция 13Элементы 1 и 2 групп ПС: s-металлыs-металлыЩелочные и щелочноземельные металлыЩелочныеметаллыЩелочноземельныеметаллыСвойства элементов 1 группыLiNaЭлектр. конф. [He]2s1 [Ne]3s1KRbCs[Ar]4s1[Kr]5s1[Xe]6s1RM (Å)1.521.862.312.442.62RM+ (Å)0.741.021.381.491.70I1 (эВ)5.385.124.334.173.90χP0.980.930.820.820.70χA-R0.971.010.910.890.86C.O.0, +10, +10, +10, +10, +1Свойства элементов 1 группыLiNaЭлектр.конф. [He]2s1 [Ne]3s12,8R, ÅRM (Å)1.521.862,4RM+ (Å)0.742,01.02I1 (эВ)5.385.12χP0.980.93K0.97Rb1.01Cs0, +10, +11,6χA-RC.O.LiNaKRb1[Ar]4s[Kr]5s1I1, эВ5,5Cs[Xe]6s12.312.442.621.381.491.704.173.900.820.705,04,54.334,00.820.91Li0, +1Na0.89K Rb 0.86Cs0, +10, +1Свойства элементов 1 группыLiχNa1.01 [Ne]3s1Электр.
конф. [He]2sKRbCs[Ar]4s1[Kr]5s1[Xe]6s12.442.621.491.70RM (Å)1.521.862.31RM+ (Å)0.741.02χP1.38I1 (эВ)5.380.85.124.334.173.90χP0.980.930.820.820.70χA-R0.970.86C.O.0, +10.89Cs0, +10.90.7Li1.01Na0, +1K0.91Rb0, +1χA-R0, +1Свойства элементов 1 группыLiNaЭлектр. конф. [He]2s1 [Ne]3s1KRbCs[Ar]4s1[Kr]5s1[Xe]6s1RM (Å)1.521.862.312.442.62RM+ (Å)0.741.021.381.491.70I1 (эВ)5.385.124.334.173.90χP0.980.930.820.820.70χA-R0.971.010.910.890.86C.O.0, +10, +10, +10, +10, +1Свойства щелочных металловLiNaKRbCsТ.пл. (оС)18098644029Т.кип.
(оС)1342883759688671d (г/см3)0.530.970.861.531.90E M+/M (В)-3.04-2.71-2.94-2.92-3.03ΔатН0298(кДж/моль)161108908278ЕМ-М (кДж/моль)11074554944Цвет в пламени Красный Желтый Фиолетовый Розовый ГолубойСвойства щелочных металловLiNaKRbCsТ.пл. 1400(оС) Т (оС)18098644029Т.кип.1200(оС)13428837596886713)d (г/см10000.53Т. кип. 0.970.861.531.90E M+/M (В)-3.04-2.71-2.94-2.92-3.03161108908278Т. пл.11074554944800ΔатН0298600(кДж/моль)200ЕМ-М (кДж/моль)0Цвет в пламениКрасныйФиолетовый Розовый ГолубойLiNaK ЖелтыйRbCsСвойства щелочных металловLiNaKRbCsТ.пл. (оС)18098644029Т.кип. (оС)1342883759688671d (г/см3)0.530.970.861.531.90E M+/M (В)-3.04-2.71-2.94-2.92-3.03ΔатН0298(кДж/моль)161108908278ЕМ-М (кДж/моль)11074554944Цвет в пламени Красный Желтый Фиолетовый Розовый ГолубойСвойства щелочных металловLiТ.пл. (оС)Т.кип.(оС)NaKRbCs180E (В) 986440291342883759688671-2.7d (г/см3)-2.80.530.970.861.531.90E M+/M (В)-2.9-3.04-2.71-2.94-2.92-3.03ΔатН0298(кДж/моль)161-3.01089082784944ЕМ-М (кДж/моль) -3.1110Li74NaK55RbCsЦвет в пламени Красный Желтый Фиолетовый Розовый ГолубойСвойства щелочных металловLiNaKRbCsТ.пл.
(оС)18098644029Т.кип. (оС)1342883759688671d (г/см3)0.530.970.861.531.90E M+/M (В)-3.04-2.71-2.94-2.92-3.03ΔатН0298(кДж/моль)161108908278ЕМ-М (кДж/моль)11074554944Цвет в пламени Красный Желтый Фиолетовый Розовый ГолубойМинералы щелочных металловLi Сподумен LiAlSi2O6Na Галит NaClМирабилит Na2SO4·10H2OЧилийская селитра NaNO3Бура Na2B4O7·10H2OКриолит Na3AlF6ГалитK Сильвин KClКарналлит KCl·MgCl2·6H2OСильвинит KCl·NaClRb, CsСопутствуют калиюЧилийская селитраМинералы щелочных металловLi Сподумен LiAlSi2O6Na Галит NaClМирабилит Na2SO4·10Hмас.%2O1Чилийская селитра NaNO3Бура Na2B4O7·10H2O0.1Криолит Na3AlF6K Сильвин KClКарналлит KCl·MgCl2·6H2OСильвинит KCl·NaClRb, CsСопутствуют калию0.011E-3LiГалитNaKRbCsЧилийская селитраПолучение щелочных металловПромышленное получение натрия (процесс Даунса):Электролиз расплава NaCl + CaCl2 при 580оСНа катоде: Na+(ж) + e– = Na(ж)На аноде: 2Cl–(ж) = Cl2(г) + 2e–Получение других металлов:2Li2O + Si + CaO = Ca2SiO4 + 4LiKF + CaC2 = CaF2 + 2C + 2K2RbCl + Ca = CaCl2 + 2Rb2Cs2CO3 + Zr = ZrO2 + 2CO2 + 4CsПрименение щелочных металлов1.
Li: источники тока, аккумуляторыLixCoO2, LiFePO4, LixTiS22. Na: в химической промышленности3. Na: в пищевой промышленностиNaCl, Na2CO3, производные органических кислот4. Na: хлоралкалиновое производство5. Na: производство стекла6. Na, K: производство удобрений7. Na, K: в медицине8. Rb, Cs: в оптических устройствах9. Cs: «атомные часы»Основные химические свойства1. Взаимодействие с водой2Na + H2O = 2NaOH + H2бурно для всех металлов2. Окисление кислородом4Li + O2 = 2Li2Oоксид2Na + O2 = Na2O2пероксидK + O2 = KO2надпероксид3. Образование озонидов6KOH(тв) + 4O3 = 2KOH·H2O + O2 + 4KO3взрывчаты!Основные химические свойства4. Окисление галогенами2Na + Cl2 = 2NaClгалогеновбурно для всех металлов и5. Образование солеобразных гидридов2Na + H2 = 2NaH6.
Растворение в жидком аммиаке2Na + 2NH3(ж) = H2 + 2NaNH27. Растворение в кислотах2Na + 2HCl = 2NaCl + H28Na + 10HNO3 (30%) = 8NaNO3 + N2O + 5H2OОсобые свойства лития1. Литий реагирует с азотом, образуя устойчивый нитрид6Li + N2 = 2Li3N2. Литий реагирует с углем, образуя карбиды Li2C2 и Li4C33. Фторид, карбонат и фосфат лития плохо растворимы вводе2LiNO3 + Na2HPO4 = Li2HPO4↓ + 2NaNO34.
Гидроксид и карбонат лития разлагаются принагревании в твердой фазе2LiOH = Li2O + H2O(900oC)Li2CO3 = Li2O + CO2(800oC)5. Литий не образует квасцовОсобые свойства рубидия и цезияОбразуют субоксидыRb2CO3 + 7Rb = Rb9O2 + СOd(M−O) = 350-400 pmАналогично:Rb6O, Cs11O3, Cs4O, Cs7ORb9O2(Rb+)9(O2−)2(e−)5Cs11O3(Cs+)11(O2−)3(e−)5Галогениды щелочных металловNaClΔfH0(кДж/моль)-250ТипNaClТипCsCl-300-350I-400BrCl-450CsCl-500-550F-600LiNaKRbCsОксиды, пероксиды и гидроксиды1.
Получение оксидов:2Li + O2 = Li2Oтолько для LiNa2O2 + 2Na = 2Na2O2NaNO2 + 6Na = 4Na2O + N25NaN3 + NaNO3 = 3Na2O + 8N22NaOH + 2Na = 2Na2O + H2KO2 + 3K = 2K2Oаналогично Rb, Cs2. Взаимодействие оксидов и пероксидов с водой:Na2O + H2O = 2NaOHNa2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O22KO2 + 2H2O = 2KOH + H2O2 + O2Na2O2Оксиды, пероксиды и гидроксиды3. Окислительные свойства пероксидов:Na2O2 + CO = Na2CO34KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O24Na2O2 + PbS + 4H2SO4 = PbSO4 + 4Na2SO4 + 4H2O480Т. пл.MOHoC440400360320г/100г(Н2О)4.
Гидроксиды (кроме LiOH) растворимы в водеи плавятся без разложения400300РастворимостьМОН в водепри н.у.2001000Li NaK Rb CsLiNa KRb CsОксиды, пероксиды и гидроксидыLiOHNaOHKOHRbOHУвеличение радиуса катиона М+Ослабление связи М−ОНУвеличение степени диссоциацииУвеличение силы основанияCsOHПолучение щелочи и содыХлоралкалиновое производство:Электролиз раствора NaCl с инертным анодом идиафрагмойНа катоде: 2H2O + 2e– = 2OH– + H2На аноде: 2Cl– = Cl2(г) + 2e–Суммарно: 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2Получение соды методом Сольвэ(свыше 30 млн.
тонн в год):1. Насыщение рассола аммиаком и углекислым газом2NaCl + 2CO2 + 2NH3 + 2H2O= 2NH4Cl + 2NaHCO32. Разложение бикарбоната натрия2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2OПолучение соды методом СольвэCaCO31000 oCCaO + CO2+ H2OCa(OH)2NH3Ca(OH)2 + 2NH4Cl2NH3 + CaCl2 + 2H2OCaCl2(в отвал)2NaCl + 2CO2 + 2NH3 + 2H2O2NH4Cl + 2NaHCO3NH4ClNaClCO22NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2ONa2CO3Малорастворимые соли1.
Только Li образует много нерастворимых солейLi2CO3, LiF, Li3PO4, …2. Нерастворимые соли Na:NaNO3 + K[Sb(OH)6] = Na[Sb(OH)6]↓ + KNO33Zn[UO2(CH3COO)3]2 + 2NaCl + 6H2O =2NaZn[UO2(CH3COO)3]3⋅6H2O↓ + ZnCl2желтый осадок3. Нерастворимы соли K, Rb, Cs однотипныNaClO4 + KCl = KClO4↓ + NaClNa2[PtCl6] + RbNO3 = Rb2[PtCl6]↓ + NaNO3NaMnO4 + CsCl = CsMnO4↓ + NaClТакже известны M3[Co(NO2)6], M3[PMo12O40]⋅3H2OКомплексы щелочных металлов213[K(crypt-2.2.2)]+Na[Na(crypt-2.2.1]+Na[Cs(18-crown-6)2]+e-Биологическая роль Na, KNa/K насос: создает высокую концентрацию Na+ вне клетки,K+ - внутри клеткиТранспорт катионов против концентрации, используетсяпри проведении нервного импульса.
