Щелочные металлы, их характеристика на основе размещения в периодической

Системе и строении атомов. Соединения натрия и калия в природе, их

Использование. Калийные удобрения.

К элементам группы 1А относятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.

Все металлы серебристого цвета, кроме цезия (желтый). Относятся к легким

металлам. Очень мягкие – режутся ножом. Все щелочные металлы сильные

восстановители. Реакционная способность возрастает в ряду литий – цезий. Самым

активным является цезий, т. к. у него самый низкий потенциал ионизации.

Щелочные металлы энергично реагируют с большинством неметаллов, разлагают воду,

бурно реагируют с растворами кислот. Комплексообразование для щелочных металлов

не характерно. В природе в свободном виде не встречаются ввиду их чрезвычайной

активности. Литий существенно отличается от остальных элементов группы: он не

имеет р-орбиталей. По ряду свойств он ближе к магнию, чем к щелочным металлам.

Наиболее промышленно важные металлы – это калий и натрий. Основные природные

соединения этих металлов – поваренная соль (NaCl), мирабилит (Na₂SO

₄·10H₂O), сильвинит (NaCl·KCl), сильвин (KCl), ортоклаз

(K[AlSiO₃]), карналлит (KCl·MgCl₂·6H₂O).

Основные способы получения – электролиз расплавов их солей в смеси с KCl, CaCl

₂ (натрий) и NaCl (калий). Применяется также восстановление их оксидов,

хлоридов, карбонатов алюминием, кремнием, кальцием, магнием при нагревании в

вакууме:

6KCl + 4CaO + 2Al(Si) → 6K + 3CaCl₂ + CaO·Al₂O₃(CaO·SiO₂)

Химические свойства:

1. С простыми веществами:

1) 2Э + H₂ →2ЭH

2) 2Э + Hal₂ → 2ЭHal

3) 2Э + O₂ → Э₂O₂ (Li₂O)

4) 2Э + S → Э₂S

5) 6Э + N₂ → 2Э₃N t

6) 3Э + P → Э₃P.

2. Со сложными веществами:

1) 2Э + 2HCl(p) → 2ЭCl + H₂

2) 2Э + 2H₂O → 2ЭOH + H₂

3) 2Э + H₂SO₂ → Э₂SO₂ + H₂

4) 8Э + 10HNO₃ → 8ЭNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O.

Щелочные металлы и их соединения – важнейшие компоненты различных химических

производств. Они используются в металлотермическом производстве различных

металлов, таких как Ti, Zr, Nb, Ta. Соединения натрия и калия находят

применение в мыловарении (Na₂CO₃), производстве стекла

(Na₂CO₃, K₂CO₃, Na₂SO

₄, Li₂O), используются для отбелки и дезинфекции (Na₂

O₂), в качестве удобрений (KCl, KNO₃). Из поваренной соли

получают многие важные химические соединения: Na₂CO₃,

NaOH, Cl₂.

Калий улучшает водный режим растений, способствует обмену веществ

и образованию углеводов, повышает морозо- и засухоустойчивость. Содержание

калия выражается в пересчете на К₂О. Стандартным считается

удобрение, содержащее 41,6% К₂О. Важнейшими калийными удобрениями

являются хлорид и сульфат калия. Хлорид калия содержит 50-60% К

₂О и его получают из минералов, используя его особую растворимость.

Сульфат калия содержит 45-52% К₂О и получается следующим образом:

2KCl + 2MgSO₄ → K₂SO₄·MgSO₄ + MgCl₂

K₂SO₄·MgSO₄ + 2KCl → 2K₂SO₄ + MgCl₂