ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ :литий Li, натрий Na, калий К, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr. Щелочные металлы, кроме Cs, имеют серебристый металлич. блеск, Cs — золотисто-желтую окраску. Все щелочные металлы очень мягки, легко режутся (кроме Li), Rb, Cs и Fr при обычной т-ре почти пастообразны. наиб. твердый из них Li мягче талька (твердость талька принята за единицу по шкале Мооса). Щелочные металлы кристаллизуются в кубич. объемноцентрир. решетке с пространств, группой IтЗт, z = 2. Т-ры плавления щелочных металлов уменьшаются от Li к Cs: 180,54 °С (Li), 97,86 °С (Na), 63,51 °С (К), 39,32 °С (Rb), 28,44 °С (Cs). Щелочные металлы 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 щелочных металлов 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). Щелочные металлы — сильные восстановители. Значения их стандартных электродных потенциалов (В) для полур-ции 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 св-во атомов щелочных металлов — легкость возбуждения у них светового излучения. Оптич. спектры щелочных металлов 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 щелочные металлы 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 щелочные металлы хранят под слоем обезвоженного парафинового или вазелинового масла. С водой щелочные металлы реагируют бурно с образованием щелочей (откуда название) и выделением Н2, при этом Rb и Cs взаимод. даже со льдом при -100 °С. С метанолом и этанолом щелочные металлы дают алкоголяты и Н2.
Кислород окисляет все щелочные металлы, но если Li превращается только в Li2O, то остальные щелочные металлы- в смеси, в основном М2О2 и МО2, при этом Rb и Cs вспыхивают. С N2 реагирует в обычных условиях только Li, превращающийся в нитрид, для остальных щелочных металлов нитриды неизвестны. Щелочные металлы 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 + 2NH32MNH2 + Н2. Растворы щелочных металлов в жидком аммиаке взаимодействуют с ацетиленом с образованием ацетиленидов М2С2. При нагревании К, Rb и Cs с графитом получают С8МХ, С24МХ, С36МХ и другие нестехиометрические соединения в виде медно-красных порошков, самовоспламеняющихся на воздухе и разлагающихся водой с выделением Н2. Щелочные металлы энергично взаимод. с галогенами с образованием галогенидов. При нагревании с S щелочные металлы дают сульфиды, с Н2 — гидриды, с Р -фосфиды. Большинство солей щелочных металлов хорошо растворимо в воде, малорастворимы — фторид, фосфат и карбонат лития, а также МСlO4, MMnO4, MReO4, где М = Rb и Cs.
Лит.: Плющев В.Е., Степин Б. Д., Химия и технология лития, рубидия и цезия, М., 1&70; Натрий, М., 1&86; Степин Б.Д., Цветков А. А., Неорганическая химия, М., 1994.
Свойства и применение
Дорогая редакция! Я работаю в школе и преподаю несколько предметов. Каждый из них требует индивидуального подхода, и каждый удивителен тем, что дети проявляют интерес к науке по-разному. Некоторые больше отдают предпочтение гуманитарным наукам, а некоторые – математическим (техническим).
В наше время можно увидеть много одаренных и талантливых детей. Они пишут рефераты, сочинения. Учительская задача заключается не в том, чтобы ученика чем-то занять (на селе и без этого достаточно работы), а в том, чтобы дать представление о понятии «реферат», о том, как изложить свои мысли в нем, чтобы раскрыть заданную тему, приложив, конечно, немного своей фантазии. Мы им помогаем в составлении плана реферата или сочинения.
Проверяя работы, порой удивляешься творческому воображению детей и их мышлению. Вместо ожидаемого результата труда от учеников-отличников получаешь замечательные работы от хорошистов. Вот, не так давно, в 9-м классе по химии мы прошли тему «Свойства и применение щелочных металлов». Попросил написать сочинение на пройденную тему. Откликнулись почти все! Одно сочинение меня поразило больше всех. Оно написано ученицей Ольгой ПЕТРОВОЙ (хорошистка).
Из работы видно, что детей интересует не только отдельный предмет – химия, но и повседневные проблемы, которые возникают перед людьми, перед обществом. Вот и решил опубликовать сочинение в вашей газете. Оцените сами!
Однажды, в один прекрасный день, на семинар IUPAC* приехали знатные высокообразованные господа с планеты ПСХЭ. Мистер Ли, мистер На, мистер Кa, мистер эР Би, мистер Си эС и мистер эФ эР.
Все были так разодеты: кто-то пришел в керосиновой шубе, а кто-то – и в вазелиновой. Все щеголяли друг перед другом, и никто не желал раздеться.
Не успели занять свои места, как вдруг неожиданно разгорелся между ними спор: кому тяжело живется в нынешних условиях, когда начался глобальный экономический кризис, а кому наоборот – созданы все условия для процветания.
Мистер Ли упорно начал доказывать, что он обладает высоким потенциалом восстановления и не боится экономического кризиса, что среди присутствующих ему равных нет. «Я создал фирму под названием «Oksid», так что могу поделиться своим опытом», – говорил оратор.
Такого поворота событий вряд ли кто из присутствующих ожидал. Все были возмущены поведением выскочки и хвастуна мистера Ли. В спор вмешался мистер На. Начал со слов, что его уважают не хуже мистера Ли, и он не позволит относиться к присутствующим неуважительно. «Замечу, что мой потенциал восстановления чуть больше, чем у некоторых “мистеров-премистеров”. У меня уже давно сложились с химическими элементами дружеские отношения. Чтобы не быть голословным, приведу пример. С господином Oxygenium мы создали корпорацию “Peroksid”».
Из зала были слышны выкрики мистера Кa: «А мы… А мы… с господином Oxygenium успели преумножить наши отношения и создали более солидную корпорацию – “Nadperoksid”, так что у меня больше шансов выйти из кризиса, чем у всяк…» Но тут, не дав договорить, его прервал мистер эр Би: «По- думайте только, какие они “oksidцы-рeroksidцы”…» Но и этот господин не успел закончить свою речь. В спор вмешались мистер Си эС и мистер эФ эР.
Обстановка в зале накалялась, ситуация обострилась, споры не затихали. У всех нервы были напряжены до предела, а сами спорщики докрасна накалены. Но никто из присутствующих не желал раздеться и даже сделать глоток воды, чтобы охладить пыл, т.к. все знали, чем это чревато для многих: кислород (О2) в воздухе, да еще и вода (H2O) в стакане – гиблое дело.
Председательствующий на семинаре, видя, что спор становится неуправляемым и вряд ли его можно остановить цивилизованным способом, взял себя в руки и громко крикнул: «Всем молчать. »
В зале установилась мертвая тишина. Даже можно было услышать полет мухи (если бы, конечно, она присутствовала в зале). У членов семинара отвисли челюсти от неожиданности. Все замерли в позах марионеток, т.е. застыли на своих местах. Председательствующий сам испугался ничуть не меньше остальных. Все ждали и думали: «Что же будет дальше. »
А произошло вот что…
«Господа! – начал председатель. – Мы собрались здесь не для того, чтобы корчить из себя знатоков и хвастаться, кто с кем и когда создал корпорации “Оksid”, “Peroksid” и “Nadperoksid”. Мы собрались не для того, чтобы устраивать дискуссии и кулачные бои, а для того, чтобы все как одна дружная семья оценили нынешнюю ситуацию в мире и подумали, как и чем можем помочь друг другу в создавшихся условиях. Это – раз. Во-вторых, мы с планеты ПСХЭ – Периодическая система химических элементов – четко и ясно должны понять: Вселенная под угрозой. Начался всемирный финансовый кризис. Стало трудно жить не только нам, но и людям с дружественной планеты Земля (на нашем с вами языке эта планета называется Tellus)! Многие оказываются безработными, выброшенными на улицу. Страдают не единичные богатые личности – финансовые олигархи, а рабочие – самый многочисленный класс. Наша цель – реально помочь тем людям, которые оказались ненужными “элементами”.
В-третьих, оглянитесь и посмотрите, на кого вы похожи. Забываете, где вы находитесь и где воспитывались… Ведете себя неадекватно. Как уличные беспризорники, готовы передрать друг другу глотку, из-за всякой…
Мы находимся не на заседании Госдумы РФ или Верховной Рады Украины… Мы – всемирно признанные и уважаемые элементы щелочных металлов: мистер Ли – это щелочной металл Li (литий), мистер На – Na (натрий), мистер Ка – K (калий), мистер эР Би – Rb (рубидий), мистер Си эС – Cs (цезий) и мистер эФ эР – Fr (франций). Все мы из Ia группы главной подгруппы таблицы Д.И.Менделеева! А раз так, всегда должны быть первыми, всегда вместе и всегда – главными! Мы должны быть на высоте! Мы – цивилизованные “люди”! Мы присутствуем в природе в разных соединениях. Многие элементы из нас необходимы человеку, чтобы удовлетворить его потребности, а не для извлечения прибыли некоторых индивидуумов.
Итак, сегодня нам спорить и устраивать драки никак нельзя! Время не ждет! Мы, щелочные металлы, как химические элементы, живущие в одном доме и в одном подъезде, хотя и на разных этажах, должны жить дружно. Наша сегодняшняя задача: имея самые активные восстановительные способности, стараться всячески помочь людям и поддерживать их в трудную минуту, восстанавливать их на прежних рабочих местах, чтобы им было всегда комфортно и уютно. Мы должны служить народу, повышать его благосостояние.
Мы знаем и о том, что новое качество, новое вещество образуется не путем механического приращения групп атомов. Оно появляется лишь в результате взаимодействия составных частей наших молекул и взаимного влияния наших атомов. Мы четко и ясно должны представлять и то, как, вооружившись имеющимися знаниями о веществах, направлять их в нужное русло: получать новые вещества, которых еще нет в природе или которые представлены в ограниченном количестве, раскрыть весь наш потенциал восстановления, нужный для развития народного хозяйства и для жизни на Земле.
Повторяю, что мы должны жить дружно не только в своей I группе, но и уметь налаживать дружественные отношения с человечеством, принося ему пользу во имя процветания и мира на планете Земля. Надо быть всегда в нужное время в нужном месте. »
Председательствующий оглядел зал и закончил речь словами, перефразируя немецкого поэта-сатирика Себастьяна Бранта:
«Алхимия примером не служит
Тому, как плутни с дурью дружат…»
Спорщикам-ораторам было стыдно за свои поступки. То краснея, то бледнея от сказанного, все начали тихо занимать свои места. Семинар начался …
* IUPAC – ИЮПАК, Международный союз теоретической и прикладной химии.