Щелочные металлы и их соединения

Свойства, сфера применения.

Общая характеристика. 

• Щелочные  металлы — 1-й группы периодической  таблицы химических элементов, элементы  главной подгруппы I группы: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и  франций Fr. При растворении щелочных  металлов в воде образуются  растворимые гидроксиды, называемые  щёлочами.
• Все металлы этой подгруппы имеют серебристо-белый цвет (кроме серебристо-жёлтого цезия), они очень мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней.

Химические свойства. 

• Из-за  высокой химической активности  щелочных металлов по отношению  к воде, кислороду, и иногда даже  и азоту (Li, Cs) их хранят под  слоем керосина. Чтобы провести  реакцию со щелочным металлом, кусочек нужного размера аккуратно  отрезают скальпелем под слоем  керосина, в атмосфере аргона  тщательно очищают поверхность  металла от продуктов его взаимодействия  с воздухом и только потом  помещают образец в реакционный  сосуд.
• Для кислородных соединений щелочных металлов характерна следующая закономерность: по мере увеличения радиуса катиона щелочного металла возрастает устойчивость кислородных соединений, содержащих пероксид-ион О22−и надпероксид-ион O2−.
• Для тяжёлых щелочных металлов характерно образование довольно устойчивых озонидов состава ЭО3. Все кислородные соединения имеют различную окраску, интенсивность которой углубляется в ряду от Li до Cs.
• при нагревании металла или его соединений в пламени атом ионизируется, окрашивая пламя в определённый цвет

Окраска кислородных соединений 

• Li_²O  Белый
• Na_²O Белый
• K_²O  Желтоватый
• Rb_²O Жёлтый
• Cs_²O Оранжевый
• Na_²O_² Светло-жёлтый
• KO_²  Оранжевый
• RbO_² Тёмно-коричневый
• CsO_² Жёлтый

Цвет пламени при нагревании 

• Li  Карминно-красный
• Na  Жёлтый
• K  Фиолетовый
• Rb  Бурокрасный
• Cs  Фиолетово-красный

Оксиды. 

• Оксиды  щелочных металлов обладают всеми  свойствами, присущими основным  оксидам: они реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:

• Пероксиды  и надпероксиды проявляют свойства  сильных окислителей.
• Пероксиды и надпероксиды интенсивно взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды:

Гидроксид натрия. 

• Гидроксид  натрия (лат. Natrii hydroxidum; другие названия  — каустическая сода, каустик, едкий  натр, едкая щёлочь) — самая распространённая  щёлочь, химическая формула NaOH. В  год в мире производится и  потребляется более 57 миллионов  тонн едкой щёлочи.

Гидроксид калия. 

• Гидрокси́д  ка́лия (лат. Kalium hydroxidum, англ. Potassium hydroxide, «калиевый щёлок») — KOH. Тривиальные  названия: едкий кали, каустический  поташ. Бесцветные, очень гигроскопичные  кристаллы, но гигроскопичность  меньше, чем у гидроксида натрия. Водные растворы КОН имеют  сильнощелочную реакцию. Получают  электролизом растворов KCl, применяют  в производстве жидких мыл, для  получения различных соединений  калия.