Щелочны́е мета́ллы: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr. Эти металлы получили название щелочных, потому что большинство их. - презентация

1

2 Щелочны́е мета́аллы: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr. Эти метааллы получили название щелочных, потому что большинство их соединений растворимо в воде. По-славянски «выщелачивать» означает «растворять», это и определило название данной группы металлов. При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щёлочами.

3 Все щелочные метааллы имеют один s-электрон на внешнем электронном слое, который при химических реакциях легко теряют, проявляя степень окисления +1. Поэтому щелочные метааллы являются сильными восстановителями.

4 Все метааллы 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. Поэтому хранят эти метааллы под слоем керосина или парафина. калий рубидий литий натрий цезий

5

6 1. Для получения щелочных металлов используют в основном электролиз расплавов их галогенидов, чаще всего хлоридов, образующих природные минералы: катод: Li+ + e Li анод: 2Cl- 2e Cl2 2. Иногда для получения щелочных металлов проводят электролиз расплавов их гидроксидов : катод: Na+ + e Na анод: 4OH- 4e 2H2O + O2 Поскольку щелочные метааллы в электрохимическом ряду напряжений находятся левее водорода, то электролитическое получение их из растворов солей невозможно; в этом случае образуются соответствующие щёлочи и водород.

7 Реакции с неметаллами (образуются бинарные соединения): 4Li + O 2 2Li 2 O(оксид лития) 2Na + O 2 Na 2 O 2 (пероксид натрия) K + O 2 KO 2 (надпероксид калия) 2Li + Cl 2 = 2LiCl(галогениды) 2Na + S = Na 2 S(сульфиды) 2Na + H 2 = 2NaH(гидриды) 6Li + N 2 = 2Li 3 N(нитриды) 2Li + 2C = 2Li 2 C 2 (карбиды)

8 Активно взаимодействуют с водой: 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 2Li + 2H 2 O 2LiOH + H 2 Реакция с кислотами: 2Na + 2HCl 2NaCl + H 2

9 Качественная реакция на катионы щелочных металлов - окрашивание пламени в следующие цвета: Li+ - карминово-красный Na+ - желтый K+, Rb+ и Cs+ - фиолетовый Так выглядит проба на окрашивание пламени солями натрий Карминово- красное окрашивание пламени солями лития Окрашивание пламени горелки ионами калия

10

11 Атомы этих элементов имеют на внешнем электронном уровне два s-электрона: ns 2. В реакциях атомы элементов подгруппы легко отдают оба электрона внешнего энергетического уровня и образуют соединения, в которых степень окисления элемента равна +2.

12 Бериллий, магний, кальций, барий и радий - метааллы серебристо-белого цвета. Стронций имеет золотистый цвет. Эти метааллы легкие, особенно низкие плотности имеют кальций, магний, бериллий. Радий является радиоактивным химическим элементом.

13 Электролизом расплавов их хлоридов или термическим восстановлением их соединений: BeF 2 + Mg = Be + MgF 2 MgO + C = Mg + CO 3CaO + 2Al = 2Ca + Al 2 O 3 3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3

14 Щелочноземельные элементы - химически активные метааллы. Они являются сильными восстановителями. Из металлов этой подгруппы несколько менее активен бериллий, что обусловлено образованием на поверхности этого металла защитной оксидной пленки. кальций магний бериллий

15 Все легко взаимодействуют с кислородом и серой, образуя оксиды и сульфаты: 2Be + O 2 = 2BeO Ca + S = CaS Бериллий и магний реагируют с кислородом и серой при нагревании, остальные метааллы - при обычных условиях. Все метааллы этой группы легко реагируют с галогенами: Mg + Cl 2 = MgCl 2 При нагревании все реагируют с водородом, азотом, углеродом, кремнием и другими неметаллами: Ca + H 2 = CaH 2 (гидрид кальция) 3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (нитрид магния) Ca + 2C = CaC 2 (карбид кальция)

16 Все взаимодействуют с хлороводородной и разбавленной серной кислотами с выделением водорода: Be + 2HCl = BeCl 2 + H 2 Разбавленную азотную кислоту метааллы восстанавливают главным образом до аммиака или нитрата аммония: 2Ca + 10HNO 3 (разб.) = 4Ca(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O В концентрированных азотной и серной кислотах (без нагревания) бериллий пассивирует, остальные метааллы реагируют с этими кислотами.

17 Бериллий взаимодействует с водными растворами щелочей с образованием комплексной соли и выделением водорода: Be + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 [Be(OH) 4 ] + H 2 Остальные метааллы II группы с щелочами не реагируют.

18 13 Al [Ne] 3s 2 3p 1 Алюминий находится в главной п/группе III группы периодической системы. На внешнем энергетическом уровне имеются свободные р-орбитали, что позволяет ему переходить в возбужденное состояние. В возбужденном состоянии атом алюминия образует три ковалентные связи или полностью отдает три валентных электрона, проявляя степень окисления +3.

19 Металл серебристо-белого цвета, легкий, плотность 2,7 г/см³, температура плавления у технического 658 °C, у алюминия высокой чистоты 660 °C, температура кипения 2500 °C, временное сопротивление литого кг/мм², деформируемого кг/мм 2,сплавов кг/мм². Твердость по Бринеллю кгс/мм², высокая пластичность: у технического 35 %, у чистого 50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу.

20 С простыми веществами: 1) С кислородом: 4Al 0 + 3O 2 2Al +3 2 O 3 2) С галогенами: 2Al 0 + 3Br 2 0 2Al +3 Br 3 3) С другими неметаллами (азотом, серой, углеродом) реагирует при нагревании: 2Al 0 + 3S t° Al 2 +3 S 3 (сульфид алюминия) 2Al 0 + N 2 t° 2Al +3 N(нитрид алюминия) 4Al 0 + 3С Al 4 +3 С 3 (карбид алюминия) Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются: Al 2 S 3 + 6H 2 O 2Al(OH) 3 ¯ + 3H 2 S­ Al 4 C H 2 O 4Al(OH) 3 ¯+ 3CH 4 ­

21 Со сложными веществами: 4) С водой (после удаления защитной оксидной пленки): 2Al 0 + 6H 2 O ® 2Al +3 (OH) 3 + 3H 2 ­ 5) Со щелочами: 2Al 0 + 2NaOH + 6H 2 O ® 2Na[Al +3 (OH) 4 ] (тетрагидроксоалюминат натрия) + 3H 2 ­ 6) Легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах: 2Al + 6HCl ® 2AlCl 3 + 3H 2 ­ 2Al + 3H 2 SO 4 (разб) ® Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 ­ При нагревании растворяется в кислотах - окислителях: 2Al + 6H 2 SO 4 (конц) ® Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 ­ + 6H 2 O Al + 6HNO 3 (конц) ® Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2 ­ + 3H 2 O 7) Восстанавливает метааллы из их оксидов (алюминотермия): 8Al 0 + 3Fe 3 O 4 ® 4Al 2 O 3 + 9Fe 2Al + Cr 2 O 3 ® Al 2 O 3 + 2Cr

22

23 в электротехнике для производства легких сплавов (дюралюмин, силумин) в самолете- и автомобилестроении для алитирования чугунных и стальных изделий с целью повышения их коррозионной стойкости для термической сварки для получения редких металлов в свободном виде в строительной промышленности для изготовления контейнеров, фольги и т.п.

24 Осуществить цепочку превращений: Аl АlСl 3 Аl(ОН) 3 Аl 2 О 3 Nа Аl О 2 Аl 2 (SО) 3 Аl(ОН) 3 АlСl 3 NаАlО 2

25 1. Активные метааллы 2. Метааллы средней активности 3. Благородные метааллы А) Au, Ag, Pt Б) Zn, Fe, Cu В) Na, K, Ca

26 Наиболее выраженные металлические свойства проявляет: ? алюминий ? натрий ? магний ? бериллий ? железо Активнее других реагирует с кислородом.... ? алюминий ? серебро ? цинк ? барий При комнатной температуре вытесняет водород из воды... ? медь ? железо ? литий ? цинк

27 Калий взаимодействует с водой с образованием.... и.... ? соли ? водорода ? щелочи ? оксида калия В химических реакциях атом алюминия -... ? окислитель ? восстановитель ? окислитель и восстановитель ? не отдает и не принимает электроны Какой металл не используют для вытеснения менее активных металлов из растворов их солей? ? железо ? магний ? натрий ? цинк

28 Задача 1 При обработке 8 г смеси магния и оксида магния соляной кислотой выделилось 5,6 л водорода(н.у.). Какова массовая доля (в %) магния в исходной смеси? Задача 2 Калий массой 3,9 г растворили в воде массой 206,2 г. Определите массовую долю полученного раствора.

29 Домашнее задание: напишите уравнения согласно схеме, составьте рассказ о свойствах алюминия О2О2 СL2СL2 N2N2 S H2OH2O NaOH+H 2 O HCl Fe 2 O 3

30 Схема ответа: Строение атома металла Нахождение в природе Открытие металла и получение Физические свойства Химические свойства Применение