--> Õàðàêòåðèñòèêà s-ýëåìåíòîâ IA-ãðóïïû ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû è îáðàçóåìûõ èìè ïðîñòûõ âåùåñòâ. Õèìèÿ 9 êëàññ.Èíòåðàêòèâíûå çàäàíèÿ

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Õèìèÿ 9 êëàññ. Êóçíåöîâà

Ãëàâà 9. Ìåòàëëû ãëàâíûõ è ïîáî÷íûõ ïîäãðóïï

 


§ 50. Õàðàêòåðèñòèêà s-ýëåìåíòîâ IA-ãðóïïû ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû è îáðàçóåìûõ èìè ïðîñòûõ âåùåñòâ (îêîí÷àíèå)

Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ.

Ñèñòåìàòèçèðóåì ñâåäåíèÿ î õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ, õàðàêòåðíûõ äëÿ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ.

1.  ñëó÷àå âçàèìîäåéñòâèÿ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ñ êèñëîðîäîì ðàçëè÷íû íå òîëüêî óñëîâèÿ è ïðèçíàêè ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèé, íî è õàðàêòåð îáðàçóþùèõñÿ ïðîäóêòîâ. Ëèòèé, íàòðèé è êàëèé èíòåíñèâíî îêèñëÿþòñÿ íà âîçäóõå è â êèñëîðîäå (áåç âîçãîðàíèÿ), ðóáèäèé è öåçèé íà âîçäóõå ñàìîâîçãîðàþòñÿ (ïîýòîìó èõ õðàíÿò â âàêóóìå â çàïàÿííûõ àìïóëàõ).

Ïðè îêèñëåíèè ëèòèÿ îáðàçóåòñÿ îêñèä:

Ïðè âçàèìîäåéñòâèè íàòðèÿ ñ êèñëîðîäîì îáðàçóåòñÿ ïåðîêñèä:

Ïåðîêñèäû ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ — î÷åíü ñèëüíûå îêèñëèòåëè. Îíè áóðíî ðåàãèðóþò ñ âîäîé, ïðè÷åì ðåàêöèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ âûäåëåíèåì êèñëîðîäà.

2. Âñå ùåëî÷íûå ìåòàëëû àêòèâíî âçàèìîäåéñòâóþò ñ âîäîé:

Íî è â ýòîì ñëó÷àå îíè âåäóò ñåáÿ ïî-ðàçíîìó: ëèòèé è íàòðèé ðåàãèðóþò ñ âîäîé èíòåíñèâíî, íî íå âîñïëàìåíÿþòñÿ â ïðîöåññå ðåàêöèè. Êàëèé çàãîðàåòñÿ ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ âîäîé (ðèñ. 76). Âîçãîðàíèå êàëèÿ ïðîèñõîäèò ÷åðåç íåñêîëüêî ñåêóíä ïîñëå íà÷àëà ðåàêöèè: îáðàçóþùèéñÿ âîäîðîä, îêðàøåííûé ïàðàìè êàëèÿ, ñãîðàåò êðàñèâûì ôèîëåòîâûì ïëàìåíåì. Âçàèìîäåéñòâèå ñ âîäîé ðóáèäèÿ è öåçèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ âçðûâîì. Ýòè ìåòàëëû ñïîñîáíû âñòóïàòü â ðåàêöèþ ñ âîäîé äàæå ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ! (Öåçèé ðåàãèðóåò ñî ëüäîì ïðè òåìïåðàòóðå -116 °Ñ.)

3. Òàê æå ëåãêî ùåëî÷íûå ìåòàëëû âñòóïàþò â ðåàêöèè ñ ãàëîãåíàìè: â àòìîñôåðå ôòîðà è õëîðà êàëèé, ðóáèäèé è öåçèé âîñïëàìåíÿþòñÿ, ñ áðîìîì ðåàãèðóþò ñ ñèëüíûì âçðûâîì.

4. Ïðè íàãðåâàíèè ùåëî÷íûå ìåòàëëû âçàèìîäåéñòâóþò ñ ñåðîé, âîäîðîäîì, ñ äðóãèìè ìåòàëëàìè ÷àñòî îáðàçóþò èíòåðìåòàëëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ.

Ðåàêöèè ñ êèñëîòàìè-îêèñëèòåëÿìè ïðîòåêàþò î÷åíü áóðíî, èíîãäà ñî âçðûâîì. Íàïðèìåð, â ñëó÷àå âçàèìîäåéñòâèÿ íàòðèÿ ñ êîíöåíòðèðîâàííîé ñåðíîé êèñëîòîé îáðàçóþòñÿ ñåðîâîäîðîä, ñîëü è âîäà (ðèñ. 77):

    8Na + 5H2SO4(êîíö.) = 4Na2SO4 + H2S↑ + 4H2O

Âçàèìîäåéñòâèå êàëèÿ ñ âîäîé

    Ñ êàêîé öåëüþ ê ñòåíêå ñòàêàíà (ðèñ. 77) ïðèêðåïëåíû ïîëîñêè áóìàãè, ñìî÷åííûå ðàñòâîðàìè Pb(NO3)2 è Cd(NO3)2?

Âûâîäû

1. Âñå õèìè÷åñêèå ðåàêöèè ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ÿâëÿþòñÿ îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûìè. Ìåòàëëû âûïîëíÿþò â íèõ ôóíêöèþ âîññòàíîâèòåëåé:

2.  ãðóïïå ñ óâåëè÷åíèåì ïîðÿäêîâîãî íîìåðà ýëåìåíòà óñèëèâàþòñÿ ìåòàëëè÷åñêèå ñâîéñòâà:

Ïðèìåíåíèå ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ è èõ ñîåäèíåíèé. Ñîåäèíåíèÿ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ïðèìåíÿþòñÿ ñ ãëóáîêîé äðåâíîñòè. Ùåëî÷íûå ðàñòâîðû, èçãîòàâëèâàâøèåñÿ èç çîëû ðàñòåíèé â ñòðàíàõ Äðåâíåãî ìèðà (Åãèïòå, Ôèíèêèè), èñïîëüçîâàëè â êà÷åñòâå ìîþùèõ ñðåäñòâ è äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïðîçðà÷íûõ ãëàçóðåé íà ïîâåðõíîñòè êåðàìè÷åñêèõ èçäåëèé.

Îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ îáóñëîâëåíû èõ ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè è âåñüìà ðàçíîîáðàçíû. Íàïðèìåð, ëèòèé è íàòðèé ëåãêî âçàèìîäåéñòâóþò ñ êèñëîðîäîì âîçäóõà è äðóãèìè ãàçîîáðàçíûìè âåùåñòâàìè. Ïîýòîìó èõ èñïîëüçóþò äëÿ óäàëåíèÿ ïóçûðüêîâ ãàçà èç ñïëàâîâ ìåòàëëîâ.

Ìíîãèå ñïëàâû ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ îáëàäàþò óíèêàëüíûìè ñâîéñòâàìè. Íàïðèìåð, ñïëàâ ñâèíöà, íàòðèÿ, ëèòèÿ è êàëüöèÿ ñïîñîáåí ñæèìàòüñÿ íà 28%, ñîõðàíÿÿ ïðè ýòîì òâåðäîñòü è íå ðàñòðåñêèâàÿñü. Åãî ïðèìåíÿþò äëÿ èçãîòîâëåíèÿ îñåâûõ ïîäøèïíèêîâ äëÿ æåëåçíîäîðîæíîãî òðàíñïîðòà, ïîñêîëüêó îíè ðàáîòàþò â óñëîâèÿõ ïîñòîÿííûõ è ðåçêî ñìåíÿþùèõñÿ íàãðóçîê.

Áîëüøàÿ õèìè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü öåçèÿ ïî îòíîøåíèþ ê âåùåñòâàì, îáðàçóþùèì âîçäóõ, èñïîëüçóåòñÿ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ðàäèîëàìï. Äëÿ ñîçäàíèÿ âàêóóìà â êîëáó ëàìïû âíîñÿò ìåëü÷àéøèé êóñî÷åê öåçèÿ, êîòîðûé ìãíîâåííî ïîãëîùàåò òå îñòàòêè âîçäóõà, êîòîðûå íåëüçÿ îòêà÷àòü íàñîñîì.

Îäíèì èç íàèáîëåå çàìå÷àòåëüíûõ ñâîéñòâ ðóáèäèÿ è öåçèÿ ÿâëÿåòñÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê ñâåòó. Ïðè îñâåùåíèè ïîâåðõíîñòè ìåòàëëà îí ñòàíîâèòñÿ èñòî÷íèêîì ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà (âîçíèêàåò ïîòîê ýëåêòðîíîâ), ïðè ïðåêðàùåíèè îñâåùåíèÿ òîê ïðåêðàùàåòñÿ. Ïðèáîðû, â êîòîðûõ ñâåòîâàÿ ýíåðãèÿ ïðåâðàùàåòñÿ â ýëåêòðè÷åñêóþ, íàçûâàþòñÿ ôîòîýëåìåíòàìè. Îíè øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ â çâóêîâîì êèíî, òåëåâèäåíèè. Ëó÷øèå ôîòîýëåìåíòû äåëàþò èç ñïëàâà ñóðüìû è öåçèÿ.

Îäíî èç îñíîâíûõ ïðèìåíåíèé êàëèÿ — èñïîëüçîâàíèå åãî ñóïåðîêñèäà äëÿ ðåãåíåðàöèè êèñëîðîäà â ïîäâîäíûõ ëîäêàõ:

    Na2O2 + Ê2O4 + 2ÑO2 = Na2CO2 + Ê2ÑÎ2 + 2O2↑

Åäêèå ùåëî÷è ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ìûëà, áóìàãè, ýëåêòðîëèòîâ äëÿ àêêóìóëÿòîðîâ, â î÷èñòêå íåôòåïðîäóêòîâ, â ïðîèçâîäñòâå èñêóññòâåííûõ âîëîêîí, â ñèíòåçå ìíîãî÷èñëåííûõ îðãàíè÷åñêèõ è íåîðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ.

Ñîåäèíåíèÿ âñåõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ïðèìåíÿþòñÿ â ìåäèöèíå. Íàïðèìåð, ñîëè ëèòèÿ ñïîñîáíû ðàñòâîðÿòü îòëîæåíèÿ ìî÷åâîé êèñëîòû, ïîýòîìó èõ ïðèìåíÿþò äëÿ ëå÷åíèÿ ïîäàãðû. Íà îñíîâå áðîìèäîâ è èîäèäîâ ðóáèäèÿ ñîçäàíû áîëåóòîëÿþùèå è óñïîêàèâàþùèå ñðåäñòâà. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî ñóùåñòâóþò ïðîåêòû îòíîñèòåëüíî èñïîëüçîâàíèÿ â ìåäèöèíå äàæå ôðàíöèÿ! Óñòàíîâëåíî, ÷òî îí èçáèðàòåëüíî íàêàïëèâàåòñÿ â ðàêîâûõ îïóõîëÿõ íà ðàííèõ ñòàäèÿõ èõ ðàçâèòèÿ. Ýòî ñâîéñòâî ìîãëî áû ïîñëóæèòü äëÿ ðàííåé äèàãíîñòèêè çàáîëåâàíèÿ.

Ñîçäàþòñÿ óäèâèòåëüíûå ïðîåêòû íîâûõ îáëàñòåé ïðèìåíåíèÿ è äëÿ âïîëíå ïðèâû÷íûõ âåùåñòâ, íàïðèìåð êàìåííîé ñîëè (ãàëèòà). Êðèñòàëëû êàìåííîé ñîëè íåïðîíèöàåìû äëÿ æèäêèõ è ãàçîîáðàçíûõ âåùåñòâ. Ýòî ñëóæèò îñíîâàíèåì äëÿ ïðåäëîæåíèÿ î ñîçäàíèè â çàëåæàõ ãàëèòà îãðîìíûõ åìêîñòåé äëÿ õðàíåíèÿ íåôòè è ãàçà.

Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ

s-Ýëåìåíòû • Ùåëî÷íûå ìåòàëëû: ñòðóêòóðà àòîìîâ, âèä êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè • Îêñèä • Ïåðîêñèä • Ñóïåðîêñèä

Âîïðîñû è çàäàíèÿ

1. Îõàðàêòåðèçóéòå ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ëèòèÿ.

2. Íà êîíêðåòíûõ ïðèìåðàõ ðàñêðîéòå âçàèìîñâÿçü ìåæäó ñòðîåíèåì è ñâîéñòâàìè ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ.

3. Ôðàíöèé íå áûë ïîëó÷åí â êîëè÷åñòâàõ, äîñòàòî÷íûõ äëÿ åãî ïîäðîáíîãî èçó÷åíèÿ. Îäíàêî îïûòíûì ïóòåì ïîäòâåðæäåíû íåêîòîðûå ïðåäñêàçàíèÿ îòíîñèòåëüíî åãî ñâîéñòâ. Íà îñíîâàíèè ÷åãî áûëè ñäåëàíû ïðåäñêàçàíèÿ?

4. Ëèòèé ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííûì âåùåñòâîì, ïðè íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ ðåàãèðóþùèì ñ àçîòîì. Ñîñòàâüòå ôîðìóëû âåùåñòâ, îáðàçóþùèõ ïîâåðõíîñòíûå ïëåíêè íà ùåëî÷íûõ ìåòàëëàõ.

5. Îñóùåñòâèòå ïðåâðàùåíèÿ è óêàæèòå óñëîâèÿ ïðîòåêàíèÿ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé:

6. Ó÷èòûâàÿ çàêîíîìåðíîå èçìåíåíèå ðàäèóñîâ èîíîâ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, ïîïûòàéòåñü ñõåìàòè÷åñêè ïðåäñòàâèòü, ñêîëüêî èîí-àòîìîâ êàæäîãî ìåòàëëà ïîìåñòèòñÿ â ïðîèçâîëüíî âûáðàííîé âàìè åäèíèöå îáúåìà. Êàê èçìåíåíèÿ ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ îáúÿñíèòü îñîáåííîñòÿìè èõ ñòðîåíèÿ? Ïîëó÷åííûå âûâîäû îôîðìèòå â âèäå ñõåìû (ñõåìà 6).

Ðàñêðîéòå âçàèìîñâÿçè ìåæäó ñâîéñòâàìè è îáëàñòÿìè ïðèìåíåíèÿ âåùåñòâ íà ïðèìåðå ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ. Îòâåò îôîðìèòå â âèäå ñõåìû.

<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà

 

 




Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->