Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Металл

Что такое щелочные металлы в периодической таблице?

Что такое щелочные металлы?

Щелочные металлы — это шесть химических элементов в группе 1, крайнем левом столбце периодической таблицы. Это литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). (За исключением того, что водород (H) имеет один электрон на внешней оболочке, но он не классифицируется как щелочной металл, так как это не металл, а газ при комнатной температуре.)

Щелочные металлы названы так потому, что при взаимодействии с водой они образуют щелочи. Щелочи представляют собой гидроксидные соединения этих элементов, такие как гидроксид натрия и гидроксид калия. Щелочи – это очень сильные основания, обладающие едкими свойствами. Щелочь, например, представляет собой гидроксид натрия. Щелочи реагируют с кислотами с образованием солей.

В чистом виде щелочные металлы представляют собой мягкие блестящие металлы с низкой температурой плавления. Щелочные металлы легко реагируют с воздухом и влагой. Из-за их реакционной способности при использовании и хранении этих металлов необходимо соблюдать особые меры предосторожности.

Щелочные металлы являются высокореактивными металлами при стандартной температуре и давлении и легко теряют свой внешний электрон, образуя катионы с зарядом +1. Все они легко режутся ножом благодаря своей мягкости, обнажая блестящую поверхность, которая быстро тускнеет на воздухе из-за окисления атмосферной влагой и кислородом (а в случае лития - азотом).

Из-за их высокой реакционной способности их необходимо хранить под маслом, чтобы предотвратить реакцию с воздухом, и в природе они встречаются только в солях и никогда в виде свободных элементов. Цезий, пятый щелочной металл, является наиболее реакционноспособным из всех металлов. Все щелочные металлы реагируют с водой, причем более тяжелые щелочные металлы реагируют более энергично, чем более легкие.

Щелочные металлы в периодической таблице

Щелочными металлами являются литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). Эта группа находится в s-блоке периодической таблицы, так как у всех щелочных металлов самый внешний электрон находится на s-орбитали.

Щелочные металлы представляют собой лучший пример групповых тенденций свойств в периодической таблице элементов, проявляющих схожие свойства. Например, при перемещении вниз по таблице все известные щелочные металлы показывают:

Как правило, их плотность увеличивается при перемещении вниз по таблице, за исключением калия, который менее плотный, чем натрий.

Свойства щелочных металлов

Щелочные металлы — это группа химических элементов периодической таблицы со следующими физическими и химическими свойствами:

Щелочные металлы имеют низкую температуру плавления. Литий плавится при 180,5 ° C (356,9 ° F); цезий плавится всего при 28,4 ° C (83,1 ° F). Эти элементы также являются отличными проводниками тепла и электричества. Щелочные металлы очень реакционноспособны, поэтому обычно встречаются в соединениях с другими элементами, такими как соли (хлорид натрия, NaCl) и хлорид калия (KCl).

Все они легко режутся пластиковым ножом из-за их мягкости, а их блестящая поверхность быстро тускнеет на воздухе из-за окисления. Из-за их высокой реакционной способности щелочные металлы должны храниться под маслом, чтобы предотвратить реакцию с воздухом.

В современной номенклатуре IUPAC щелочные металлы включают элементы группы 1, за исключением водорода. Все щелочные металлы реагируют с водой, причем более тяжелые щелочные металлы реагируют более энергично, чем более легкие.

Свойства щелочных металлов:

<тд>3 <тд>11 <тд>37 <тд>55 <тд>6,941 <тд>86,468 <тд>132,905 <тд>— <тд>— <тд>— <тд>1 <тд>1 <тд>1 <тд>1 <тд>1 <тд>1 <тд>— <тд>— <тд>— <тд>4.9 <тд>21 <тд>— <тд>— <тд>— <тд>— <тд>1,94
Свойства Литий Натрий Калий Рубидий Цезий Франций
Атомный номер 19 87
Атомный вес (или самый стабильный изотоп ) 22,99 38.098 223
Цвет элемента Серебряный Серебряный Серебряный Серебряный Серебряный
Точка плавления (°С) 180,5 97,72 63,38 39.31 28,44 27
Точка кипения (°С) 1 342 883 759 688 671 677
Плотность при 20 °C (грамм на кубический сантиметр) 0,534 0,971 0,862 1,532 1,873
Увеличение объема при плавлении (в процентах) 1.51 2.63 2.81 2.54 2.66
Валентность
Массовое число наиболее распространенных изотопов (наземное распространение, проценты) 6 (7,59), 7 (92,41) 23 (100) 39 (93,2581), 40 (0,0117), 41 (6,7302) 85 (72,17), 87 (27,83) 133 (100)
Цвет, придаваемый пламени Красный Желтый Фиолетовый Желто-фиолетовый Синий
Основные спектральные эмиссионные линии (длина волны, ангстрем) 6 708; 6 104 5890; 5896 7699; 7665 4 216; 4202 4 593; 4555 <тд>—
Теплота плавления (калории на моль/килоджоули на моль) 720 (3) 621 (2.6) 557 (2,33) 523 (2.19) 500 (2.09) 500 (2)
Удельная теплоемкость (джоули на грамм-кельвин) 3,582 1,228 0,757 0,363 0,242
Электрическое удельное сопротивление при 293–298 К (мкОм·см) 9.5 7.5 13.3
Магнитная восприимчивость (единицы сгс) 14,2 (10 −6 ) 16 (10 −6 ) 20,8 (10 −6 ) 17 (10 −6 ) 29 (10 −6 )
Кристаллическая структура Телецентрированный куб Телецентрированный куб Телецентрированный куб Телецентрированный куб Телецентрированный куб
Радиус:атомный (ангстрем) 1,67 1.9 2.43 2,65 2,98
Радиус:ионный (+1 ион, ангстрем) 0,9 1.16 1,52 1,66 1.81
Радиус:металлический (ангстрем, 12 координат) 1,57 1.91 2.35 2.5 2.72 2.8
Первая энергия ионизации (килоджоули на моль) 520,2 495,8 418,8 403 375,7 380
Окислительный потенциал для окисления от степени окисления 0 до +1 при 25 °C (В) 3.04 2.71 2.93 2.92 2.92 2.92
Электроотрицательность (Полинг) 0,98 0,93 0,82 0,82 0,79 0,7

Список щелочных металлов

Щелочные металлы:

  • Литий (Li)
  • Натрий (Na)
  • Калий (К)
  • Рубидий (Rb)
  • Цезий (Cs)
  • Франций (Fr)

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) исключает водород (H) из числа щелочных металлов, поскольку он существует в виде газа при обычных температурах и давлениях. Однако водород обладает многими свойствами, присущими элементам этой группы, и действительно становится щелочным металлом при чрезвычайно высоком давлении.

Примеры щелочных металлов

Щелочные металлы — это шесть химических элементов в группе 1, крайнем левом столбце периодической таблицы. Это литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr).

Литий

Литий — самый легкий из обнаруженных металлов. Это единственный металл, который реагирует с азотом. Оксид лития является амфотерным (как кислотные, так и основные характеристики). За исключением лития, другие щелочные элементы преимущественно ионные. Плотность заряда лития выше, чем у других щелочных металлов, из-за чего он сильно гидратирован.

Литий был открыт в 1817 году Йоханом Арфведсоном при анализе петалита LiAlSi4O10. Слово «литий» происходит от греческого слова «lithos», означающего «камень». Литий содержится в ряде пегматитовых минералов, глинах, рассолах, океанах и во всех живых существах.

Использование лития

  • Литий используется в термостойкой керамике и стеклах.
  • Сплав лития используется в авиастроении.
  • Дейтерид лития используется в качестве термоядерного топлива в термоядерном оружии.
  • Литиевые батареи содержат больше энергии по сравнению с другими металлами. В революционных устройствах, таких как сотовые телефоны и компьютеры, используются литиевые батареи.
  • Соли лития используются как лекарство, стабилизирующее настроение.
  • Литий-6 является основным источником производства трития.
  • Литий используется для раскисления меди и медных сплавов.
  • Соединения лития используются в качестве пиротехнических красителей в фейерверках, дающих красный свет.
  • Смазки производятся из лития.

Натрий

Натрий — это химическое вещество, которое мы ежедневно потребляем с пищей в виде хлорида натрия (поваренной соли). Натрий получают электролизом хлорида натрия. Элемент натрия очень реактивен.

В 1806 году химик сэр Хамфри Дэви получил натрий, пропуская электрический ток через расплавленный гидроксид натрия. Натрий впервые был получен в результате ядерного синтеза в звездах путем слияния двух атомов углерода. Он также может образовываться в звездах, когда атомы неона присоединяют протон.

Использование натрия

  • Натрий используется для придания блеска металлам.
  • Жидкий натрий используется в качестве теплоносителя в ядерных реакторах.
  • Натриевая соль жирных кислот используется в мыле.
  • NaK, сплав натрия и калия, является важным теплоносителем.
  • Соединения натрия используются в бумажной, текстильной, нефтяной и химической промышленности.
  • Йодид натрия используется для лечения обширного стригущего лишая.
  • Натрий используется в уличных фонарях и натриевых лампах, поскольку он может давать желтое свечение с яркой яркостью.
  • Гидроксид натрия используется для очистки духовки.

Калий

Калий является 19-м элементом в периодической таблице. Калий играет жизненно важную роль в правильном функционировании нашего организма. Это важный минерал, который должен поддерживаться в организме. Если уровень калия не сбалансирован, это может привести к гиперкалиемии или гипокалиемии.

Калий становится серым на воздухе. Для предотвращения окисления и защиты от влаги калий хранится в нефти.

Использование калия

  • Хлорид калия необходим для роста растений. Используется в удобрениях.
  • Калий улучшает удержание воды, урожайность, питательную ценность, вкус, цвет, текстуру и устойчивость пищевых культур к болезням.
  • Хлорат калия и нитрат калия используются во взрывчатых веществах и фейерверках.
  • Нитрат калия используется в качестве пищевого консерванта.
  • Калий поддерживает кровяное давление и уровень кислотности в нашем организме.
  • Хромат калия используется при дублении кожи и в производстве чернил, пороха, красителей, безопасных спичек и т. д.
  • Калий необходим для нормального клеточного дыхания и электролитной функции, поскольку 95 % наших клеток состоят из калия.
  • Гидроксид калия используется для изготовления моющих средств.
  • Калий помогает перекачивать жидкости внутри сердца и нервов.

Рубидий

Рубидий — радиоактивный элемент. Оно происходит от латинского слова rubius, означающего насыщенный красный цвет.

Использование рубидия

  • Рубидий 82 используется для перфузии миокарда.
  • Рубидий используется в производстве атомных часов, электронных ламп и фотоэлементов.
  • Рубидий используется в качестве рабочего тела в паровых турбинах.
  • Он используется в качестве компонента двигателей космических аппаратов.
  • Пары рубидия используются для лазерного охлаждения.
  • Хлорид рубидия используется, чтобы побудить клетки поглощать ДНК.
  • Он используется в термоэлектрических генераторах.
  • Карбонат рубидия используется для изготовления оптических стекол.
  • Из-за сверхтонкой структуры энергетических уровней рубидия он используется в атомных часах.
  • Соединение, состоящее из рубидия, серебра и йода, обладает определенными электрическими характеристиками и используется для изготовления тонкопленочных батарей.

Цезий

Цезий — активный металл. Химически цезий является наиболее электроположительным элементом и соединяется с анионами, образуя соединения. Это высокотоксичный элемент. Гидроксид цезия — самое сильное из открытых оснований.

Он имеет много изотопов, из которых цезий-133 является стабильным изотопом и наиболее важным эталоном для измерения времени (цезиевые часы или атомные часы). Цезий находится в жидком состоянии при комнатной температуре или близкой к ней.

Использование цезия

  • Цезий-134 используется в атомной энергетике.
  • Используется в фотоэлементах из-за их быстрой эмиссии электронов.
  • Цезий используется в качестве катализатора гидрирования некоторых органических соединений.
  • Он используется в двигательных установках.
  • Удаляет следы воздуха из вакуумных трубок.
  • Цезий используется в фотогальванических элементах, телевизионных устройствах изображения и оборудовании ночного видения.
  • В магнитометре используются пары цезия.
  • Цезий-137 используется в брахитерапии для лечения рака. (Брахитерапия — метод лечения рака с использованием радиоактивных элементов)
  • Раствор хлорида цезия используется в молекулярной биологии для ультрацентрифугирования в градиенте плотности, в первую очередь для выделения вирусных частиц, субклеточных органелл и фракций, а также нуклеиновых кислот из биологических образцов.
  • Цезий используется в качестве стандарта в спектрофотометрии.
  • Он используется в военных самолетах.

Франций

Франций имеет самую низкую электроотрицательность среди всех известных элементов. Это высокорадиоактивный металл и самый тяжелый из этих металлов. Франций получают путем бомбардировки тория протонами или радия нейтронами.

Этот элемент редок и мало используется. Он в основном используется для научных исследований в лаборатории. Он быстро распадается, так как имеет короткий период полураспада.

Щелочные металлы очень полезны для нас, но их нельзя использовать без консультации специалиста, так как во время реакций они становятся бурными, и с ними следует обращаться осторожно, поскольку они токсичны.

Часто задаваемые вопросы.

Как называются щелочные металлы?

Группа 1A (или IA) периодической таблицы — это щелочные металлы:водород (H), литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). . Это (кроме водорода) мягкие, блестящие, легкоплавкие, высокореактивные металлы, тускнеющие на воздухе.

Каковы 5 характеристик щелочных металлов?

Характеристики щелочных металлов:

  • Находится в столбце 1A периодической таблицы.
  • Имеют один электрон во внешнем слое электронов.
  • Легко ионизируется.
  • Серебристый, мягкий и не плотный.
  • Низкая температура плавления.
  • Невероятно реактивный.

Какие 3 факта о щелочных металлах?

  • Щелочные металлы очень реакционноспособны.
  • Они реагируют с водой. Иногда он может взорваться при контакте с воздухом и водой.
  • Они податливы и хорошо проводят тепло и электричество.

Как используются щелочные металлы?

Промышленное применение включает термостойкое стекло и керамику, смазочные материалы на литиевой основе, флюсовые добавки для производства чугуна, стали и алюминия. Мобильные устройства и электромобили зависят от литий-ионных аккумуляторов.

Является ли алюминий щелочным металлом?

Цезий, пятый щелочной металл, является наиболее реакционноспособным из всех металлов. Все щелочные металлы реагируют с водой, причем более тяжелые щелочные металлы реагируют более энергично, чем более легкие.

Где находятся щелочные металлы?

Щелочные металлы:факты об элементах первого столбца периодической таблицы. Вокруг вас сейчас повсюду щелочные металлы. Натрий содержится в поваренной соли, литий в аккумуляторе телефона и калий в бананах. Щелочные металлы составляют шесть различных элементов, находящихся в первом столбце периодической таблицы.

Где в природе встречаются щелочные металлы?

Щелочные металлы относятся к первой группе периодической таблицы. Они никогда не встречаются в природе в разобранном виде, потому что они нестабильны и быстро реагируют на другие элементы. Они хорошо связываются со всеми элементами, кроме благородных газов. На воздухе они быстро чернеют.

Назовите 2 наиболее реакционноспособных щелочных металла?

Реакционная способность щелочных металлов увеличивается сверху вниз в группе, поэтому литий (Li) является наименее реакционноспособным щелочным металлом, а франций (Fr) является наиболее реакционноспособным. Поскольку щелочные металлы очень активны, они встречаются в природе только в сочетании с другими элементами.

Из чего делают щелочь?

Производство технической щелочи обычно относится к производству кальцинированной соды (Na2CO3; карбонат натрия) и едкого натра (NaOH; гидроксид натрия). Другие промышленные щелочи включают гидроксид калия, поташ и щелочь. Производство широкого спектра потребительских товаров зависит от использования щелочи на определенном этапе.

Почему щелочные металлы очень активны?

Щелочные металлы чрезвычайно реакционноспособны, потому что у них есть один электрон на самой внешней оболочке. Наличие одного валентного электрона делает щелочной металл очень реакционноспособным. Они теряют электрон, чтобы получить конфигурацию благородного газа.

В каком блоке находятся щелочные металлы?

S-блок в периодической таблице элементов занимает щелочные металлы и щелочноземельные металлы, также известные как группы 1 и 2. Гелий также входит в s-блок. Главное квантовое число «n» заполняет s-орбиталь. Максимум два электрона могут занимать s-орбиталь.

Почему щелочные металлы встречаются в природе?

Щелочные металлы имеют низкие значения энтальпии ионизации. Следовательно, они легко теряют свои валентные электроны и обладают высокой реакционной способностью. Следовательно, в природе они не встречаются в элементарном состоянии. В связанном состоянии они присутствуют в виде галогенидов, оксидов, силикатов, боратов и нитратов.

Почему щелочные металлы взрываются в воде?

Щелочные металлы реагируют с водой с выделением тепла, газообразного водорода и соответствующего гидроксида металла. Тепло, выделяющееся в результате этой реакции, может воспламенить водород или сам металл, что приведет к пожару или взрыву.

Почему в земле нет щелочных металлов?

Щелочные металлы имеют низкие значения энтальпии ионизации. Следовательно, они легко теряют свои валентные электроны и обладают высокой реакционной способностью. Следовательно, в природе они не встречаются в элементарном состоянии.

Почему щелочные металлы хранятся в масле?

Элементы 1 группы называются щелочными металлами. Они расположены в вертикальной колонке в левой части таблицы Менделеева. Все элементы группы 1 очень реактивны. Они должны храниться под маслом, чтобы защитить их от воздуха и воды.


Металл

  1. Какие металлы самые сильные?
  2. Что такое щелочные металлы в периодической таблице?
  3. Что такое неметаллы в периодической таблице?
  4. Где находятся металлоиды в периодической таблице?
  5. Что такое цветные металлы? - Полное руководство
  6. Каковы основные свойства графита?
  7. Каковы последствия текущего дефицита никеля?
  8. Каковы уникальные преимущества легких металлов?
  9. Какие металлы лучше всего подходят для обработки? Вот 5 вариантов
  10. Что такое 7 типов технологий?