Презентация "Элементы первой группы главной подгруппы" – проект, доклад

Элементы первой группы главной подгруппы

Щелочные металлы – это элементы главной подгруппы I группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr. Атомы этих элементов имеют на внешнем энергетическом уровне один s-электрон: ns1 .

Литий. LI

Литий – это металл, с щелочными свойствами, серебристого цвета, обладающий выраженными пластичными свойствами. Легко поддаётся обработке.

Почти все соли щелочных металлов растворимы в воде. Поэтому обнаружение их катионов выпадением осадка невозможно. Для определения катионов металлов используют метод пирохимического анализа.

Химические свойства

Литий является сильным восстановителем. Энергично взаимодействуют со многими неметаллами: 2Li + Сl2 = 2LiСl (хлорид лития) 2Li + S = Li2S (сульфид лития) 2Li + Н2 = 2LiH (гидрид лития) Активно взаимодействует с водой: 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 Литий растворяется почти во всех кислотах с образованием большого количества солей: 2Li + 2НСl = 2LiС1 + Н2

Качественная реакция

Катион Li+ Окрашивание пламени газовой горелки. Соли лития окрашивают пламя горелки в карминово-красный цвет.

Катион Li+ с фосфат-ионом дает белый осадок: 3LiCl + Na3PO4 → Li3PO4↓ + 3NaCl

Натрий является мягким пластичным щелочным металлом, имеет серебристо-белый цвет и блеск на свежем срезе (натрий вполне возможно разрезать ножом). При взаимодействии с воздухом быстро окисляется, поэтому хранить натрий необходимо под слоем керосина.

Натрий

натрий под слоем керосина.

1. Энергично взаимодействуют со многими неметаллами: 2Nа + Cl2 = 2NaCl (хлорид натрия) 2Na+ S = Na2S (сульфид натрия) 2Na + Н2 = 2NаН (гидрид натрия) 2. При взаимодействии с кислородом натрий, в отличие от других щелочных металлов, образует пероксид натрия: 2Na+О2 = Nа2О2 Пероксид натрия — сильный окислитель, при соприкосновении с которым многие органические вещества воспламеняются. 3. Бурно взаимодействует с водой: 2Nа + 2Н2О = 2NаОН + Н2

4. Натрий растворяется почти во всех кислотах с образованием большого количества солей: 2Nа + 2НСl = 2NаСl + Н2 2Nа + Н2SО4 = Na2SО4 + Н2

Na+ Окрашивание пламени газовой горелки. Соли и другие соединения натрия окрашивают пламя в желтый цвет. Взаимодействие с пикриновой кислотой (жёлт.крист.осадок).

Калий

Калий — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета. В природе калий встречается только в соединениях с другими элементами, например, в морской воде, а также во многих минералах. Он очень быстро окисляется на воздухе и очень легко вступает в химические реакции, особенно с водой, образуя щёлочь.

Во многих отношениях химические свойства калия очень близки к натрию, но с точки зрения биологической функции и использования их клетками живых организмов они все же отличаются.

1)Энергично взаимодействуют со многими неметаллами: 2K + Сl2 = 2KСl (хлорид калия) 2K + S = K2S (сульфид калия) 2K + Н2 = 2KH (гидрид калия) 2)Активно взаимодействует с водой: 2K + 2H2O = 2NaOH + K2 3)Калий растворяется почти во всех кислотах с образованием большого количества солей: 2K + 2НСl = 2KСl + Н2

Оксид К2О, пероксид К2О2, супероксид К2О4, гидроксид КОН, иодид KI, карбонат K2CO3 и хлорид KCl. К2О, как правило, получают косвенным путем за счет реакции пероксида и металлического калия: 2K + K2O2 = 2K2O K2O проявляет ярко выраженные основные свойства, легко реагирует с водой с образованием гидроксида калия КОН: K2O + H2O = 2KOH KOH хорошо растворим в воде. Образующийся раствор — очень сильное основание, относящееся к щелочам. КОН реагирует с кислотными и амфотерными оксидами: SO2 + 2KOH = K2SO3 + H2O, Al2O3 + 2KOH + 3H2O = 2K[Al(OH)4] (так реакция протекает в растворе) и Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O (так реакция протекает при сплавлении реагентов).

Важнейшие соединения калия

В промышленности KOH получают электролизом водных растворов KCl или K2CO3 2KCl + 2H2O = 2KOH + Cl2+ H2, или за счет обменных реакций растворов K2CO3 или K2SO4 с Ca(OH)2 или Ba(OH)2: K2CO3 + Ba(OH)2 = 2KOH + BaCO3 Попадание твердого гидроксида калия или капель его растворов на кожу и в глаза вызывает тяжелые ожоги кожи и слизистых оболочек, поэтому работать с этими едкими веществами следует только в защитных очках и перчатках. Водные растворы гидроксида калия при хранении разрушают стекло, расплавы — фарфор. Карбонат калия K2CO3 получают при нейтрализации раствора гидроксида калия углекислым газом: 2KOH + CO2 = K2CO3 + Н2О.

К+ 1.Окрашивает пламя горелки в фиолетовый цвет. 2.С реактивом Фишера 2KCl + Na3[Co(NO2)6] → K2Na[Co(NO2)6]↓(желт.крист.осадок) + 2 NaCl

Рубидий

Блестящий, серебристо-белый металл. Плотность рубидия невелика r=1,5 г/см3 ; tпл=39° , tкип=689° . Очень мягкий, легко режется ножом.

Рубидий мгновенно воспламеняется на воздухе, а также в атмосфере фтора и хлора, а взаимодействие с жидким бромом сопровождается сильным взрывом. Со взрывом реагирует с водой и разбавленными кислотами.

Энергично взаимодействуют со многими неметаллами: 2Rb + Сl2 = 2RbСl (хлорид рубидия) 2Rb + S = Rb2S (сульфид рубидия) 2Rb + Н2 = 2RbH (гидрид рубидия) Рубидий активно взаимодействует с водой: 2Rb + 2H2O = 2RbOH + H2 Растворяется почти во всех кислотах с образованием большого количества солей: 2Rb + 2НСl = 2RbСl + Н2

Rb+ Окрашивает пламя горелки в розово-фиолетовый цвет.

+

Применение рубидия

Рубидиевые препараты иногда применяются в медицине как снотворные и болеутоляющие средства, а также при лечении некоторых форм эпилепсии. Отдельные его соединения используются в аналитической химии как специфические реактивы на марганец, цирконий, золото, палладий и серебро. Сам металл употребляют для изготовления фотоэлементов.

Цезий — мягкий серебристо-белый металл. При обычной температуре находится в пастообразном состоянии, температура плавления 28,44°C. Температура кипения 669,2°C. Цезий имеет высокую чувствительность к свету.

Цезий

На воздухе и в атмосфере кислорода цезий мгновенно воспламеняется, образуя смесь пероксида Сs2O2 и надпероксида цезия CsO2.

На воздухе воспламеняется, с водой реагирует со взрывом. Цезий является сильным восстановителем. Энергично взаимодействуют со многими неметаллами: 2Cs + Сl2 = 2CsСl (хлорид цезия) 2Cs + S = Cs2S (сульфид цезия) 2Cs + Н2 = 2CsH (гидрид цезия) Активно взаимодействует с водой: 2Cs + 2H2O = 2CsOH + H2 Цезий растворяется почти во всех кислотах с образованием большого количества солей: 2Cs + 2НСl = 2CsСl + Н2

Cs+ Окрашивает пламя горелки в голубовато-фиолетовый цвет.

Применение цезия

На основе неорганических и органических соединений цезия созданы эффективные лекарственные препараты для лечения язвенных заболеваний, дифтерии, шоков, шизофрении, а некоторые радиоактивные изотопы цезия помогают в борьбе с раковыми опухолями и в применяются в портативных аппаратах для рентгенодиагностического осмотра внутренних органов.

Значение цезия для организма человека

При попадании в организм цезий очень быстро усваивается ЖКТ и поступает в кровь. Его концентрация в органах и тканях человека относительно равномерна, но около 80% накапливается в мышцах, 8% - в скелете, остальная часть равномерно распределяется в сердце, печени и крови. Он способствует усилению иммунитета.

Франций

Франций — вероятно, мягкий серебристо-белый металл. Температура плавления франция ниже комнатной температуры, но этот сильнорадиоактивный металл выделяет столько тепла, что даже в количестве нескольких миллиграммов он раскаляется, и немедленно превращается в светящийся дым.

Плотность франция при нормальных условиях равна 1,87 г/см³, то есть он намного легче алюминия, но является одним из наиболее плотных щелочных металлов.

Франций имеет самую низкую электроотрицательность из всех элементов, известных в настоящее время. Электродный потенциал Fr+/Fr = -2,92 В. Соответственно, франций является и самым химически активным щелочным металлом. В соединениях проявляет степень окисления +1.

Ожидать широкого использования элемента №87 на практике, конечно, не приходится. И все же польза от франция есть. Во-первых, с его помощью (по его излучению) можно быстро определять присутствие в природных объектах актиния; во-вторых, cоль франция FrCl использовалась для обнаружения раковых опухолей, но по причине чрезвычайно высокой стоимости эту соль в масштабных разработках использовать не выгодно. В настоящее время франций и его соли применения пока что не имеют, в связи с малым периодом полураспада и высокой радиоактивностью.

Применение франция