Щелочные металлы

1.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Школа-интернат №1 среднего (полного) общего образования» городского
округа город Стерлитамак Республики Башкортостан
Выполнил учитель химии первой квалификационной категории
Сафиканов Ахат Файзрахманович

2.

Щелочные металлы

3. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева

I
I
1
H
II
2
Li
III
3
Na
4
K
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
II
Группы элементов
IV
V
VI
III
VII
VIII
Щелочные металлы
1
1.00797
He
Водород
6,939
3
Литий
Cu
63.546
Медь
37
85.47
Рубидий
47
Ag
107.868
Серебро
Cs
Au
196.966
Золото
Fr
Франций
65.37
38
87.62
Стронций
Sс
44.956
Скандий
112.41
Кадмий
Иттрий
Барий
Лантан
Hg Tl
200.59
Ртуть
Радий
Ac
227.028
Актиний
Zr
91.224
Цирконий
Hf
178.49
Гафний
Свинец
104
Rf
[261]
Резерфордий
O
8
15.996
Кислород
15 S
Фосфор
V
23
50.942
Ванадий
33
74.9216
Мышьяк
41
Nb
92.906
Ниобий
73
Ta
180.9479
Тантал
83
208.98
Висмут
105
Db
[262]
Дубний
F
фтор
16 Cl
32,064
Сера
Cr
24
51.996
Хром
Se
34
78.96
Селен
42
Mo
95.94
Молибден
51 Te
121.75
Сурьма
82 Bi
207.2
7
14.0067
30,9738
50 Sb
118.71
Олово
72
Азот
32 As
72.59
Германий
81 Pb
204.383
Таллий
88 89
[226]
La
138.81
Ti
47.90
Титан
49 Sn
114.82
Индий
56 57
137.34
22
N
14 P
28,086
Кремний
39 40
88.9059
6
12,011
Углерод
31 Ge
69.72
Галлий
Y
C
13 Si
26,9815
Алюминий
Cd In
48
87 Ra
[223]
5
10 .811
Zn Ga
Цинк
80
Бор
20 21
40,08
30
Sr
В
12 Al
24,312
Кальций
55 Ba
132.905
Цезий
79
4
9,012
Магний
19 Ca
39.102
Калий
Rb
Be
11 Mg
Натрий
29
Гелий
Вериллий
22,988
2
Теллур
74
52
127.60
W
183.85
Вольфрам
Po
25
Br
Бром
43
Sg
[263]
Сиборгий
10
20,18
Неон
18
Аргон
39,948
Mn 26 Fe
54.938
Железо
75
107
Кобальт
99
126.904
Re
186.2
Криптон
101.07
102.905
Рутений
Ксенон
76
Родий
[262]
Pd
106.4
Палладий
131,3
Os 77 Ir 78 Pt
190.2
192.2
Осмий
Иридий
86
Радон
[222]
Bh 108 Hs 109 Mt
Борий
46
54
85 Rn
210
58.71
Никель
36
Tс 44 Ru 45 Rh
Рений
Астат
Co 28 Ni
58.933
83,8
53 Xe
Иод
27
55.847
35 Kr
79.904
Технеций
I
Ne
17 Ar
35,453
Марганец
84 At
208.982
Полоний
106
Хлор
9
18.9984
4,003
[265 ]
Хассий
[266 ]
Мейтнерий
195.09
Платина

4.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
1
II
2
Li
III
3
Na
4
K
6,939
V
VI
11
22,9898
Натрий
Калий
Rb
10
В главной подгруппе:
19
39.102
37
Число электронов на внешнем слое
не изменяется
Радиус атома увеличивается
85.47
Рубидий
Электроотрицательность уменьшается
Cs
55
132.905
Цезий
9
VII
VIII
Литий
7
8
VII
3
5
6
III
Щелочные металлы
I
IV
II
Группы элементов
IV
V
VI
Восстановительные свойства усиливаются
Металлические свойства усиливаются
Fr
87
[223]
Франций

5.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
1
II
2
III
3
II
Группы элементов
IV
V
VI
III
Внешний вид
Мягкий металл
простого вещества серебристо-белого
цвета.
Электронная
[He] 2s1
коефигуранция
ЭО
0,98
(по Полингу)
Степень окисления 1
Плотность
0,534 г/см³
IV
5
6
V
7
8
VI
VII
10
VIII
Ли́тий / Lithium (Li)
4
9
VII
Li
Температура
плавления
Температура
кипения
453,69 K
1613 K

6.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
1
II
2
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
II
III
Группы элементов
IV
V
VI
VII
VIII
Натрий/Natrium (Na)
серебристо-белый
Внешний вид
простого вещества мягкий металл
Электронная
коефигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
[Ne] 3s1
Температура
плавления
Температура
кипения
370,96 К
0,93
1
0,971 г/см ³
1156,1 К

7.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
1
II
2
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
II
III
Группы элементов
IV
V
VI
VII
VIII
Калий / Kalium (K)
Серебристо-белый
Внешний вид
простого вещества мягкий металл
Электронная
конфигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
Температура
плавления
Температура
кипения
[Ar] 3d10 4s1
0,82
1
0,856 г/см³
336,8 К
1047 К

8.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
1
II
2
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
II
III
Группы элементов
IV
V
VI
VII
VIII
Руби́дий / Rubidium (Rb)
Внешний вид
Серебристо-белый
простого вещества мягкий металл
Электронная
конфигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
[Kr] 5s1
Температура
плавления
Температура
кипения
312,2 К
0,82
1
1,532 г/см³
961 К

9.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
II
III
Группы элементов
IV
V
VI
VII
VIII
I
1
Цезий / Caesium (Cs)
II
2
очень мягкий вязкий
Внешний вид
простого вещества серебристо-жёлтый
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
10
похожий на золото
металл
Электронная
конфигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
[Xe] 6s1
Температура
плавления
Температура
кипения
301,6 К
0,79
1
1,873 г/см
951,6 К

10.

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева
I
I
III
VII
VIII
1
II
2
III
3
4
IV
5
6
V
7
8
VI
9
VII
II
Группы элементов
IV
V
VI
10
Франций / Francium (Fr)
радиоактивный
Внешний вид
простого вещества щелочной металл
Электронная
конфигуранция
ЭО
(по Полингу)
Степень окисления
Плотность
[Rn] 7s1
Температура
плавления
Температура
кипения
300 К
2,2
1
1,87 г/см
950 К

11.

Щелочные металлы
Литий
Натрий
Фрайций
История
открытия
Калий
Цезий
Рубидий

12.

История открытия лития
Арфведсон
Юхан Август
(12 .01.1792 г. –
28 .10.1841 г.)
Литий был открыт в 1817 г. А. Арфведсоном в
минерале петалите. Берцелиус предложил назвать
ее литионом (Lithion), поскольку эта щелочь
впервые была найдена в "царстве минералов"
(камней); название это произведено от греч.камень. Металлический Литий впервые получен
в 1818 г. Г. Дэви путем злектролиза щелочи.
В 1855 г. Бунзен и Маттессен разработали
промышленный
способ
получения
металлического лития злектролизом хлорида
лития.

13.

История открытия натрия
Гемфри Дэви
(17.12.1778 г –
29.05.1829 г)
Натрий (Natrium, от англ. и франц.
Sodium, нем. Natrium от древнеевр. neter
— бурлящее вещество. В 1807 г. Г.Дэви
путем электролиза слегка увлажненных
твердых щелочей получил свободный
металл натрий, назвав его содий
(Sodium).
В следующем году Гильберт предложил
именовать новый металл
натронием
(Natronium);
Берцелиус
сократил
последнее название до "натрий" (Natrium).

14.

История открытия калия
Калий (англ. Potassium, франц. Potassium,
нем. Kalium) открыл в 1807 г. Г.Дэви,
производивший электролиз твердого, слегка
увлажненного едкого кали. Дэви именовал
новый металл потассием (Potassium), но это
название не прижилось. Крестным отцом
металла оказался Гильберт, известный
издатель журнала "Annalen deг Physik",
предложивший название "калий"; оно было
принято в Германии и России.
Гемфри Дэви
(17.12.1778 г –
29.05.1829 г)

15.

История открытия рубидия
Роберт Вильгельм Бунзен
(31.03.1811 - 16.08.1899)
Густав Роберт Кирхгоф
(12.03.1824 – 17.10.1887)
При
спектроскопическом
анализе
минерала лепидолит (фторсиликат
лития и алюминия) и обнаружились
две новые красные линии в красной
части спектра. Эти линии Р. Бунзен и
Г.Кирхгофф правильно отнесли к
новому металлу, который назвали
рубидием (лат. rubidus - красный) из-за
цвета
его
спектральных
линий.
Получить рубидий в виде металла
Бунзену удалось в 1863 году.

16.

История открытия цезия
Роберт Вильгельм Бунзен
(31.03.1811 - 16.08.1899)
Густав Роберт Кирхгоф
(12.03.1824 – 17.10.1887)
Цезий (англ. Cesium, франц. Cesium, нем.
Caesium) - первый элемент, открытый с
помощью спектрального анализа. Р.Бунзен и
Г.Кирхгофф
обнаружили
спектральные
линии нового элемента: одну слабо-голубую и
другую ярко-голубую в области фиолетовой
части спектра.
Р.Бунзен назвал вновь открытый металл
цезием (Casium) от лат. caesius -- голубой,
светло-серый; в древности этим словом
обозначали голубизну ясного неба. Чистый
металлический
цезий
получен
электролитическим путем в 1882 г.

17.

История открытия франция
ПЕРЕ (Perey)
Маргарита
(19.10.1909 13.05.1975)
Этот
элемент
был
предсказан
Д.И.Менделеевым (как Эка-цезий), и был
открыт (по его радиоактивности) в 1939 г.
Маргаритой
Пере,
сотрудницей
Института радия в Париже с порядковым
номером Z = 87 и периодом полураспада
21 мин. Она же дала ему в 1964 г. название
в честь своей родины – франций. .
Микроскопические количества франция223 и франция-224 могут быть химически
выделены из минералов урана и тория.
Другие изотопы франция получают
искусственным
путём
с
помощью
ядерных реакций.

18.

Фотография
Описание минерала
Химический
состав
Сподуменн
LiAl[Si2O6]
Цвет
Бесцветный,
красный, желтый,
зеленый
Плотность
3,1—3,2 г/см3
Твердость
6,5

19.

Фотография
Галит
Описание минерала
Химический
состав
NaСl
Цвет
Бесцветный,
красный, желтый,
синий
Плотность
2,2—2,3г/см3
Твердость
2,5
Вкус
Солёный

20.

Фотография
Описание минерала
Химический
состав
Цвет
Сильвин
КСl
Бесцветный,
молочно-белый,
темно-красный,
розовый
Плотность
1,97-1,99 г/см3
Твердость
1,5
Вкус
Едкий

21.

Фотография
Описание минерала
Химический
состав
Цвет
Карналит
MgCl2·KCl·6H2
O
Красный,
желтый, белый,
бесцветный
Плотность
1,6г/см3
Твердость
1,5
Вкус
Жгучий соленый

22.

Химические свойства
Проверь себя
+Г2
MeГ
+O2
Li2O, Na2O2, KO2
+H2
МеH
+ N2
Me3N
+H2O
(бурно)
МеOH +H2
+ к-ты
(бурно)
соль+H2
R-OH
R-OMe +H2
с НеМе
Щелочные
металлы
со сложными
веществами

23.

Химические свойства
1) 2Na + Cl2 = 2NaCl (в атмосфере F2 и Cl2 щелочные Me самовоспламеняются)
2) 4Li + O2 = 2Li2O
оксид Li
3) 2Na + Н2 = 2NaН
2Na + O2 = Na2O2
2K + 2O2 = K2O4
пероксид Na
надпероксид K
(при нагревании 200-400oC)
4) 6Li + N2 = 2Li3N (Li - при комнатной T, остальные щелочные Me -при нагревании)
5) 2Na + 2Н2О = 2NaОН + Н2
(Li - спокойно, Na - энергично,
остальные – со взрывом –
воспламеняется выделяющийся Н2
Rb и Cs реагируют не только
с жидкой Н2О, но и со льдом. .
6) 2Na+ Н2SО4 = Na2SО4 + Н2
(протекают очень бурно)
7) 2C2H5OH + 2Na = 2C2H5ONa + Н2
Щелочные металлы с водой

24.

Качественное определение щелочных металлов
Для распознавания соединений щелочных металлов по окраске пламени
исследуемое вещество вносится в пламя горелки на кончике железной
проволоки.
Li+ - карминово-красный
Na+ - желтый
Li+
K+ - фиолетовый
Rb + - красный
Na+
Cs+ - фиолетово-синий
K+

25.

Получение щелочных металлов
1) Электролиз расплавов соединений
щелочных металлов:
2МеCl = 2Ме + Cl2
4МеOH = 4Ме + 2Н2О + О2
2) Восстановление оксидов и гидроксидов
щелочных металлов:
2Li2O + Si = 4Li + SiO2
KOH + Na = NаOH + K
Схема электролизера для получения натрия
Ванна состоит из стального кожуха с шамотной футеровкой, графитовым анодом А и
кольцевым железный катодом К, между которыми расположена сетчатая диафрагма.
Электролитом служит более легкоплавкая смесь его с 25% NaF и 12% КСl (что
позволяет проводить процесс при 610–650°С). Металлический натрий собирается в
верхней части кольцевого катодного пространства, откуда и переходит в сборник. По
мере хода электролиза в ванну добавляют NaCl.

26.

Применение щелочных металлов
Для
получения
трития
Литий
Получение
сплавов для
подшипников
Химические
источники
тока
Восстановитель
в органическом
синтезе
Пиротехника

27.

Применение щелочных металлов
Теплоноситель
в ядерных
реакторах
Качественный
анализ
органических
веществ
Восстановитель
в органическом
синтезе
Натрий
Газоразрядные
лампы
Термическое
получение
металлов
Производство
натриевосерных
аккумуляторов

28.

Применение щелочных металлов
Теплоноситель
в ядерных
реакторах
Калийные
удобрения
Для получения
перекиси калия
Калий
В гальванотехнике
Катализатор
Термическое
получение
металлов

29.

Применение щелочных металлов

30.

Применение щелочных металлов

31.

Физические свойства щелочных металлов
Заполни пропуски
Щелочные металлы - серебристо–белые вещества, за исключением цезия серебристо-желтого цвета, с металлическим блеском. Все щелочные металлы
характеризуются
малой
плотностью,
малой
твердостью,
низкими
температурами плавления и кипения и хорошей электропроводностью.
Благодаря малой плотности Li, Na и К всплывают на воде (Li–даже на
керосине). Щелочные металлы легко режутся ножом. Несветящееся пламя
газовой горелки щелочные металлы и их летучие соединения окрашивают в
характерные цвета: Li – в карминово–красный, Na – в
К – фиолетовый , Rb - красный
и
Cs – в фиолетово-синий.
желтый,

32.

Тест «Щелочные металлы»
1. Предложил назвать калий от арабского «алкали» - щелочь
И. Арфведсон
Г.Деви
Й. Берцеллиус
2. В ряду от лития к францию атомный радиус:
уменьшается
не изменяется
увеличивается
3. Степень окисления щелочных металлов равна:
+1
-1
+2
4. Цвет пламени, в который его окрашивают ионы натрия
фиолетовый
красный
желтый
5. Соединение NaOH называется.
каустическая сода
проверить
поташ
кристаллическая сода

33.

Nа + O2
NаО2
Nа + Н2О
+
NаО2
Na + HCl
+
Na + N2
Nа + CH3OH
+
Na2O
Nа2O2
NаОН
H2
Cl2
H2
NaCl
NaN
Na2N
Na3N
NaH
H2
CH3ONa

34.

Литература и интернет-ресурсы
Габриелян О.С. Химия. 9 класс: Учеб. для общеобразоват.учебн. заведений.-М.:
Дрофа,
Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001
Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Справочник по неорганической
химии. — М.: Химия, 1987.
Некрасов Б. В. Основы общей химии. — М.: Химия, 1974.
Неорганическая химия. Весь школьный курс в таблицах,сост. МанкувичН.В., М.
2008г
“Видеоопыты из диска "Splint. Химия для всех - XXI: Самоучитель решению
химических задач"
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%
B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC
%D0%B5%D0%BD%D1%82
http://www.catalogmineralov.ru/
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5263.html
http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/

35.

Спасибо за урок!
Благодарю за сотрудничество.