khimie.ru

Свойства щелочных металлов

Щелочные металлы имеют серебристо-белый металлический блеск, за исключением цезия, который в чистом состоянии — золотисто-желтый. Однако блеск этих металлов можно наблюдать только на препаратах, находящихся в вакууме, или на свежем срезе. На воздухе щелочные металлы тотчас тускнеют. Все щелочные металлы чрезвычайно мягки и легко поддаются сжатию. Наиболее твердый из них — литий — обладает твердостью.

Щелочные металлы обладают высокой электропроводностью. При 0 °С удельная электропроводность лития в 10,9 раза, натрия в 22 раза, калия в 15 раз, рубидия в 8 раз и цезия в 5,2 раза больше электропроводности ртути при той же температуре. Правда, щелочные металлы уступают в этом отношении лучшему проводнику среди металлов — серебру; лучший проводник из щелочных металлов — натрий — обладает сопротивлением, почти в три раза превышающим сопротивление серебра.

Щелочные металлы — чрезвычайно легкие металлы. Калий и натрий легче воды; литий плавает в керосине; литий самый легкий среди всех твердых при обычной температуре элементов. Точки плавления и кипения щелочных металлов лежат очень низко.

Щелочные металлы разлагают воду. При этом, литий при взаимодействии с водой не плавится, в отличие от натрия, а калий реагируя с водой воспламеняется. Рубидий и цезий еще более активно реагируют с водой, которые при доступе кислорода воспламеняются, даже в отсутствие воды, в тот час как другие щелочные металлы в токе кислорода или на сухом воздухе воспламеняются только при нагревании. При горении лития образуется оксид лития Li₂О, который имеет небольшии примеси перекиси. При горении натрия получаем пероксид натрия Na₂O₂. При сгорании других щелочных металлов образуются надперекиси. С парафином, керосином и безводным эфиром щелочные металлы не реагируют. Натрий и калий, при хранении в керосине, реагируют с кислородными соединениями, образуют желтоватые корки.

Щелочные металлы в слабо нагретой атмосфере водорода, образуют гидриды. С молекулярным азотом соединяется только литий, с образованием нитрида Li₃N. Реакция идет особенно энергично при температуре темно-красного каления. Однако тепло, выделяющееся при реакции

6Li + N₂ = 2Li₃N + 47,2 ккал,

меньше, чем теплота образования гидрида лития, если выделяющееся тепло в обоих случаях отнести к одинаковому количеству лития.

С азотом, возбужденный электрическим тлеющим разрядом, могут соединиться также остальные щелочные металлы. Смотря по условиям опыта, при этом возникают нитриды М₃N или азидыы MN₃. Нитриды Nа и К можно получить также термическим разложением азидов. Нитриды интенсивно окрашены при комнатной температуре в красный цвет, устойчивы в сухом воздухе, но тотчас разлагаются водой или спиртом с образованием аммиака. С водородом Na₃N реагирует при 120 °C по уравнению

Na₃N + 3H₂ = 3NaH + NH₃

При пропускании над расплавленными щелочными металлами газообразного аммиака образуются амиды, например:

2Na + 2NH₃ = 2NaNH₂ + H₂.

Эта реакция, так же как и другие рассмотренные реакции, основана на том, что щелочные металлы легко приобретают электроположительный заряд.