Transcript Alkalické kovy

Alkalické kovy
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
Historie – objev a izolace
sloučeniny K a Na jsou známé od starověku
1807- Humpry Davy elektrolýzou roztaveného KOH izoloval K
stejným způsobem připravil kuličky kovového Na
sloučeniny Li objeveny začátkem 18. století
1817- J. A. Arfvedson – všiml si podobnosti mezi sloučeninami Li
a Na a K
Li poprvé izolováno z destičkovitého silikátového minerálu
petalitu LiAlSi4O10
1818- H. Davy izoloval Li z Li2O
1861- Bunsen a Kirchhoff objevili Rb a Cs jako stopovou složku
v lázeňských minerálních vodách (pomocí spektroskopu, který
vynalezli)-názvy podle barev nejdůležitějších linií
1939- poprvé identifikováno Fr - Margueritt Perey-název podle
rodné země
H
1
2,20
Lithium
Sodík
Li
3
0,97
Na
11
1,01
K
19
0,91
Rb
37
0,89
Cs
55
0,86
Fr
87
0,86
Draslík
Cesium
Výskyt a rozšíření
Na, K se nenacházejí v přírodě společně
(rozdíly v rozměrech)
 Li,
v železnato hořečnatých minerálech
 Na-7.nejrozšířenější prvek v horninách zem.kůry,
5. nejrozšířenějším kovem (po Al, Fe, Ca a Mg)
 K-po sodíku další nejrozšířenější
 soli Na a K tvoří velká ložiska, která vznikla po odpaření vody
pravěkých jezer
 Li-
a Cs mnohem méně rozšířené
 získávají se jako vedlejší produkt při výrobě Li
 Rb
Využití
Li- stearát lithný – zahušťovadlo, k převedení olejů na mazací
tuky
uhličitan lithný – tavidlo při výrobě porcelánu, také při výrobě
hliníku
léky na maniodepresivní psychózu
hydroxid lithný – adsorpce CO2
v uzavřených prostorech (kosm. kabiny)
Na- NaCl
v 19. století- Leblancův proces- výroba NaOH z NaCl
sodíkové výbojky- od 30. let 19. století
výboj v parách sodíku
intenzivní rezon. dublet ve žluté části spektra (vln. délka
589,0/589,6 nm - blíží se maximu spektrální citlivosti lidského
oka)
K- hnojiva (KCl-sylvín, K2SO4·KNO3)
hydroxid draselný – tekuté mycí prostředky,
výroba pryže
KNO3 – pyrotechnika
Výroba
Li- spodumen (LiAlSi2O6) se zahřívá na 1100 °C, změna
modifikace (z alfa na beta)- ta se promývá kys.sírovou,u z výluhu
se získává síran lithný-ten se dále zpracovává na uhličitan a
chlorid lithný
kovové Li elektrolýzou LiCl
Na- elektrolýzou roztavené směsi 60 % chloridu vápenatého a
40 % chloridu sodného (eutektická směs)
K- připravuje se obtížněji, výroba dražší
nelze získat elektrolýzou, redukce KCl kovovým sodíkem při
580 °C (draslík těkavější, posun rovnováhy)
Rb, Cs- vedlejší produkt při výrobě Li
Příprava kovů:- Rb- redukce RbCl s Ca, frakční destilace
- Cs- termický rozklad CsN3
Vlastnosti
velmi reaktivní prvky
elektronová konfigurace ns1
měkké, nízkotající (slabá vazba 1 valenč.
elektronu způsobuje nízké body tání)
stříbrobílé kovy
čerstvý řez lesklý
krystaly- prostorově centrované kubické
mřížky
velké atomové a iontové poloměry
charakteristické zbarvení plamene:
Chemická reaktivita
velmi reaktivní
oxidační stupeň nepřekročí hodnotu 1 (hodnota ionizační energie
do 2. stupně je vysoká)
reagují s vodíkem, alkoholy, plynným amoniakem…
silná redukovadla
Li- anomální
velmi malé, jeho sloučeniny speciální
hydroxid a uhličitan méně rozpustný než
sloučeniny Na a K
LiClO4-chloristan lithný více rozpustný než chloristany ostatních
alkalických kovů
Li se slučuje s kyslíkem za vzniku oxidů, ostatní alk. kovy
poskytují peroxidy nebo hyperoxidy
Li2CO3 -uhličitan lithný se při teplotě nad 900 °C rozkládá na LiO
a CO2, ostatní alk. kovy se taví
Roztoky v kapalném NH3
alk.kovy rozpustné v kapalném amoniaku (nízká mřížková a
ionizační energie kovu, vysoká solvatační energie kationtu)
jasně modré roztoky, elektricky vodivé, vyšší koncentracebronzové
„dutinový model“
redukční látky, jsou ale nestálé-rozkládají se za vzniku amidu:
redukují i arom. látky (na cyklické mono nebo dialkeny), alkiny
na trans-alkeny
M 2 CO 3  2 HX  2 MX  CO
2
 H 2O
Sloučeniny
HALOGENIDY:
vysoká tt, nejčastěji bílé krystalické látky
reakcí MOH nebo M2CO3 s HX
MOH  HX  MX  H2O
HYDRIDY:
přímou reakcí kovu s vodíkem:
2Na + H2 → 2NaH
Ca + H2 → CaH2
užití jako redukovadla
tepelná stálost hydridů ve skupině klesá, reaktivita roste
LiH + H2O → LiOH + H2 – přenosný zdroj vodíku
NaH + H2O → NaOH + H2 – bouřlivější reakce než s Na
OXIDY, PEROXIDY, HYPEROXIDY a SUBOXIDY:
nejvíce oxidů tvoří Cs (9) – stech. poměry Cs7O až CsO3
při hoření:
Li→ Li2O, Li2O2
Na→ Na2O2 (peroxid)
K, Rb, Cs→ MO2 (hyperoxidy)
zbarvení oxidů se prohlubuje se vzrůstajícím atom.číslem
(Li2O, Na2O-čistě bílé, K2O-žlutý, Rb2O-jasně žlutý, Cs2Ooranžový)
peroxidy
Na2O2 – sodík se oxiduje malým množstvím suchého kyslíku
(oxid), potom dále (peroxid)
příprava dalších peroxidů je takto obtížná, proto jinak (oxidací v
kapalném čpavku)
M 2 O 2  H 2SO 4  M 2SO 4  H 2 O 2
M 2 O 2  H 2 O  MOH  H 2 O 2
Dýchací přístroje:
Na2O2 + CO → Na2CO3
Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + ½O2
hyperoxidy MO2
paramagnetický ion stálý jen s velkým kationtem, Li a Na obtížně
seskvioxidy M2O3
termickým rozkladem MO2
oxidací kovů v kapalném amoniaku nebo oxidací peroxidů
jsou považovány za peroxidy-oxidy (M  ) 4 (O 22 )(O 2 ) 2 
ozonidy MO3
u Na, K, Rb a Cs reakcí O3 s práškovým bezvodým MOH za
nízké teploty (potom extrakce kapalným amoniakem)
ozonidy se zvolna rozkládají na kyslík a hyperoxid MO2,
hydrolýzou přímo oxidy
MO3 → MO2 + 1/2O2
4MO3 + 2H2O → 4MOH+ 5O2
DALŠÍ SLOUČENINY:
dusičnany- přímou reakcí kyseliny dusičné s hydroxidem nebo
uhličitanem
LiNO3-v pyrotechnice do světlic (červené světlice)
NaNO3-ledek (Chile)
dusičnany (nízká tt) se nad teplotou 500 °C rozkládají
500  C
2 NaNO3  2 NaNO2  O 2
800  C
2 NaNO3  Na 2 O  N 2 
5
2
O2
dusitany- tepelným rozkladem MNO3 nebo reakcí NO
s hydroxidem
FRANCIUM:
v zemské kůře (celkem) asi 30 g
nejvzácnější prvek
nejstabilnější izotop 223Fr poločas rozpadu 22 min
dosud nebylo připraveno vážitelné množství (rozpad β-)
Děkuji za pozornost