Щелочные металлы

Щелочные металлы

Щелочные металлы — это элементы главной подгруппы первой группы периодической системы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций. Своё название они получили потому, что при взаимодействии с водой образуют растворимые основания — щёлочи. На внешнем электронном слое атома каждого из них находится всего один электрон, который атом легко отдаёт. Именно из-за этого щелочные металлы — самые активные среди всех металлов и в природе встречаются только в виде соединений.

Строение атома

Атом щелочного металла имеет завершённые внутренние слои и один внешний электрон. Отдавая его, атом превращается в положительно заряженный ион с зарядом +1. Поскольку при движении вниз по группе радиус атома растёт, внешний электрон удерживается всё слабее, и его легче оторвать. Поэтому от лития к цезию активность металлов закономерно возрастает.

Физические свойства

Щелочные металлы мягкие — натрий и калий легко режутся ножом. Они лёгкие, имеют серебристо-белый цвет на свежем срезе и низкие температуры плавления. На воздухе они быстро окисляются и тускнеют, поэтому хранят их под слоем керосина, не пропускающего кислород и влагу. Каждый щелочной металл придаёт пламени характерную окраску, по которой его можно распознать.

Химические свойства

Щелочные металлы реагируют почти со всеми неметаллами. С кислородом они образуют оксиды и пероксиды, с галогенами — соли, с водородом — гидриды. Но самая показательная реакция — с водой: при этом образуется щёлочь и выделяется водород. Реакция идёт бурно, с выделением тепла, а калий даже воспламеняется.

Разберём взаимодействие натрия с водой по шагам:

Здесь натрий отдаёт электроны, образуется гидроксид натрия (едкий натр) и выделяется водород. С хлором натрий горит ярким пламенем, образуя хорошо знакомую поваренную соль:

А с кислородом воздуха натрий образует пероксид, поэтому его нельзя хранить открытым.

Частые ошибки: нельзя брать щелочные металлы руками или бросать в воду крупными кусками — реакция взрывоопасна. Помни, что активность металлов возрастает от лития к цезию, а не убывает. Заряд иона щелочного металла всегда равен +1, а не +2.

Применение

Натрий и калий жизненно необходимы организмам: их ионы регулируют работу клеток и передачу нервных сигналов. Соединения натрия используют в производстве стекла, мыла и питьевой соды. Калийные соли — важнейшие удобрения. Литий применяют в современных аккумуляторах для телефонов и электромобилей.

Кратко о главном

• Щелочные металлы — элементы первой группы с одним внешним электроном.
• Они очень активны, мягкие, лёгкие и хранятся под керосином.
• С водой образуют щёлочь и водород, заряд иона равен +1.
• Активность растёт от лития к цезию.
• Каждый металл окрашивает пламя в свой цвет.