Сілтілік металдар

Сілтілік металдар І топшада орналасқан: литий Li, натрий Na, калий К, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr. Франций - радиобелсенді элемент. Олардың валенттілік электрондарының жалпы формуласы ns¹ (n = 2-7). Олардың топтық атауы - сілтілік металдар — сумен әрекеттескенде күшті негіз - сілті түзуіне байланысты қойылған .

Толығырақ

Сілтілік металдардың кейбір қасиеттері

Атомдық номері	Атауы, таңбасы	Атом радиусы, нм	Иондық радиусы, нм	Иондалу Потенциалы, эВ	Электртерістіліктері	p, г/см³	tбулану, °C	tқайнау, °C
3	Литий Li	0,152	0,078	5,32	0,98	0,53	181	1347
11	Натрий Na	0,190	0,098	5,14	0,93	0,97	98	883
19	Калий K	0,227	0,133	4,34	0,82	0,86	64	774
37	Рубидий Rb	0,248	0,149	4,18	0,82	1,53	39	688
55	Цезий Cs	0,265	0,165	3,89	0,79	1,87	28	678

Сілтілік металдарда валенттілік электрондары s-деңгейшесінді орналасқан, сондықтан оларды s-элементтері деп те атайды. S элементтері қалыпты жағдайда кристалдық күйде болады, басқа металдарға қарағанда тығыздықтары төмен (27-кесте). Литий, калий және натрий судан жеңіл (0,53 - 0,86 г/см3), сондықтан су бетінде қалқып жүреді. Олардың балқу және қайнау температуралары төмен, бұл олардың кристалдық торларындағы металдық байланыстың әлсіз болуынан. Бұл металдар және олардың қосылыстары жалын түсін төмендегідей өзгертеді: литий — кармин қызыл, натрий - сары, калий - күлгін түске бояйды.

Бұл элементтердің сыртқы электрондық қабаттарында тек бір ғана электрондары бар, оларды оңай беріп жіберіп, өзінің алдында тұрған бекзат газдардың аяқталған электрондық құрылысын қабылдайды. Қосылыстарында үнемі бір валентті, тотығу дәрежелері -0, + 1, күшті тотықсыздандырғыштар. Тотықсыздандырғыштық қасиеттері топ бойынша жоғарыдан төмен қарай артады, себебі атом радиустары осы бағытта өседі. Литий сумен енжарлау, ал натрий белсендірек, калий шабытты әрекеттессе, рубидий қопарылыс бере реакцияласады. Бұл элементтердің оксидтері – негіздік оксидтер, ал гидроксидтері суда жақсы еритін сілтілер, олардың қасиеттері жоғарыдан төмен қарай артады.

Литийді 1817 жылы А. Арфведсон, рубидий мен цезийді 1861 жылы Р. Бунзен, натрий мен калийді 1807 жылы Г. Дэви ашқан.

Литий ұшақ құрылысында қолданылатын қорғасынды, алюминийлі құймалар алу үшін пайдаланылады, құймаларға қаттылық қасиет береді.

Рубидий мен цезий фотоэлементтерді жасауда қолданыс табады, өйткені жарық әсерінен ядросымен нашар байланысқан электрондары оңай үзіліп кетеді.

Натрий

Сілтілік металдардың ең көп қолданылатын өкілі - натрий. Сондықтан сілтілік металдардың қасиеттерімен осы металдың мысалында танысамыз.

Табиғатта таралуы

Табиғатта таралуы бойынша натрий 6-шы орын алады, ол тек қосылыстар күйінде кездеседі: NaNО₃ - чили селитрасы; NaCl - галит, ас тұзы; Na₂CО₃ • 10Н₂О - сода; Na₂SО₄ • 10Н₂0 – глаубер тұзы; NaCl*KC1 - сильвинит, т.б. Ең маңызды қосылысы NaCl – ас тұзы, тұзды көлдердің негізгі құраушысы (Арал, Балқаш).

Атом құрылысы

Na - үшінші периодта, бірінші топтың негізгі топшасында орналасқан. ²³₁₁Na ядросында 11 протон бар, яғни ядро заряды +11, электрондарының жалпы саны да 11, нейтрондарының саны 12-ге тең. Натрий атомының электрондық формуласы; ls²2s²2p⁶3s¹, валенттілік электроны - 3s¹. Натрий үнемі I валентті, тотығу дәрежесі 0, +1.

Физикалық қасиеттері

Натрий пышақпен оңай кесілетін жұмсақ металл (р =0,97, г/см³), жаңа кескен кезде жылтырап тұрады, бірақ ауада оңай тотығып күңгірт тартады, сондықтан ол барлық сілтілік металдар сияқты сусыз керосиннің астында сақталады. Электр тоғы мен жылуды өте жаксы өткізеді.

Натриймен жұмыс істегенде аса сақ болу керек, оның түйірін қолмен ұстауға болмайды, себебі ол терідегі сумен әрекеттесіп, оны күйдіреді. Металдың қалдығын кез келген жерге тастауға болмайды.

Химиялың қасиеттері

Натрий химиялық белсенді элемент, себебі валенттілік электроны ядросымен әлсіз байланысқан, олай болса, валенттілік электронын оңай беріп, тотықсыздандырғыштық қасиет көрсетеді. Сонда мына үдеріс жүреді:

Na⁰ - е —> Na⁺

Натрийдің қосылыстары

Натрий гидроксидінің алынуы

Зертханада натрий гидроксидін натрийді және оның оксидін сумен әрекеттестіру арқылы алады:

2Na + 2Н₂0 = 2NaOH + Н2

Na₂O Н₂O = 2NaOH

Өндірісте натрий гидроксиді оның тұздарының ерітінділерінің электролизі нәтижесінде түзіледі.

Физикалық қасиеттері

NaOH - ақ түсті қатты зат, күйдіргіш натр деп аталады, себебі қағазды, теріні күйдіреді. Натрий гидроксиді суда жақсы еритін су тартқыш (гидроскопиялық) зат болғандықтан жақсы жабылған ыдыста сақтау керек. Қолға тигенде сабындай болып сезіледі, натрий гидроксидін суға еріткенде көп мөлшерде жылу бөлінеді, сондықтан оны кәрлен ыдыста еріту керек.

Химиялық қасиеттері

1. Бейметалдармен әрекеттескенде екі түрлі қышкылдың тұзы түзіледі.
2. Қышкылдық және екідайлы оксидтермен тұз және су түзе әрекеттеседі.
3. Қышқылдармен де осы тектес заттар береді;
4. Тұздармен реакцияласуы:
   • a) орта тұздармен: 3NaOH + ҒеС13 = NaCl + Ғе(ОН)3У
   • ә) қышқыл тұздармен: NaOH + NaHS04 = Na2S04 + Н20
   • в) негіздік тұздармен: 2NaOH + А1(ОН)С12 = А1(ОН)3 У+ 2NaCl

Натрийдің қосылыстарының қолданылуы

Натрий ғылым мен техниканың әр алуан саласында қолданылады: ядролық реакторларда жылу тасымалдаушы ретінде, органикалық реакцияларда өршіткі, медицинада радиоактивті изотоп күйінде қолданылады.

Натрий гидроксиді - қағаз, сабын, дәрі-дөрмек, жасанды талшық өндірістерінде, мұнай өнімдерін тазартуда қолданылады.