- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Редкие элементы ia подгруппы. Общая характеристика элементов
- •Свойства элементов iа подгруппы
- •2. Литий
- •2.1. Химия лития
- •2.1.1. Соединения лития с кислородом
- •Свойства гидроксидов щелочных металлов
- •2.1.2. Галогениды лития
- •Свойства галогенидов лития
- •2.1.3. Соединения лития с другими элементами
- •2.1.4. Сплавы лития с металлами
- •2.2. Важнейшие области применения лития и его соединений
- •2.3. Геохимия лития и сырьевые источники
- •2.3.1. Минералы лития
- •2.3.2. Извлечение лития из солевых растворов
- •Характеристика лгмс наиболее известных месторождений мира
- •2.4. Технология переработки литиевого сырья
- •2.4.1. Обогащение литиевого рудного сырья
- •2.4.2. Общие вопросы технологии лития
- •2.4.3. Переработка сподумена
- •2.4.4. Переработка лепидолита
- •2.4.5. Переработка карбоната лития на гидроксид и хлорид
- •2.5. Получение металлического лития
- •Рекомендуемая литература
Свойства элементов iа подгруппы
Свойства |
Li |
Na |
K |
Rb |
Cs |
Fr |
Заряд ядра |
3 |
11 |
19 |
37 |
55 |
87 |
Электронная конфигурация в основном состоянии |
[He] 2s1 |
[Ne]3s1 |
[Ar]4s1 |
[Kr]5s1 |
[Xe]6s1 |
[Rn]7s1 |
Плотность,d г/см3 |
0,53 |
0,97 |
0,86 |
1,52 |
1,89 |
- |
Температура плавления Т пл.,°C |
180,5 |
99,7 |
63,7 |
39,0 |
28,6 |
- |
Температура кипения Т кип.,0С |
1317 |
880 |
762,2 |
698 |
670 |
- |
Металлический радиус, rмет., нм |
0,152 |
0,186 |
0,227 |
0,248 |
0,265 |
0,270 |
Ионный радиус rион, нм |
0,074 |
0,102 |
0,138 |
0,1490 |
0,170 |
0,180 |
Радиус гидратированного иона rгидр., нм |
0,340 |
0,276 |
0,232 |
0,228 |
0,228 |
- |
Энергия ионизации кДж/моль I1 I2 |
520,2 7298 |
495,8 4562 |
418,8 3052 |
403,0 2633 |
375,7 2234 |
(380) (2100) |
Электроотрицательность по Полингу |
0,98 |
0,93 |
0,82 |
0,82 |
0,79 |
0,70 |
Электродный потенциал (расплав), Е298, В |
-2,10 |
-2,43 |
-2,61 |
-2,74 |
-2,91 |
- |
Электродный потенциал (водн. р-р), Е298, В |
-3,05 |
-2,71 |
-2,93 |
-2,98 |
-3,03 |
- |
Коэф. поляризации |
1,7 |
1,0 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
- |
Коэф. поляризуемости |
0,075 |
0,21 |
0,87 |
1,87 |
2,79 |
- |
Радиус атомов щелочных элементов возрастает в ряду Li → Cs. Относительно небольшое увеличение радиуса при переходе от калия к рубидию и цезию связано с заполнением 3d- и 4d-подуровней соответственно. Это приводит к уменьшению экранирования ядра и увеличению его эффективного заряда. Ионные радиусы щелочных элементов меньше металлических, что связано с потерей единственного валентного электрона, они возрастают от Li к Cs. Размеры гидратированных ионов уменьшаются в ряду Li → Cs. Ион лития, как наименьший по размеру, сильнее притягивает полярные молекулы воды, образуя гидратную оболочку. В растворе катион лития окружен 26 молекулами воды, четыре из них находятся в первой координационной сфере. С увеличением ионного радиуса катиона М+сила электростатического взаимодействия с молекулами воды ослабевает, что приводит к уменьшению гидратной оболочки и, следовательно, радиуса гидратированного иона.
Все щелочные элементы – вещества серебристо-белого цвета, с характерным металлическим блеском, хорошей электро- и теплопроводностью, низкими температурами плавления и кипения, малой плотностью.
Щелочные элементы образуют растворимые оксиды M2O, которым соответствуют гидроксиды MOH – сильнейшие основания. Энергично взаимодействуют с ионами водорода, отдавая свои электроны. Разлагают воду и спирты с выделением водорода, вытесняют водород из кислот. Взаимодействуют при повышенной температуре с водородом. Большинство солей щелочных элементов, образованных неорганическими кислотами, хорошо растворимы в воде, соли сильных неорганических кислот в водных растворах характеризуются высокой степенью диссоциации.
Все щелочные элементы встречаются в природе только в виде соединений.