Общая характеристика металлов главных подгрупп I-III

Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr.

Эти металлы получили название щелочных, потому что большинство их соединений растворимо в воде. По-славянски «выщелачивать» означает «растворять», это и определило название данной группы металлов. При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щёлочами.

внешнем электронном слое, который при химических реакциях легко теряют, проявляя

степень окисления +1. Поэтому щелочные металлы являются сильными восстановителями.

цезия), они очень мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий

и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней. Поэтому хранят эти металлы под слоем керосина или парафина.

калий

рубидий

литий

натрий

цезий

основном электролиз расплавов их галогенидов, чаще всего — хлоридов, образующих

природные минералы:
катод: Li+ + e → Li
анод: 2Cl- — 2e → Cl2
2. Иногда для получения щелочных металлов проводят электролиз расплавов их гидроксидов:
катод: Na+ + e → Na
анод: 4OH- — 4e → 2H2O + O2
Поскольку щелочные металлы в электрохимическом ряду напряжений находятся левее водорода, то электролитическое получение их из растворов солей невозможно; в этом случае образуются соответствующие щёлочи и водород.

лития)
2Na + O2 Na2O2(пероксид натрия)
K + O2 KO2(надпероксид калия)
2Li +

Cl2 = 2LiCl(галогениды)
2Na + S = Na2S(сульфиды)
2Na + H2 = 2NaH(гидриды)
6Li + N2 = 2Li3N(нитриды)
2Li + 2C = 2Li2C2(карбиды)

Активно взаимодействуют с водой:

2Na + 2H2O 2NaOH + H2
2Li + 2H2O 2LiOH + H2
 

Реакция с кислотами:
2Na + 2HCl 2NaCl + H2

следующие цвета:
Li+ - карминово-красный
Na+ - желтый
K+, Rb+ и Cs+ -

фиолетовый

Так выглядит проба на окрашивание пламени солями натрий

Карминово-красное окрашивание пламени солями лития

Окрашивание пламени горелки ионами калия

внешнем электронном уровне два s-электрона: ns2.
В реакциях атомы элементов

подгруппы легко отдают оба электрона внешнего энергетического уровня и образуют соединения, в которых степень окисления элемента равна +2.

серебристо-белого цвета. Стронций имеет золотистый цвет. Эти металлы легкие, особенно

низкие плотности имеют кальций, магний, бериллий. Радий является радиоактивным химическим элементом.

соединений:
BeF2 + Mg = Be + MgF2
MgO + C =

Mg + CO
3CaO + 2Al = 2Ca + Al2O3
3BaO + 2Al = 3Ba + Al2O3

восстановителями. Из металлов этой подгруппы несколько менее активен бериллий, что

обусловлено образованием на поверхности этого металла защитной оксидной пленки.

кальций

магний

бериллий

и серой, образуя оксиды и сульфаты:
2Be + O2 = 2BeO
Ca

+ S = CaS
Бериллий и магний реагируют с кислородом и серой при нагревании, остальные металлы - при обычных условиях.
Все металлы этой группы легко реагируют с галогенами:
Mg + Cl2 = MgCl2
При нагревании все реагируют с водородом, азотом, углеродом, кремнием и другими неметаллами:
Ca + H2 = CaH2 (гидрид кальция)
3Mg + N2 = Mg3N2 (нитрид магния)
Ca + 2C = CaC2 (карбид кальция)

серной кислотами с выделением водорода:
Be + 2HCl = BeCl2 +

H2
Разбавленную азотную кислоту металлы восстанавливают главным образом до аммиака или нитрата аммония:
2Ca + 10HNO3(разб.) = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
В концентрированных азотной и серной кислотах (без нагревания) бериллий пассивирует, остальные металлы реагируют с этими кислотами.

образованием комплексной соли и выделением водорода:

Be + 2NaOH + 2H2O

= Na2[Be(OH)4] + H2

Остальные металлы II группы с щелочами не реагируют.

III группы периодической системы.
На внешнем энергетическом уровне имеются свободные

р-орбитали, что позволяет ему переходить в возбужденное состояние. В возбужденном состоянии атом алюминия образует три ковалентные связи или полностью отдает три валентных электрона, проявляя степень окисления +3.

у технического 658 °C, у алюминия высокой чистоты 660 °C,

температура кипения 2500 °C, временное сопротивление литого 10-12 кг/мм², деформируемого 18-25 кг/мм2,сплавов 38-42 кг/мм².
Твердость по Бринеллю 24-32 кгс/мм², высокая пластичность: у технического 35 %, у чистого 50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу.

С галогенами:
2Al0 + 3Br20 → 2Al+3Br3
 
3)     С другими неметаллами (азотом,

серой, углеродом) реагирует при нагревании:
2Al0 + 3S  t°→  Al2+3S3(сульфид алюминия)
2Al0 + N2  t° →   2Al+3N(нитрид алюминия)
4Al0 + 3С → Al4+3С3(карбид алюминия)
Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:
Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3¯ + 3H2S­
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3¯+ 3CH4­ 
 

+ 6H2O ® 2Al+3(OH)3 + 3H2­ 
5)     Со щелочами:
2Al0 + 2NaOH

+ 6H2O ® 2Na[Al+3(OH)4]
(тетрагидроксоалюминат натрия) + 3H2­
6)     Легко растворяется в соляной и разбавленной серной киcлотах:
2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2­
2Al + 3H2SO4(разб) ® Al2(SO4)3 + 3H2­ 
При нагревании растворяется в кислотах - окислителях:
2Al + 6H2SO4(конц) ® Al2(SO4)3 + 3SO2­ + 6H2O
Al + 6HNO3(конц) ® Al(NO3)3 + 3NO2­ + 3H2O 
7)     Восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):
8Al0 + 3Fe3O4 ®  4Al2O3 + 9Fe
2Al + Cr2O3 ® Al2O3 + 2Cr

в самолето- и автомобилестроении — для алитирования чугунных и стальных изделий

с целью повышения их коррозионной стойкости — для термической сварки — для получения редких металлов в свободном виде — в строительной промышленности — для изготовления контейнеров, фольги и т.п.
 

→ Аl2 О3 → Nа Аl О2 → Аl2(SО)3 →

Аl(ОН)3 → АlСl3 → NаАlО2

Ag, Pt
Б) Zn, Fe, Cu
В) Na, K, Ca

с кислородом....
  ?    алюминий
  ?    серебро
  ?    цинк
  ?    барий
При комнатной температуре вытесняет водород из воды...
  ?    медь
  ?    железо
  ?    литий
  ?    цинк

? водорода
? щелочи
? оксида калия
В химических реакциях атом

алюминия - ...
  ?    окислитель
  ?    восстановитель
  ?    окислитель и восстановитель
  ?    не отдает и не принимает электроны
Какой металл не используют для вытеснения менее активных металлов из растворов их солей?
  ?    железо
  ?    магний
  ?    натрий
  ?    цинк

оксида магния соляной кислотой выделилось 5,6 л водорода(н.у.). Какова массовая

доля (в %) магния в исходной смеси?
Задача № 2 Калий массой 3,9 г растворили в воде массой 206,2 г. Определите массовую долю полученного раствора.

алюминия
Al
+
простые
вещества
сложные
вещества
О2

СL2

N2

S

H2O
NaOH+H2O

HCl
Fe2O3

Применение