Charakterystyka litowców. 1. Konfiguracje elektronowe litowców Li

LCH 2 Zajęcia nr 25
Charakterystyka litowców.
1. Konfiguracje elektronowe litowców
Li
[He] 2s1
Na
[Ne] 3s1
K
[Ar] 4s1
Rb
[Kr] 5s1
Cs
[Xe] 6s1
Fr
[Rn] 7s1
Litowce posiadają 1e- walencyjny i w danym okresie mają najmniejszy
ładunek jądra zatem aby uzyskad trwałą konfigurację oktetu najchętniej
oddają elektron walencyjny przechodząc w jony jednododatnie.
Litowce i berylowce są metalami lekkimi do których należą również Al, Sc - skand, Ti tytan i Y – itr. Litowce mają największy promieo atomowy w danym okresie.
2. Właściwości fizyczne
a. metale srebrzystobiałe na świeżej powierzchni przecięcia mają metaliczny
połysk, który szybko znika pod wpływem składników powietrza reagujących z
litowcem;
b. miękkie – można je kroid nożem, twardośd maleje ze wzrostem liczby
atomowej;
c. Mają małą gęstośd - Lit, sód i potas są lżejsze od wody
d. mają niskie temperatury topnienia i wrzenia, które maleją w dół grupy
Gęstośd w stanie
stałym *g/cm3]
Temperatura
topnienia *˚C+
Temperatura
wrzenia *˚C+
Lit
0,53
181
1340
Sód
0,97
98
881
Potas
0,86
63
757
Rubid
1,53
39
686
Cez
1,90
29
668
Frans*
~25
* Pierwiastek ten występuje w tak małych ilościach że nie udało się go
otrzymad w czystej postaci, podana temperatura topnienia wyliczona jest
na podstawie modeli teoretycznych
e. Barwią płomieo:
Li+ - czerwony (karminowy)
Na+ - żółty
K+ - jasnofioletowy
Rb+ - niebieskofioletowy
Cs+ - niebieski
3. Właściwości chemiczne
a. z uwagi na wysoką aktywnośd chemiczną litowce przechowuje się je w nafcie,
a rubid i cez dodatkowo w szklanych ampułkach wypełnionych argonem
ponieważ na powietrzu samorzutnie reagują z tlenem i parą wodną,
b. Reakcje z tlenem – znane są tlenki o wzorze M2O, nadtlenki M2O2 zawierające
w sieci krystalicznej jon nadtlenkowy O22- i podnadtlenki MO2 zawierające
w sieci krystalicznej jon ponadtlenkowy O2W reakcjach z tlenem tylko lit tworzy tlenki,pozostałę litowce tworzą
mieszaninę tlenków, nadtlenków i ponadtlenków, wraz ze wzrostem liczby
atomowej rośnie tendencja tworzenia nadtlenków i ponadtlenków:
4 Li + O2  2Li2O
Na + O2  Na2O2
Na2O2 + 2Na  2 Na2O
K + O2  KO2
K + KO2  K2O2
2K + K2O2  2K2O
c. Wchodzą w reakcję z wodą wydzielając z niej wodór i dając zasadę
2Na +2H2O  2NaOH + H2
podczas reakcji powstaje zasada (malinowy kolor fenoloftaleiny).
Jeśli chcesz obejrzed jak przebiegają reakcje litowców z wodą kliknij
tutaj
Nie próbuj przeprowadzad tych reakcji w domu!
Na podstawie obserwacji można wysnud wniosek że aktywnośd
litowców rośnie w dół grupy
d. Reagują z niemetalami dając związki o charakterze soli
2Na + Cl2  2NaCl
e. W podwyższonej temperaturze reagują z wodorem tworząc wodorki LiH, KH,
NaH (wiązanie jonowe), które reagują z wodą wydzielając wodór
4. Ważne związki litowców.
a. Wodorotlenki litu, sodu i potasu –
NaOH – soda żrąca
KOH – potaż żrący
stężone roztwory noszą nazwę ługów i posiadają silne właściwości żrące,
parzące, są śliskie w dotyku. Stały NaOH i KOH są silnie higroskopijne,
pochłaniają wilgod z powietrza, są mocnymi zasadami. Mają wiele zastosowao
m. in do produkcji mydeł, są to podstawowe odczynniki w laboratorium
b. Chlorek sodu NaCl – najpowszechniej używana sól, jako przyprawa kuchenna,
także do konserwowania mięsa, w przemyśle służy do otrzymywania sodu,
chloru, wodorotlenku sodu i kwasu solnego
c. Węglan sodu Na2CO3 – soda kalcynowana– składnik proszków do prania,
środków do zmiękczania wody, surowiec do produkcji szkła
d. Wodorowęglan sodu NaHCO3 – surowiec do produkcji proszków do pieczenia,
napojów gazowanych, tabletek musujących
e. Azotan(V) sodu – NaNO3 – saletra chilijska – surowiec do produkcji nawozów
azotowych, środków konserwujących i paliw rakietowych
f. Azotan(V) potasu – KNO3 – saletra indyjska - surowiec do produkcji nawozów
azotowych, środków konserwujących i paliw rakietowych
g. Nadtlenek sodu i nadtlenek potasu – Na2O2 i K2O2 są stosowane na łodziach
podwodnych i statkach kosmicznych do regeneracji powietrza:
2Na2O2 + 2CO2  2Na2CO3 + O2