Какой щелочной металл обладает наибольшей плотностью

Обновлено: 17.05.2024

1) Пластичность - способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В ряду - Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe уменьшается.
2) Блеск, обычно серый цвет и непрозрачность. Это связано со взаимодействием свободных электронов с падающими на металл квантами света.
3) Электропроводность. Объясняется направленным движением свободных электронов от отрицательного полюса к положительному под влиянием небольшой разности потенциалов. В ряду - Ag, Cu, Al, Fe уменьшается. При нагревании электропроводность уменьшается, т. к. с повышением температуры усиливаются колебания атомов и ионов в узлах кристаллической решетки, что затрудняет направленное движение "электронного газа".
4) Теплопроводность. Закономерность та же. Обусловлена высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, благодаря чему происходит быстрое выравнивание температуры по массе металла. Наибольшая теплопроводность - у висмута и ртути.
5) Твердость. Самый твердый – хром (режет стекло) ; самые мягкие – щелочные металлы – калий, натрий, рубидий и цезий – режутся ножом.
6) Плотность. Она тем меньше, чем меньше атомная масса металла и чем больше радиус его атома (самый легкий - литий (r=0,53 г/см3); самый тяжелый – осмий (r=22,6 г/см3).
Металлы, имеющие r < 5 г/см3 считаются "легкими металлами".
7) Температуры плавления и кипения. Самый легкоплавкий металл – ртуть (т. пл. = -39°C), самый тугоплавкий металл – вольфрам (t°пл. = 3390°C).
Металлы с t°пл. выше 1000°C считаются тугоплавкими, ниже – низкоплавкими.

Все металлы являются восстановителями. Для металлов главных подгрупп восстановительная активность (способность отдавать электроны) возрастает сверху вниз и справа налево. Например, Натрий и кальций вытесняют водород из воды уже при обычных условиях:

Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2¬ ; 2Na + 2H2O  2NaOH + H20

А магний при повышении температуры:

Mg + H2O –t MgO + H2

Восстановительная способность и химическая активность элементов побочных подгрупп увеличивается снизу вверх по группе (например, серебро на воздухе окисляется, а золото нет; медь вытесняет серебро из его соли) :

Cu + 2AgNO3 → 2Ag ↓ + Cu(NO3)2
Cu0 -2 ē → Cu+2 1 О. О. В.
Ag+ + ē → Ag0 2 В. В. О.

Высшая положительная степень окисления для металлов главных подгрупп в их соединениях равна номеру группы (например, NaCl, MgCl2, AlCl3, SnCl4), а для металлов побочных подгрупп в их кислородосодержащих соединениях также часто совпадает с номером группы (например, ZnO, TiO2, V2O5, CrO3, KMnO4).
Свойства оксидов металлов слева направо по периоду и снизу вверх по группе изменяются от основных к амфотерным для металлов главных подгрупп (Na2O и MgO – основные оксиды, Al2O3 и BeO – амфотерные) . Для металлов побочных подгрупп свойства оксидов, в которых металлы проявляют свою высшую степень окисления, изменяются от основных через амфотерные к кислотным ( CuO - основной, ZnO - амфотерный, CrO3 - кислотный) .
Сила оснований, образуемых металлами главных подгрупп увеличивается справа налево по периоду и сверху вниз по группе ( Be(OH)2 и Al(OH)3– амфотерные гидроксиды, Mg(OH)2 - слабое основание, NaOHи – Ca(OH)2 сильные основания) . Гидраты оксидов металлов побочных подгрупп с высшими степенями окисления металла вдоль периода слева направо меняют свои свойства от оснований через амфотерные гидроксиды к кислотам ( Cu(OH)2 - основание, Zn(OH)2 - амфотерный гидроксид, H2CrO4 - кислота) .
В природе металлы встречаются в основном в виде соединений – оксидов или солей. Исключение составляют такие малоактивные металлы, как серебро, золото, платина, которые встречаются в самородном состоянии.
Все способы получения металлов основаны на процессах их восстановления из природных соединений.

Физические свойства
Для металлов наиболее характерны следующие свойства: металлический блеск, твердость, пластичность, ковкость и хорошая проводимость тепла и электричества.

Для всех металлов характерна металлическая кристаллическая решетка: в ее узлах находятся положительно заряженные ионы, а между ними свободно перемещаются электроны. Наличие последних объясняет высокую электропроводность и теплопроводность, а также способность поддаваться механической обработке.

Теплопроводность и электропроводность уменьшается в ряду металлов:
Аg Сu Аu Аl Мg Zn Fе РЬ Hg
Все металлы делятся на две большие группы:
Черные металлы
Имеют темно-серый цвет, большую плотность, высокую температуру плавления и относительно высокую твердость.
Типичным представителем черных металлов является железо.
Цветные металлы
Имеют характерную окраску: красную, желтую, белую; обладают большой пластичностью, малой твердостью, относительно низкой температурой плавления.
Типичным представителем цветных металлов является медь.

В зависимости от своей плотности металлы делятся на:
Легкие (плотность не более 5 г/см )
К легким металлам относятся: литий, натрий, калий, магний, кальций, цезий, алюминий, барий.
Самый легкий металл — литий 1л, плотность 0.534 г/см3.
Тяжелые (плотность больше 5 г/см3).
К тяжелым металлам относятся: цинк, медь, железо, олово, свинец, серебро, золото, ртуть и др.
Самый тяжелый металл — осмий, плотность 22,5 г/см3.

Металлы различаются по своей твердости:
— мягкие: режутся даже ножом (натрий, калий, индий );
— твердые: металлы сравниваются по твердости с алмазом, твердость которого равна 10. Хром — самый твердый металл, режет стекло.

В зависимости от температуры плавления металлы условно делятся на:
1. Легкоплавкие (температура плавления до 1539°С) .
К легкоплавким металлам относятся: ртуть — температура плавления —38,9°С; галлий — температура плавления 29,78°С; цезий — температура плавления 28,5°С; и другие металлы.
2. Тугоплавкие (температура плавления выше 1539 С) .
К тугоплавким металлам относятся: хром — температура плавления 1890°С; молибден — температура плавления 2620°С; ванадий — температура плавления 1900°С; тантал — температура плавления 3015°С; и многие другие металлы.
Самый тугоплавкий металл вольфрам — температура плавления 3420°С.

Урок №49. Щелочные металлы. Нахождение в природе. Физические и химические свойства

К щелочным металлам относятся элементы первой группы, главной подгруппы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций .

Нахождение в природе

Из щелочных металлов наиболее широко распространены в природе натрий и калий. Но из-за высокой химической активности они встречаются только в виде соединений: Na-2,64% (по массе), K-2,5% (по массе), Li, Rb, Cs - значительно меньше, Fr - искусственно полученный элемент.

Основными источниками лития, натрия, калия являются:

NaCl – поваренная соль (каменная соль), галит

Na ₂ SO ₄ • 10H ₂ O – глауберова соль (мирабилит)

NaNO ₃ – чилийская селитра

KCl • NaCl – сильвинит

KCl • MgCl ₂ • 6H ₂ O – карналлит

K ₂ O • Al ₂ O ₃ • 6SiO ₂ – полевой шпат (ортоклаз)

Литий, натрий, калий, рубидий в свободном состоянии серебристо-белые металлы, цезий имеет золотисто-желтый цвет. Все металлы очень мягкие и пластичные. Наибольшей твердостью обладает литий, остальные металлы легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу.

В кристаллическом состоянии все они имеют объёмно-центрированную кристаллическую решетку с металлическим типом химической связи, что обуславливает их высокую тепло- и электропроводность.

Все щелочные металлы имеют небольшую плотность, самый легкий металл – литий, его плотность составляет всего 0,53 г/см 3 .

Металлы имеют достаточно низкие температуры плавления и кипения, причем с увеличением порядкового номера элемента температура плавления металла понижается.

Все металлы очень активны, поэтому их хранят в запаянных ампулах, под слоем вазелинового масла или керосина.

Некоторые физические свойства щелочных металлов приведены в таблице.

Электронное строение атомов

На внешнем энергетическом уровне атомы щелочных металлов имеют один электрон ns 1 . Поэтому для всех металлов группы IA характерна степень окисления +1.

Этим объясняется сходство свойств всех щелочных металлов.

Для них (сверху вниз по группе) с увеличением порядкового номера атомный радиус увеличивается, способность отдавать валентные электроны увеличивается, и восстановительная активность увеличивается.

Химические свойства

Типичные металлы, очень сильные восстановители. В соединениях проявляют единственную степень окисления +1.

Восстановительная способность увеличивается с ростом атомной массы. Все соединения имеют ионный характер, почти все растворимы в воде.

Гидроксиды ROH – щёлочи, сила их возрастает с увеличением атомной массы металла.

Воспламеняются на воздухе при умеренном нагревании. Продукты сгорания чаще всего пероксиды R ₂ O ₂ .

С водородом образуют солеобразные гидриды RH.

Восстановительная способность увеличивается в ряду Li–Na–K–Rb–Cs

РЕАКЦИИ С ПРОСТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

1. Реакция с кислородом:

Для получения оксида из пероксида (надпероксида) щелочного металла:

На воздухе щелочные металлы мгновенно окисляются. Поэтому их хранят под слоем органических растворителей (керосин и др.).

2. В реакциях с другими неметаллами образуются бинарные соединения:

2Li + Cl ₂ → 2LiCl -1 (галогениды)

2Na + S → Na ₂ S -2 (сульфиды)

2Na + H ₂ → 2NaH -1 (гидриды)

6Li + N ₂ → 2Li ₃ N -3 (нитриды)

2Li + 2C → Li ₂ C ₂ -1 (карбиды)

РЕАКЦИИ СО СЛОЖНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

1. Активно взаимодействуют с водой:

2Na + 2H ₂ O → 2NaOH + H ₂

2Li + 2H ₂ O → 2LiOH + H ₂

2. Реакция с кислотами - неокислителями (H ₂ S, H ₃ PO ₄ , H ₂ SiO ₃ и др., исключение – HNO ₃ ) :

2Na + 2HCl = 2NaCl + H ₂

3. C кислотами-окислителями образуются три продукта-водород не вытесняется:

8Na + 5 H ₂ SO ₄ (конц.) = 4Na ₂ SO ₄ + H ₂ S↑ + 4H ₂ O,

8Na + 10 HNO ₃ (конц.) = 8NaNO ₃ + N ₂ O↑ + 5H ₂ O,

8Na + 9 HNO ₃ (разб.) = 8NaNO ₃ + NH ₃ ↑ + 3H ₂ O,

8Na + 10 HNO ₃ (оч. разб.) = 8NaNO ₃ + NH ₄ NO ₃ + 3H ₂ O

4. Качественная реакция на катионы щелочных металлов - окрашивание пламени в следующие цвета:

K + , Rb + и Cs + – фиолетовый

Получение

Т.к. щелочные металлы - это самые сильные восстановители, их можно восстановить из соединений только при электролизе расплавов солей:

1. Щелочные металлы: общая характеристика, строение; свойства и получение простых веществ

Щелочными металлами называются химические элементы-металлы \(IA\) группы Периодической системы Д. И. Менделеева: литий \(Li\), натрий \(Na\), калий \(K\), рубидий \(Rb\), цезий \(Cs\) и франций \(Fr\).

Электронное строение атомов. На внешнем энергетическом уровне атомы щелочных металлов имеют один электрон ns 1 . Поэтому для всех металлов группы \(IA\) характерна степень окисления \(+1\).

увеличение радиуса атомов;
усиление восстановительных, металлических свойств.

Нахождение в природе. Из щелочных металлов наиболее широко распространены в природе натрий и калий. Но из-за высокой химической активности они встречаются только в виде соединений.

каменная соль (хлорид натрия \(NaCl\)),
глауберова соль, или мирабилит — декагидрат сульфата натрия Na 2 SO 4 \(·\) 10 H 2 O ,
сильвин — хлорид калия \(KCl\),
сильвинит — двойной хлорид калия-натрия \(KCl\) \(·\)\(NaCl\) и др.

Соединения лития, рубидия и цезия в природе встречаются значительно реже, поэтому их относят к числу редких и рассеянных.

Физические свойства простых веществ. В твёрдом агрегатном состоянии атомы связаны металлической связью. Наличие металлической связи обусловливает общие физические свойства простых веществ-металлов: металлический блеск, ковкость, пластичность, высокую тепло- и электропроводность.

В свободном виде простые вещества, образованные элементами \(IA\) группы — это легкоплавкие металлы серебристо-белого (литий, натрий, калий, рубидий) или золотисто-жёлтого (цезий) цвета, обладающие высокой мягкостью и пластичностью.

Наиболее твёрдым является литий, остальные щелочные металлы легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу.

Только у натрия плотность немного больше единицы ρ = 1,01 г / см 3 , у всех остальных металлов плотность меньше единицы.

Химические свойства. Щелочные металлы обладают высокой химической активностью, реагируя с кислородом и другими неметаллами.

Поэтому хранят щелочные металлы под слоем керосина или в запаянных ампулах. Они являются сильными восстановителями.

Взаимодействие натрия с водой протекает с выделением большого количества теплоты (т. е. реакция является экзотермической). Кусочек натрия, попав в воду, начинает быстро двигаться по её поверхности. Под действием выделяющейся теплоты он расплавляется, превращаясь в каплю, которая, взаимодействуя с водой, быстро уменьшается в размерах. Если задержать её, прижав стеклянной палочкой к стенке сосуда, капля воспламенится и сгорит ярко-жёлтым пламенем.

Получение. Металлический натрий в промышленности получают главным образом электролизом расплава хлорида натрия с инертными (графитовыми) электродами.

Быстрый ответ: какой щелочной металл имеет наибольший радиус?

Как видно на рисунках ниже, атомный радиус увеличивается сверху вниз в группе и уменьшается слева направо через период. Таким образом, гелий - самый маленький элемент, а франций - самый большой.

Почему у щелочных металлов самый большой атомный радиус?

По мере того, как атомный номер увеличивается в строке периодической таблицы, дополнительные электроны добавляются к той же самой внешней оболочке. Следовательно, дополнительный электрон следующего щелочного металла (на одну строку ниже в периодической таблице) перейдет в новую внешнюю оболочку, что объясняет внезапное увеличение атомного радиуса.

Какой щелочной металл имеет самую высокую плотность?

Элемент	Температура плавления
Литий, Li	180 ° C
Натрий, Na	98 ° C
Калий, К	63 ° C
Рубидий, Rb	39 ° C

Какой щелочной металл самый тяжелый?

франций. Самый тяжелый из щелочных металлов очень редок, радиоактивен и имеет очень короткую продолжительность жизни (около 22 минут).
цезий. Редкий металл, который особенно используется в фотоэлементах, атомных часах, инфракрасных лампах и при лечении некоторых видов рака.
рубидий.
калий.
натрия.
литий.

Почему первая группа называется щелочными металлами?

Группа 1 периодической таблицы содержит шесть элементов, а именно литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). Эти металлы называются щелочными металлами, потому что они образуют щелочи (т.е. сильные основания, способные нейтрализовать кислоты), когда они реагируют с водой.

Что из следующего имеет наибольший атомный радиус?

Элемент с наибольшим атомным радиусом - это цезий. Атомный радиус определяется как расстояние между центром ядра и внешней оболочкой атома. У цезия 6 орбитальных оболочек, а это значит, что он автоматически большой.

Почему у анионов больший радиус?

Когда атом теряет электрон, чтобы сформировать катион, потерянный электрон больше не способствует защите других электронов от заряда ядра; следовательно, другие электроны сильнее притягиваются к ядру, и радиус атома становится меньше.

Почему размер аниона больше родительского атома?

Катионы меньше по размеру, потому что они образуются за счет потери электронов, а анионы больше по размеру, потому что они образуются за счет усиления электронов. катион, чем в его родительском атоме. Следовательно, катион меньше по размеру, чем его родительский атом.

Почему атомный радиус увеличивается вниз по группе?

- Количество уровней энергии увеличивается по мере того, как вы движетесь вниз по группе, по мере увеличения количества электронов. Каждый последующий энергетический уровень дальше от ядра, чем предыдущий. Следовательно, атомный радиус увеличивается с увеличением группового и энергетического уровней. 2) По мере того, как вы перемещаетесь по периоду, атомный радиус уменьшается.

Какой элемент в группе 1 имеет самую высокую плотность?

Тенденции плотности. Плотность элементов Группы 1 увеличивается вниз по группе (за исключением колебания в сторону понижения для калия). Эта тенденция показана на рисунке ниже: Металлы в этой серии относительно легкие - литий, натрий и калий менее плотны, чем вода (менее 1 г / см3).

Почему щелочные металлы являются хорошими восстановителями?

Щелочные металлы являются хорошими восстановителями, потому что щелочные металлы имеют один валентный электрон, который они теряют для достижения стабильности. Следовательно, они сами подвергаются окислению, вызывая восстановление других, и являются хорошими восстановителями. У них есть единственный электрон, от которого они хотят избавиться и стать катионом +1.

Какой щелочной металл имеет самую высокую энергию ионизации?

Тенденции изменения энергии первой ионизации элементов группы 1 (IA, щелочные металлы)

Элемент	Атомный номер (Z)	Первая энергия ионизации (кДж / моль)
калий	19	419
рубидий	37	403
цезий	55	376
франция	87	393

Какой щелочноземельный металл самый тяжелый?

Какой щелочной металл наименее активен?

Щелочные металлы редки?

Остальные щелочные металлы встречаются гораздо реже. Рубидий, литий и цезий составляют 0.01, 0.002 и 0.0007 процента земной коры соответственно. Франций радиоактивен, и в природе существует лишь незначительное его количество. Щелочные металлы настолько реакционноспособны, что обычно встречаются в природе в сочетании с другими элементами.

Какой щелочноземельный металл самый легкий?

Кальций. Кальций с атомным номером 20 - самый легкий щелочноземельный металл с плотностью 1.55 г / см3, легче, чем бериллий и кальций.

Сколько там щелочных металлов?

Почему вторая группа называется щелочноземельными металлами?

Семейство щелочноземельных металлов - вторая по активности группа, и ее элементы не могут быть найдены свободными в природе. Их называют «щелочноземельными металлами», потому что они образуют «щелочные» растворы, гидроксиды, когда вступают в реакцию с водой. Этот термин «щелочной» означает, что раствор имеет pH больше семи и является щелочным.

Какой элемент входит в группу 4, период 5?

Группа 4 - это группа элементов периодической таблицы. Он содержит элементы титан (Ti), цирконий (Zr), гафний (Hf) и резерфорд (Rf).

Как называется Группа 2?

Второй ряд элементов f -блока называется актаноидами (или, что менее желательно, актанидами. Обычно используются следующие названия конкретных групп в периодической таблице: Группа 1: щелочные металлы. Группа 2: щелочноземельные металлы.

Что больше по размеру: атом или анион?

Анион, отрицательно заряженный ион, имеет больше электронов, чем в состоянии нейтрального атома (например, Cl-). Поскольку в нем больше электронов, но такое же количество протонов, электроны «чувствуют» более слабую силу притяжения от положительно заряженного ядра. Итак, новый образовавшийся анион больше, чем его родительский атом.

Почему отрицательные ионы больше, чем родительский атом?

Как следствие, катионы меньше своих родительских атомов, как показано на рис. 8.5. Обратное верно для отрицательных ионов. Когда электроны добавляются для образования аниона, повышенное электрон-электронное отталкивание заставляет электроны больше распространяться в пространстве. Таким образом, анионы больше, чем их родительские атомы.

Почему отрицательные ионы больше родительского атома?

Анионы образуются за счет получения дополнительных электронов. Поскольку атом получает частицы (электроны), результирующая ионная масса выше. Вот почему положительные ионы меньше, чем их родительские атомы, а отрицательные ионы больше, чем их родительские атомы.

Вопрос: Какой щелочной металл имеет наибольшую плотность?

Первым химическим элементом с самой низкой плотностью является водород, а самой высокой - осмий.

У щелочных металлов высокая плотность?

Плотность элементов Группы 1 увеличивается вниз по группе (за исключением колебания в сторону понижения в отношении калия). … Металлы этого ряда относительно легкие - литий, натрий и калий менее плотны, чем вода (менее 1 г / см3).

Какой щелочной металл имеет наименьшую плотность?

В стандартных условиях литий - самый легкий металл и наименее плотный твердый элемент. Это мягкий серебристо-белый металл, относящийся к группе химических элементов щелочных металлов.

Каков правильный порядок плотности щелочных металлов?

Как изменяется плотность в щелочных металлах?

3 ответа. 1) Если масса увеличивается, а объем уменьшается, тогда плотность (масса / объем) увеличится. … Как правило, мы видим, что в щелочных металлах скорость увеличения массы больше, чем скорость увеличения объема, поэтому плотность увеличивается вниз по группе.

Трудно ли резать щелочные металлы?

Щелочные металлы: мягкие (их можно разрезать ножом), имеют относительно низкие температуры плавления.
.
Пример.

Щелочные металлы мягкие или твердые?

Это семейство элементов также известно как семейство лития по имени его ведущего элемента. Все щелочные металлы - это блестящие, мягкие, высокореактивные металлы при стандартной температуре и давлении, которые легко теряют свой внешний электрон, образуя катионы с зарядом +1.

Какой металл имеет наибольшую плотность?

Какой металл самый легкий?

Самым легким или наименее плотным элементом, который представляет собой металл, является литий. Литий имеет атомный номер 3 в периодической таблице с плотностью 0.534 г / см3. Это сопоставимо с плотностью древесины сосны. Плотность воды составляет около 1 г / см3, поэтому литий плавает на воде.

Какой щелочной металл наименее электроотрицателен?

Цезий имеет наименьшую электроотрицательность среди щелочных металлов.

Какой правильный порядок плотности?

Таким образом, плотность группы сначала уменьшается, а затем увеличивается. Примечание: согласно периодическим свойствам элементов второго периода (Li, B, Be) и третьего периода (Mg, Al, Si), элементы, расположенные по диагонали друг от друга в периодической таблице, демонстрируют аналогичные химические свойства. .

Насколько плотны щелочные металлы?

литий	калий
цвет элемента	Серебряный	Серебряный
температура плавления (° C)	180.5	63.38
точка кипения (° C)	1,342	759
плотность при 20 ° C (граммы на кубический сантиметр)	0.534	0.862

Почему щелочные металлы имеют низкие температуры плавления и кипения?

Щелочные металлы имеют более низкие температуры плавления и кипения.

Все элементы группы 1 имеют один электрон на внешней оболочке, который очень слабо удерживается ядром. … Увеличение атомного радиуса означает более слабые силы между атомами и, следовательно, более низкую температуру плавления и кипения.

Почему щелочные металлы имеют низкую плотность?

Поскольку щелочные металлы имеют большой атомный размер и низкий атомный вес, они имеют низкую плотность.

Калий - щелочной металл?

Щелочной металл, любой из шести химических элементов, составляющих группу 1 (Ia) периодической таблицы, а именно литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (фр.). Щелочные металлы называются так потому, что при реакции с водой образуются щелочи (т. Е. Сильные основания, способные нейтрализовать кислоты).

Щелочные металлы хрупкие?

Как и все металлы, щелочные металлы пластичны, пластичны и хорошо проводят тепло и электричество. Щелочные металлы мягче большинства других металлов. Цезий и франций являются наиболее реактивными элементами в этой группе.

Читайте также: