Alkalimetallit fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, käyttävät, hankkimalla

Se alkalimetallit Nämä ovat elementtejä, jotka ovat osa jaksollisen taulukon ryhmää I, paitsi vety: litium (Li), natrium (NA), kalium (k), rubididi. Toisin kuin useimmat metallit, niillä on alhaiset tiheydet ja ne ovat hyvin reaktiivisia. Tämän suuren kemiallisen reaktiivisuuden vuoksi niitä ei koskaan löydy luonteeltaan niiden perusmuodossa.

Nämä metallit muodostavat yksinkertaisia ​​ja stabiileja ionisia yhdisteitä, jotka pääosin liukenevat veteen; Alkalimetallit yhdistetään yleensä halogeenidi-, sulfaatti-, karbonaatti- ja silikaatti -ioneihin. Jotkut elementit muodostavat kuitenkin rajoitetun määrän monimutkaisia ​​ja organomethalisia yhdisteitä.

Yleensä alkalimetallien fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia on tutkittu hyvin, paitsi Francio sen radioaktiivisen luonteensa vuoksi.

[TOC]

Fyysiset ominaisuudet

- Alkalimetallit ovat hopeaa, paitsi cesium, joka on kultainen. Ne johtavat sähköä ja lämpöä, ja niillä on alhaiset sulamispisteet, jotka myös vähenevät atomilukujen lisääntyessä, koska atomien välistä yhteyttä heikentyy lisäämällä atomisädettä.

- Se tosiasia, että atomilla on vain yksi Valencia -elektroni, tekee myös sen metallisidoksen heikko. Tämän seurauksena alkalimetallit ovat myös riittävän pehmeitä leikkaamaan ne veitsellä tai lastalla.

- Kaikki elementit omaksuvat kehon keskittyneen kuutiometrin rakenteen. Koska tämäntyyppistä kiteistä rakennetta ei ole pakattu ja alkalimetallien atomiradiot ovat suuria, niillä on alhaiset tiheydet verrattuna muihin metalleihin. Itse asiassa litium, natrium ja kalium kelluvat vedessä.

- Elämän metallien Valencia -kerroksen kiertoratojen väliset energiaerot vastaavat näkyvän valon aallonpituuksia. Tämän vuoksi kuumennettaessa näiden metallien muodostamia yhdisteitä liekissä syntyy ominaisia ​​värejä.

Se voi palvella sinua: Trinitrotolueno (TNT): rakenne, ominaisuudet, käytöt, riskit, räjähdys

- Laskevassa järjestyksessä litiumsuolat antavat purppuran värin, natriumsuolat keltainen väri, kalium violetti väri, rubidium sinertävä punainen ja lopettavat sininen väri.

Kemialliset ominaisuudet

Kaikilla alkalimetalleilla on samankaltaisuuksia niiden kemiallisissa ominaisuuksissa.

- Heillä on Valencia NS1: n elektroninen kokoonpano, joka tarkoittaa hapetustilaa +1. Tämä puolestaan ​​tarkoittaa, että he menettävät elektronin helposti jalokaasun kokoonpanon saavuttamiseksi.

- Yleensä alkalimetallit ovat kaikkien elementtien alhaisimmat ionisaatioenergiat, jotka myös vähenevät, kun atomisäde kasvaa ryhmässä, koska Valencia -kerros on yhä kauempana ytimestä. Tämä selittää emäksisten metallien reaktiivisuuden ja M+ -ionien muodostumisen helposti vesipitoisissa olosuhteissa.

- Termodynaaminen taipumus muodostaa M+ -ioni. Tällainen suuntaus merkitsee sitä, että alkalimetallit hapettuu helposti ja voivat toimia voimakkaina pelkistävinä aineina.

- Nämä elementit on varastoitava ei -reaktiiviseen öljyyn, jotta vältetään reaktio ilmakehän hapen kanssa. Vaikka litiumia, natriumia ja kaliumia voidaan manipuloida ilmassa lyhyen ajan, Rubidium ja cesium on käsiteltävä koko ajan inertin ilmakehän alla.

Alkalimetallien hankkiminen

Natrium

Paras tapa saada metallista natriumia sisältää sulan natriumkloridin elektrolyysin. Koska natriumkloridin sulamispiste on melko korkea (808 ° C) ja tarvitaan paljon energiaa, jotta voidaan ylläpitää suuria määriä sulaa ainetta, kalsiumkloridia (CACL2) lisätään yleensä sulamispisteen vähentämiseksi noin 600 ° C: seen.

Voi palvella sinua: Turbidimetria

Natrium saadaan nestemäisessä tilassa katodissa, jonka puhtaus on 99,95% inertin ilmakehän alla.

Litium ja kalium

Litiumia voidaan saada myös sen klorideista, jotka heitetään elektrolyysillä, mutta se ei ole kaliumin tapaus, koska se on liian liukoinen kloridiin (KCL) eikä kellu solun pinnalla. Lisäksi se haihtuu helposti käyttölämpötilaan, joten se luo vaarallisia olosuhteita.

Siksi kalium saadaan vähentämällä sulaa KCl: tä nestemäisen natriumin kanssa. Kaliumissa esiintyvä natrium eliminoidaan tiivistämällä höyry 892 ° C: ssa ja nestekyvyn murto -tislauksen suorittaminen.

Rubidio ja cesio

Elektroninen cesiumkokoonpano. Lähde: Pumbaa (Greg Robsonin alkuperäinen teos) / CC BY-SA 2.0 UK (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/2.0/Iso -Britannia/teko.sisään)

Rubidio ja cesium voidaan saada samalla tavalla, mutta käyttämällä kalsiumia pelkistävänä aineena. Metallinen cessium voidaan saada myös sulaan ceesiumsyanidielektrolyysillä (CSCN).

Pääkäyttöön ja sovelluksiin

Natrium pelkistävänä aineena

Koska natrium hapettuu erittäin helposti, sen tärkein käyttö on pelkistävä aine metallien, kuten titaanin, surround ja hafnio, saamiseksi. Sitä käytetään myös lämmönvaihtimena ydinreaktoreissa sen nestemäisessä tilassa.

Lannoite

Kaliumkloridi, lannoite. Lähde: Abbas cucaniensis/cc by-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)

Suurin osa prosessoidusta kaliumista menee lannoitteisiin kaliumkloridin muodossa. Kloridia käytetään puolestaan ​​muiden yhdisteiden ja liuosten, kuten kaliumhydroksidin, tuotannossa, jota käytetään nestemäisten saippuiden valmistuksessa.

Kaliumsyanidia käytetään metallin uuttoon tai pinnoitteeseen kuparin, hopean ja kullan laskeutumisen helpottamiseksi. Kaliumia löytyy myös joistakin räjähteistä ja ilotulitusvärinä.

Voi palvella sinua: Radio: Rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoitukset, hankkiminen

Litium kevytmetalli -aineena

Metallista litiumia käytetään kevytmetallituotteena alumiini- ja magnesiumin ilmailu- ja ilmailu- ja avaruusseosten tuotannossa. Mutta ajan myötä se on löytänyt kasvavan hyödyllisyyden alkalisen akun anodina.

Metallinen litium mahdollistaa myös tietyntyyppisten lasin ja keramiikan sulamis- ja sintrauslämpötilojen vähentämisen sen laajentumiskertoimen vähentämisen lisäksi. Litiumkarbonaattia käytetään laajasti bipolaaristen olosuhteiden hoitoon, kun taas litium stearaatti on voiteluaine, jota käytetään laajasti autoteollisuudessa.

Rubidio ja cesio

Rubidio ja cesium käytetään yleensä samoissa sovelluksissa, joten yksi näistä elementeistä voidaan korvata toisella. Sovellukset sisältävät kuituoptinen lasi televiestintäteollisuudessa, yökyvyn laitteet ja valosähköiset solut. Cesio -kelloa (atomikello) käytetään kansainväliseen standardiaikatasoon ja toisen määritelmään.

Viitteet

1. Chang, R., & Goldsby, K. -Lla. (2016). Kemia (12. ed.-A. New York: MC-Graw Hill.
2. Halka, m., & Nordstrom, b. (2010). Alkali- ja alkalimetallit. New York: Infobase Publishing.
3. Miesler, G. Lens., Fischer, p. J -., & Tarr, D. -Lla. (2014). Epäorgaaninen kemia (5. ed.-A. New York: Pearson.
4. Mishra, b., & Majumdar, G. (2017). Alkalimetallien tuotanto (Li, NA, K). Materiaalitieteen ja materiaalitekniikan viitemoduuli. Elsevier.
5. Petrucci, R. H., Silli, f. G., Bissonnette, c., & Kypsä, J. D -d. (2017). Yleinen kemia: Periaatteet ja nykyaikaiset sovellukset (11. ed.-A. New York: Pearson.
6. Shriver, D., Weller, m., Overton, t., Rourke, J., & Armstrong, f. (2014). Epäorgaaninen kemia (6. ed.-A. New York: W. H. Freeman.