Щелочные металлы в химии

• — Почему эти металлы называются «щелочными»?
• — При растворении в воде они образуют щелочи.
• — А что такое щелочи?
• Пока вы не находитесь в лаборатории и не контактируете напрямую с разными веществами, то такие понятия очень абстрактны… Я сама осознала понятие «щелочь», когда на 1 курсе в лаборатории вытерла «мыльные» руки о синтетический халат и через 2 минуты обнаружила на этих местах дырки! ????

Щелочи – мылкие на ощупь, довольно едкие вещества. Они очень гигроскопичны (тянут на себя влагу). По воздействию на кожу они похожи на кислоты – так же разъедают и щипят (если концентрированные).

1. Но вернемся к металлам.
2. Для начала рассмотрим
3. строение электронных оболочек
4. Электронное строение внешнего слоя у всех этих элементов одинаково – на нем всего 1 неспаренный электрон на s-подуровне:
5. n S1
6. 
7.  
   Что это означает?

1. Валентности элементов = 1, т.е. каждый атом может образовывать 1 связь.
2. Степень окисления элементов =+1 – металлические свойства – это способность отдавать электроны
3. Сверху вниз в подгруппе радиус атома увеличивается, следовательно, этот 1 электрон все слабее притягивается к ядру атома, следовательно, сверху вниз металлические свойства увеличиваются – Fr более сильный металл, чем Li.
4. Как следствие этого сверху вниз в подгруппе усиливаются восстановительные свойства.

• 
• Физические свойства щелочных металлов
• Общие характеристики:

• • все серебристо-белого цвета (Сs – желтоватый),
  • мягкие как пластелин,
    

• плотность Li, Na и K меньше 1 – они плавают по поверхности воды,
• т.к. все металлы очень активно реагируют с водой (гигроскопичны) – реагируют с большим выделением тепла – по сути, горят на воздухе, искрят, то их хранят под слоем вазелина.
• Все элементы окрашивают пламя в разный цвет:
  

1. Li — в-красный
2. Na – в жёлтый
3. K – в фиолетовый
4. Rb – в красно-коричневый
5. Cs – в красно-фиолетовый
6. Химические свойства щелочных металлов
7. Имеет смысл рассмотреть химические свойства по таблице классификации неорганических соединений.
8.  
   
    
9. 1. Идем по синим стрелочкам
10. С кислородом образует оксиды, пероксиды и надпероксиды разных цветов:
11. 
12. 
13.  
    
     
14. В реакциях с кислотами- окислителями водород не выделяется:
15. 
     
16. 8Na + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + H2S + 4H2O
17. Обратите внимание на последнюю реакцию — взаимодействие металла с солью:
18. 
    K + NaCl = Na + KCL
19. Не всякий металл может вступить в такую реакцию!
20. В таблице растворимости (она есть на развороте в любом учебнике по химии) внизу есть такая строчка:
21.  
    
22. Это электрохимический ряд активности металлов. Сейчас мы не будем подробно разбирать суть этого ряда, а просто примем за правило:
23. в этом ряду каждый предыдущий элемент может вытеснять последующий из его солей
24.  
    2. Идем по зеленым стрелочкам — реакции для оксидов
     
25. 3. Идем по оранжевым стрелочкам

 

 
 

Обратите внимание на первые две реакции — они выделены в рамке. В первой реакции используется горячая щелочь — окисление идет до степени окисления хлора +5. При использовании холодной щелочи хлор окисляется только до +1.

Реакция щелочи с кислотой называется реакцией нейтрализации. Два сильных едких вещества нейтрализуют друг друга, образуя воду.

3. Отдельно надо выделить реакцию щелочных металлов с водородом.

Как мы уже говорили, сверху вниз в подгруппе металлические свойства элементов возрастают. Водород, хоть и находится в первой группе при реакции с щелочными металлами будет проявлять отрицательную степень окисления. Получаются при этом гидриды:

Это значит, что единственный способ их качественного определения — это цвет пламени и цвет оксидов. Никаких осадков их соединения не образуют.

•   style=»text-align: center;»>Получение металлов
   
• NaCl (электролиз) → Na + Cl2

 
Обычно щелочные металлы получают электролизом расплавов их солей или щелочей:

Обсуждение: «Свойства щелочных металлов»

(Правила комментирования)

Источник: https://distant-lessons.ru/ximiya/shhelochnye-metally

Щелочные металлы

К щелочным металлам относятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций. В периодической системе они расположены в главной подгруппе I группы. Все щелочные металлы имеют один s-электрон на внешнем электронном слое, который при химических реакциях легко теряют, проявляя степень окисления +1.

Поэтому щелочные металлы являются сильными восстановителями. Радиусы их атомов возрастают от лития к францию. Электрон внешнего слоя с возрастанием радиуса атома находится все дальше от ядра, силы притяжения ослабевают и, следовательно, увеличивается способность к отдаче этого электрона, т. е. химическая активность.

В электрохимическом ряду напряжений металлов все щелочные металлы стоят левее водорода.

Это типичные металлы, в твердом состоянии хорошо проводят электрический ток. Они легкоплавки, быстро окисляются на воздухе, поэтому их хранят без доступа воздуха и влаги, чаще всего под керосином. Щелочные металлы образуют соединения с преимущественно ионной связью.

Оксиды щелочных металлов – твердые гигроскопичные вещества, легко взаимодействующие с водой. При этом образуются гидроксиды – твердые вещества, хорошо растворимые в воде. Соли щелочных металлов, как правило, тоже хорошо растворяются в воде.

Химические свойства щелочных металлов

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2­

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2­

 2.      Реакция щелочных металлов с кислородом:

• 4Li + O2 → 2Li2O (оксид лития)
• 2Na + O2 → Na2O2 ( пероксид натрия)
• K + O2 → KO2  (надпероксид калия)

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

3.      В реакциях щелочных металлов с другими неметаллами образуются бинарные соединения:

1. 2Li + Cl2 → 2LiCl (галогениды)
2. 2Na + S → Na2S (сульфиды)
3. 2Na + H2 → 2NaH (гидриды)
4. 6Li + N2 → 2Li3N (нитриды)
5. 2Li + 2C → Li2C2 (карбиды)

4.      Реакция щелочных металлов с кислотами

(проводят редко, идет конкурирующая реакция с водой):

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2­

5. Взаимодействие щелочных металлов с аммиаком

(образуется амид натрия):

2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2

6. Взаимодействие щелочных металлов со спиртами и фенолами, которые проявляют в данном случае кислотные свойства:

2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2;

2K + 2C6H5OH = 2C6H5OK + H2;

7. Качественная реакция на катионы щелочных металлов – окрашивание пламени в следующие цвета:

• Li+ – карминово-красный
• Na+ – желтый
• K+, Rb+ и Cs+ – фиолетовый
• 

Источник: http://www.yoursystemeducation.com/shhelochnye-metally/

Щелочные металлы список и свойства

Химия изучает свойства металлов и неметаллов. А вы знали, что металлы бывают щелочные и не щелочные? А мы не только знаем, а и список вам дадим для успешной подготовки по предмету химии. Итак, щелочные металлы список уже приведен в периодической таблице Менделеева. Там все металлы главной подгруппы в первой группе являются щелочными.

Это литий, калий, натрий, цезий, рубидий и франций. Только эти металлы называются щелочными. А называются они так потому, что если они будут взаимодействовать с водой, то в результате образуются щелочи.

Есть еще один вид металлов — это щелочно-земельные. Если вам нужен список только щелочных металлов, то в нем всего 6 металлов. Если всех металлов, гидроксиды которых обладают щелочными свойствами, то тут войдут еще четыре элемента — кальций, стронций, барий и радий.

Все щелочные металлы в чистом виде в природе встретить сложно — ведь они легко вступают в соединения. В частности, в виде этих соединений эти металлы и находят.

Свойства щелочных металлов

• Щелочные металлы отличные проводники тепла, а также они хорошо проводят электрический ток.
• Щелочные металлы имеют низкую температуру плавления
• Плотность металлов с увеличением номера увеличивается, а вот плавить их становится все проще, если металлы находятся внизу группы.

Получение щелочных металлов

Обычно щелочные металлы получают с помощью электролиза, однако два металла щелочно-земельных — стронций и барий, получают, используя алюмотермический метод.

Химические свойства

Как мы уже сказали, эти металлы являются очень активными, они также отличные восстановители. Встречаются в виде соединений, в которых главной будет ионная связь.

Как правило, всегда они образуют устойчивые соединения. Основные реакции и дополнительные свойства щелочных металлов приведены в таблице:

Итак, вы теперь, пользуясь списком и таблицей, а также периодической системой Менделеева, сможете многое рассказать про щелочные металлы.

Посмотреть как выглядят щелочные металлы можно здесь. Там также есть список и приведены реакции связи с водой, серой, с кислотами, солями и галогенами.

Источник: https://novstudent.ru/shchelochnye-metally-spisok/

2.2.1. Характерные химические свойства щелочных металлов

Щелочными металлами (ЩМ) называют все элементы IA группы таблицы Менделеева,  т.е. литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr.

У атомов ЩМ на внешнем электронном уровне находится только один электрон на s-подуровне, легко отрывающийся при протекании химических реакций. При этом из нейтрального атома ЩМ образуется положительно заряженная частица – катион с зарядом +1:

М0 – 1 e → М+1

Семейство ЩМ является наиболее активным среди прочих групп металлов в связи с чем в природе обнаружить их в свободной форме, т.е. в виде простых веществ невозможно.

Простые вещества щелочные металлы являются крайне сильными восстановителями.

Взаимодействие щелочных металлов  с неметаллами

с кислородом

• Щелочные металлы реагируют с кислородом уже при комнатной температуре, в связи с чем их требуется хранить под слоем какого-либо углеводородного растворителя, такого как, например, керосина.
• Взаимодействие ЩМ с кислородом приводит к разным продуктам. С образованием оксида, с киcлородом реагирует только литий:
• 4Li + O2 = 2Li2O
• Натрий в аналогичной ситуации образует с кислородом пероксид натрия Na2O2:
• 2Na + O2 = Na2O2,
• а калий, рубидий и цезий – преимущественно надпероксиды (супероксиды), общей формулы MeO2:
• K + O2  = KO2
• Rb + O2  = RbO2

с галогенами

1. Щелочные металлы активно реагируют с галогенами, образуя галогениды щелочных металлов, имеющих ионное строение:
2. 2Li + Br2 = 2LiBr бромид лития
3. 2Na + I2 = 2NaI иодид натрия
4. 2K + Cl2 = 2KCl хлорид калия

с азотом

• Литий реагирует с азотом уже при обычной температуре, с остальными же ЩМ азот реагирует при нагревании. Во всех случаях образуются нитриды щелочных металлов:
• 6Li + N2 = 2Li3N нитрид лития
• 6K + N2 = 2K3N нитрид калия

с фосфором

1. Щелочные металлы реагируют с фосфором при нагревании, образуя фосфиды:
2. 3Na + P = Na3Р фосфид натрия
3. 3K + P = K3Р фосфид калия

с водородом

• Нагревание щелочных металлов в атмосфере водорода приводит к образованию гидридов щелочных металлов, содержащих водород в редкой степени окисления – минус 1:
• Н2 + 2K = 2KН-1 гидрид калия
• Н2 + 2Rb = 2RbН гидрид рубидия

с серой

1. Взаимодействие ЩМ с серой протекает при нагревании с образованием сульфидов:
2. S + 2K = K2S сульфид калия
3. S + 2Na = Na2S сульфид натрия
4. Взаимодействие щелочных металлов со сложными веществами

с водой

• Все ЩМ активно реагируют с водой с образованием газообразного водорода и щелочи, из-за чего данные металлы и получили соответствующее название:
• 2HOH + 2Na = 2NaOH + H2↑
• 2K + 2HOH = 2KOH + H2↑
• Литий реагирует с водой довольно спокойно, натрий и калий самовоспламеняются в процессе реакции, а рубидий, цезий и франций реагируют с водой с мощным взрывом.

с галогенпроизводными углеводородов (реакция Вюрца):

2Na + 2C2H5Cl → 2NaCl + C4H10

2Na + 2C6H5Br →  2NaBr + C6H5–C6H5

со спиртами и фенолами

1. ЩМ реагируют со спиртами и фенолами, замещая водород в гидроксильной группе органического вещества:
2. 2CH3OH + 2К = 2CH3OК + H2↑
3. метилат калия
4. 2C6H5OH + 2Na  = 2C6H5ONa + H2
5. фенолят натрия

Источник: https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/himicheskie-svojstva-shhelochnyh-metallov

Щелочные металлы. Химия. 9 класс. Разработка урока

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления нового материала с мультимедийной поддержкой. На уроке сочетаются фронтальный, групповой и индивидуальный виды работы учащихся.

• Методы урока: проблемные, поисково-исследовательские, самостоятельная работа учащихся.
• Оборудование:персональный компьютер с Windows Media Player, мультимедийный проектор, интерактивная доска, программы для запуска презентации на компьютере: MS Office Power Point, фрагменты из коллекции образовательных интернет ресурсов.
• Цели урока
• Образовательные:

• на основе атомного строения металлов, физических и химических свойств, показать черты сходства и различия щелочных металлов;
• проследить межпредметные связи химии с биологией, физикой, медициной, используя области применения основных соединений щелочных металлов;
• раскрыть значение и роль щелочных металлов в жизни человека.

Развивающие:

• способствовать дальнейшему развитию логического мышления учащихся: наблюдать, сравнивать химические элементы, высказывать суждения об их свойствах, обобщать, делать выводы;
• продолжить формирование навыков самообразования: умение работать с книгой, инструкцией, тестом.

Воспитательные:

• воспитание интереса к предмету и таких нравственных качеств как аккуратность, дисциплина, самостоятельность, ответственное отношение к порученному делу.

План урока и распределение времени урока

• Организационный момент (1 мин)
• Вводное слово (2 мин)
• Актуализация знаний (5мин)
• Сообщение темы и плана урока (4 мин)
• Работа по плану объясняемой темы (23 мин)
• Закрепление: тестирование (8 мин)
• Домашнее задание (2 мин)

Ход урока

I. Организационный момент

Приветствие, проверка готовности к уроку учащихся (наличие тетрадей, учебников).

II. Вводное слово

Мы изучаем раздел, металлы, и вы знаете, что металлы имеют большое значение в жизни современного человека.

На прошлых уроках мы рассмотрели общие сведения о металлах: положение в периодической таблице, особенности строения атомов, изучили общие физические и химические свойства, а также общие способы получения металлов.

Сегодня приступаем к изучению наиболее ярких представителей в химическом отношении, самых активных щелочных металлов. Для того чтобы усвоить материал урока, нам необходимо вспомнить наиболее важные вопросы, которые рассматривали на предыдущих уроках.

III. Актуализация знаний учащихся в виде беседы по вопросам:

• На какие две большие группы происходит деление химических элементов?
• Где находятся металлы в ПСХЭ Д.И. Менделеева? (слайд №1)
• Каковы особенности строения атомов металлов?
• Как особенности строения атома влияют на физические свойства?
• Как особенности строения металлов влияют на их химические свойства?

IV. Сообщение темы и плана урока:

• Оформление даты и темы урока в тетрадях (слайд №2)
• Знакомство с планом урока (слайд №3):
• Положение щелочных металлов в ПСХЭ Д.И. Менделеева
• История открытия щелочных металлов
• Строение атомов химических элементов I группы главной подгруппы
• Физические свойства щелочных металлов
• Химические свойства щелочных металлов
• Биологическое значение щелочных металлов
• Подведение итогов: тестирование
• Домашнее задание

V. Работа по плану объясняемой темы

1. Положение щелочных металлов в ПСХЭ – беседа по вопросам: (слайд №4)

• Где располагаются щелочные металлы в ПСХЭ Д.И. Менделеева?
• Перечислите щелочные металлы.
• Почему данные металлы назвали щелочными?

2. История открытия щелочных металлов

Заранее подготовленный ученик рассказывает о хронологии открытия щелочных металлов и представляет свою презентацию темы (слайд №5):

• 1807 г. в Англии Гемфри Дэви открыл калий и натрий
• 1817 г. в Швеции Август Арфедсон открыл литий
• 1860 – 1861 г.г. в Германии Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф открыли рубидий
• 1939 г. во Франции Маргарита Перей открыла радиоактивный элемент франций, который назвала в честь своей страны — Франции

3. Строение атомов химических элементов I группы главной подгруппы

(Слайд №6): учащиеся заполняют таблицу: «Общая характеристика химических элементов I группы главной подгруппы» и делают выводы по заполненной таблице.

Название и символ элемента	Состав атомного ядра	Число валентных электронов	Число энергетических уровней	Характерные степени окисления
Li – литий	p = 3, n = 4	1	2	+1
Na – натрий	p = 19, n = 20	1	3	+1
Rb – рубидий	p = 37, n = 48	1	4	+1
Cs – цезий	p = 55, n = 78	1	5	+1
Fr – франций	p = 87, n = 136	1	6	+1

1. Выводы:
2. 1) На внешнем энергетическом уровне атомы этих элементов содержат по одному электрону (слайд №7)
3. 2) В подгруппе от лития к цезию радиусы атомов увеличиваются, так как возрастает число электронных слоев, следовательно, усиливаются и восстановительные свойства
4. 3) Во всех своих соединениях щелочные металлы проявляют степень окисления +1
5. Упражнение (слайд №8): сравните атомы элементов, поставив знаки >, < или = вместо *
6. I вариант
7. А) заряд ядра
8. Li * Rb ; Na * Al
9. Б) число электронных слоев
10. Li * Rb ; Na * Al
11. В) число электронов на внешнем уровне
12. Li * Rb ; Na * Al
13. Г) радиус атома
14. Li * Rb ; Na * Al
15. Д) восстановительные свойства
16. Li * Rb ; Na * Al
17. IIвариант
18. А) заряд ядра
19. K * Ca ; Na * Rb
20. Б) число электронных слоев
21. K * Ca ; Na * Rb
22. В) число электронов на внешнем уровне
23. K * Ca ; Na * Rb
24. Г) радиус атома
25. K * Ca ; Na * Rb
26. Д) восстановительные свойства
27. K * Ca ; Na * Rb

4. Физические свойства щелочных металлов (слайд №9–12)

Щелочные металлы – это простые вещества, для которых также, как и для всех металлов, характерна металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка. Металлическая связь возникает за счет отдачи одного электрона атомом металла и образованием иона металла с положительным зарядом: М0 – 1е → М+1.

Наличие металлической связи и металлической кристаллической решетки обуславливает следующие физические свойства щелочных металлов: серебристо – белые, мягкие, обладают блеском, легкие, их плотность меньше 5 г/см3 и возрастает от лития к цезию, легкоплавкие, их температура, наоборот, от лития к цезию уменьшается.

5. Химические свойства щелочных металлов (слайды №13)

Щелочные металлы быстро окисляются на воздухе, поэтому их хранят под слоем керосина, а литий в вазелине, так как из-за своей легкости он в керосине всплывает.

Щелочные металлы активно взаимодействуют почти со всеми неметаллами (хлором, водородом, серой, кислородом). При взаимодействии с кислородом лития образуется оксид, а натрий и калий в данном случае образуют пероксиды. Все щелочные металлы активно реагируют с водой.

Скорость химических реакций зависит от природы реагирующих веществ: так, скорость реакции взаимодействия лития с водой меньше, чем натрия, и еще меньше, чем калия. Взаимодействие рубидия и цезия с водой протекает так быстро, что происходит.

Уравнения же реакций щелочных металлов с растворами кислот и солей записывать не принято (так как они взаимодействуют с водой).

• Упражнение (слайды №14): составить уравнения реакций взаимодействия с кислородом (приложение) (работа у доски)
• I вариант:
• А) лития
• Б) натрия
• II вариант:
• А) калия
• Б) лития
• Реакцию Б) рассмотреть как ОВР: определить степени окисления, составить электронный баланс, расставить коэффициенты.
• Упражнение (слайд №15): дать характеристику реакции Б) по плану (приложение) (самостоятельно)
• План:

• По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции (р.с., р.р., р.з., р.о.
• По изменению степеней окисления атомов (ОВР и не ОВР)
• По направлению (обратимые и необратимые)
• По тепловому эффекту (экзотермические и эндотермические)
• По агрегатному состоянию (гомогенные и гетерогенные)
• По использованию катализатора (каталитические и некаталитические)

6. Биологическое значение щелочных металлов (видео)

VI. Подведение итогов: тестирование по вариантам

I вариант

1. 1) Число электронов на внешнем уровне у атомов щелочных металлов:
2. А) 1
3. Б) 2
4. В) 3
5. Г) 4
6. 2) Тип химической связи в простом веществе литии:
7. А) ионная
8. Б) ковалентная полярная
9. В) ковалентная неполярная
10. Г) металлическая
11. 3) Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме лития:
12. А) 2е, 3е
13. Б) 2е, 4е
14. В) 2е, 8е, 1е
15. Г) 2е, 8е, 3е
16. 4) Наименее энергично взаимодействует с водой:
17. А) калий
18. Б) литий
19. В) натрий
20. Г) рубидий
21. 5) Простое вещество с наиболее ярко выраженными металлическими свойствами:
22. А) калий
23. Б) литий
24. В) натрий
25. Г) рубидий

II вариант

• 1) Вид химической связи в простом веществе натрии:
• А) ионная
• Б) ковалентная полярная
• В) ковалентная неполярная
• Г) металлическая
• 2) Радиус атомов элементов I группы главной подгруппы с увеличением заряда ядра:
• А) изменяется периодически
• Б) не изменяется
• В) увеличивается
• Г) уменьшается
• 3) Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме лития:
• А) 2е, 3е
• Б) 2е, 1е
• В) 2е, 4е
• Г) 2е, 8е, 1е
• 4) Наиболее энергично взаимодействует с водой:
• А) калий
• Б) литий
• В) натрий
• Г) цезий
• 5) Простое вещество с наименее выраженными металлическими свойствами:
• А) калий
• Б) литий
• В) натрий
• Г) рубидий

VII. Домашнее задание (слайд №16)

Учебник: § 11 (стр. 52 – 54) вопрос №1 а (стр. 58)

Источники информации:

1. Химия. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений / О.С. Габриелян – М.: Дрофа, 2010
2. Настольная книга учителя. Химия, 9 класс /О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов – М.: Дрофа, 2002
3. Химия. 9 класс: рабочая тетрадь к учебнику О.С. Габриелян «Химия. 9 класс»/ О.С. Габриелян, А.В. Яшукова — М.: Дрофа, 2008
4. Коллекция образовательных интернет ресурсов http://school-collection.edu.ru/catalog/teacher/
5. Химия. 9 класс: контрольные и проверочные работы к учебнику О.С. Габриелян «Химия. 9 класс»/ О.С. Габриелян, П.Н. Березкин и др. — М.: Дрофа, 2007

Источник: https://rosuchebnik.ru/material/schelochnye-metally-himiya-9-klass-razrabotka-uroka/