Kim loại kiềm

Kim loại kiềm

KIM LOẠI KIỀM - NHÓM I A

 Liti (Latinh: Lithium; Hy Lạp: lithos, có nghĩa là "đá"): Nó được đặt tên là liti vì nó được phát hiện ra từ các khoáng vật trong khi các kim loại kiềm khác đã được phát hiện ra từ các cơ quan của thực vật

 Natri (từ tiếng Latinh: natrium; có thể viết là natri): 1807 Humphry Davy điều chế bằng cách điện phân xút ăn da - Sodium

 Kali (tên Latinh: Kalium): Humphry Davy năm 1807, từ bồ tạt ăn da (KOH) - Potassium

 Rubidi (từ tiếng Latinh rubidus, đỏ thẫm) được Robert Bunsen và Gustav Kirchhoff phát hiện năm 1861 - lepidolit

 Xêzi (tiếng Latinh caesius có nghĩa là "thiên thanh" hay "lam nhạt") được Robert Bunsen và Gustav Kirchhoff phát hiện năm 1860 trong nước khoáng lấy từ Dürkheim, Đức

 Franxi: được phát hiện vào năm 1939 bởi Marguerite Perey của Viện Curie tại Paris, Pháp khi bà tinh chế một mẫu actini-227

Đặc Điểm Cấu Tạo

 KLK có câú hình e n/c là ns1 nên dễ mất e hoá trị tao thành ion M+

KL rất hoạt động,thể hiện NL hoạt hoá thứ nhất rất thấp

 KLK có t/c giống nhau hơn hết và biến đổi đều đặn từ Li - Fr Li đặc biệt hơn vì có 1 e h.trị duy nhất

 Liên kết chủ yếu là LK ion, số oxh +1

 Ion KLK không màu,h/c dễ tan trong H2O

 có màu trắng bạc,có ánh kim rất mạnh

 Nhiệt nóng chảy va t0 sôi đều thấp và giảm dần từ Li - Cs.Có cấu trúc tinh thể giống nhau kiểu lập phương tâm khối

 Nhẹ, nổi trên nước và dầu hoả, mềm cắt được bằng dao

 Độ dẫn điện cao nhưng kém Ag

 khi đưa vào lửa thì có màu đặc trưng

Tính chất hóa học

1-Tác dụng với phi kim

tạo M 2 O 2 (K,Rb,Cs,Fr)

2Na + O 2 = 2Na 2 O

2K + O 2 = K 2 O 2

 Ở nhiệt độ cao: tạo M 2 O 2 (Na) hay MO 2 (K,Rb,Cs,Fr) (trừ trường hợp Li tạo Li 2 O)

2Na + O 2 = Na 2 O 2 (t o cao)

Khi cháy Li cho ngọn lửa màu đỏ tía

Na cho ngọn lửa màu vàng

K cho ngọn lửa màu tím

Rb cho ngọn lửa màu tím hồng

Cs cho ngọn lửa màu xanh lam

 Phản ứng mãnh liệt với halogen (X2) để tạo

muối halogenua MX

2M + X2 = 2MX (to)

 T/d với S: gây nổ: 2Na + S = Na2S

 Phản ứng với H2 tạo kim loại hidrua

2M + H2 = 2MH (to) 2Na + H2 = 2NaH (to)

 NaH là chất khử mạnh, khi tác dụng với nước

giải phóng H2

Li T/d với N2 (to thường), C, Si: khi đun nóng tạo nên tinh thể màu tím hút ẩm

Li + N2 = Li3N

2-Tác dụng với nước và dung dịch axit

 Do hoạt động hóa học mạnh

K + H2O = KOH +1/2H2

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2 

3-Tác dụng với oxit kim loại

2Na + CuO = Na2O + Cu

4- T/d với NH3: tạo thành amiđua ở nhiệt độ cao

Na + NH3 = NaNH2 + H2 (natri amiđua )

5-Tác dụng với các kim loại khác: tạo thành hợp kim rắn với các kim loại khác.

Ứng dụng công nghiệp – nông nghiệp

Liti: Vì nhiệt dung riêng lớn sử dụng trong các ứng dụng truyền nhiệt

Nó cũng là vật liệu quan trọng trong chế tạo anốt của pin vì khả năng điện hóa học cao của nó

Clorua và brômua liti: hút ẩm cực cao - chất làm khô

Stearat liti: chất bôi trơn đa mục đích nhiệt độ cao

LiOH: loại bỏ CO2 từ không khí trong các tàu vũ trụ và tàu ngầm

Các hợp kim của liti với nhôm, cadmi, đồng và mangan: các bộ phận có đặc tính cao của máy bay

 Natri:Natri trong dạng kim loại của nó là thành phần quan trọng trong sản xuất este và các hợp chất hữu cơ

Trong một số hợp kim để cải thiện cấu trúc của chúng

Trong xà phòng (trong hợp chất với các axít béo)

Để làm trơn bề mặt kim loại

Để làm tinh khiết kim loại nóng chảy

Trong các đèn hơi natri, một thiết bị cung cấp ánh sáng từ điện năng có hiệu quả

Như là một chất lỏng dẫn nhiệt trong một số loại lò phản ứng nguyên tử

 Kali:Các loại phân hóa học chứa kali như clorua kali, sulfat kali,

cacbonat kali v.v

Nitrat kali được sử dụng trong thuốc súng

Cacbonat kali được sử dụng trong sản xuất thủy tinh

Thủy tinh được xử lý bằng kali lỏng là có độ bền cao hơn so với thủy tinh

thường

NaK : chất truyền nhiệt trung gian

ion kali là cần thiết để giữ cho các tế bào sống

Clorua kali được sử dụng để thay thế cho muối ăn và cũng được sử dụng

để ngừng tim trong các phẫu thuật tim và trong án tử hình bằng cách

tiêm liều gây chết

 Rubidi:Các ứng dụng hiện tại của rubidi là:

Chất lưu hoạt động trong các tua bin hơi

Chất thu khí trong các ống chân không

Thành phần của tế bào quang điện

Thành phần cộng hưởng trong các đồng hồ nguyên tử

Thành phần trong một vài loại thủy tinh đặc biệt

Sản xuất superoxit bằng cách đốt cháy trong ôxy

Trong nghiên cứu các kênh ion kali trong sinh học

Hơi rubidi được sử dụng làm từ kế nguyên tử Rb87 hiện tại được sử dụng, cùng các kim loại kiềm khác, trong phát triển một dạng từ kế là SERF (spin-exchange relaxation-free: trao đổi spin hồi phục tự do)

Cs:có ái lực lớn với ôxy và vì thế được sử dụng như là "chất thu khí" trong các ống chân không

tế bào quang điện do khả năng bức xạ điện tử cao của nó

chất xúc tác trong quá trình hiđrô hóa của một vài hợp chất hữu cơ

Các đồng vị phóng xạ của xêzi được sử dụng trong lĩnh vực y học để điều trị một vài dạng ung thư

Cs137 : nguồn bức xạ gamma trong các ứng dụng công nghiệp

- Đo mật độ hơi ẩm

- Đo độ thăng bằng

- Đo độ dày

Các thiết bị trong giếng khoan

 Fr:không ổn định và khan hiếm vì thế chỉ có ứng dụng trong các

nghiên cứu, trong cả các lĩnh vực của sinh học lẫn cấu trúc nguyên tử

Franxi đã từng được coi là phương tiện trợ giúp trong chẩn đoán các

bệnh ung thư, nhưng ứng dụng này dường như là không khả thi trong

thực tế

Hợp Chất Phổ Biến

 Liti : một phần nhỏ

của các loại đá cuội và

cũng được tìm thấy

trong nước biển.

khoáng: Lepidolit,

spodumen, petalit

và amblygonit là

các khoáng chất

 Natri : muối ăn

 nhiều khoáng chất:

amphibôn, cryôlit, muối mỏ, diêm tiêu, zêôlit, v.v

biến của kali là:

cacnalit, langbeinit,

polyhalit, và sylvit

 Rb: Trong tự nhiên rubidi có mặt trong các khoáng vật

như: leucit, pollucit và

zinnwaldit - 1% ôxít của nó

nhôm và xêzi ngậm nước) Các hợp chất chính của xêzi là clorua xêzi và nitrat xêzi

Fr : Franxi-223 : phân rã

alpha của actini-227,

trong các khoáng vật

của urani và thori

Phương pháp điều chế

chảy muối clorua or hydroxit

nóng chảy.

Rb và Cs điều chế bằng cách dùng kim loại Ca khử các

Oxít của KLK: có dạng tinh thể lập phương màu sắc biến đổi từ trắng đến da cam.

màu từ vàng đến da cam và hung

+ Bền với nhiệt không phân huỷ

HỢP CHẤT CỦA KIM LOAI KIỀM

 Natri peoxit: phân huỷ gần 6000C.

Tương tác mãnh liệt với nước:

Khi tiếp xúc với chất dễ cháy (rơm, bột nhôm,than, S) có thể gây nổ

Kali supeoxit(KO2): hút ẩm mạnh, phân huỷ giải phóng O2 khi

chất hữu cơ.

Hydroxit(MOH):là chất rắn màu trắng, to nóng chảy

tương đối thấp tạo nên chất lỏng linh động và trong

suốt

nhiệt lớn(40kj/mol)

nước (-LiOH) Là chất hút ẩm mạnh