Alkalické kovyAlkalické kovyLi, Na, K, Rb, Cs, FrLi, Na, K, Rb, Cs, Fr

Historie – objev a izolace

sloučeniny K a Na jsou známé od starověku 1807- Humpry Davy elektrolýzou roztaveného KOH izoloval K stejným způsobem připravil kuličky kovového Na

sloučeniny Li objeveny začátkem 18. století1817- J. A. Arfvedson – všiml si podobnosti mezi sloučeninami

Li a Na a KLi poprvé izolováno z destičkovitého silikátového minerálu

petalitu LiAlSi4O10

1818- H. Davy izoloval Li z Li2O

1861- Bunsen a Kirchhoff objevili Rb a Cs jako stopovou složku v lázeňských minerálních vodách (pomocí spektroskopu, který vynalezli)-názvy podle barev nejdůležitějších linií

1939- poprvé identifikováno Fr - Margueritt Perey-název podle rodné země

Lithium Sodík

Draslík

Cesium

H12,20

Li30,97

Na111,01

K190,91

Rb370,89

Cs550,86

Fr870,86

Výskyt a rozšíření

Li, Na, K se nenacházejí v přírodě společně

(rozdíly v rozměrech)

Li- v železnato hořečnatých minerálech Na-7.nejrozšířenější prvek v horninách zem.kůry,

5. nejrozšířenějším kovem (po Al, Fe, Ca a Mg) K-po sodíku další nejrozšířenější soli Na a K tvoří velká ložiska, která vznikla po odpaření vody

pravěkých jezer

Rb a Cs mnohem méně rozšířené získávají se jako vedlejší produkt při výrobě Li

Využití

Li- stearát lithný – zahušťovadlo, k převedení olejů na mazací tuky

uhličitan lithný – tavidlo při výrobě porcelánu, také při výrobě hliníku

léky na maniodepresivní psychózuhydroxid lithný – adsorpce CO2

v uzavřených prostorech (kosm. kabiny)

Na- NaClv 19. století- Leblancův proces- výroba NaOH z NaClsodíkové výbojky- od 30. let 19. stoletívýboj v parách sodíku intenzivní rezon. dublet ve žluté části spektra (vln. délka 589,0/589,6 nm -

blíží se maximu spektrální citlivosti lidského oka)

K- hnojiva (KCl-sylvín, K2SO4·KNO3)

hydroxid draselný – tekuté mycí prostředky,

výroba pryžeKNO3 – pyrotechnika

Výroba

Li- spodumen (LiAlSi2O6) se zahřívá na 1100 °C, změna modifikace (z alfa na beta)- ta se promývá kys.sírovou,u z výluhu se získává síran lithný-ten se dále zpracovává na uhličitan a chlorid lithný

kovové Li elektrolýzou LiCl

Na- elektrolýzou roztavené směsi 60 % chloridu vápenatého a 40 % chloridu sodného (eutektická směs)

K- připravuje se obtížněji, výroba dražšínelze získat elektrolýzou, redukce KCl kovovým sodíkem při 580 °C

(draslík těkavější, posun rovnováhy)

Rb, Cs- vedlejší produkt při výrobě LiPříprava kovů:- Rb- redukce RbCl s Ca, frakční destilace

- Cs- termický rozklad CsN3

Vlastnosti

velmi reaktivní prvkyelektronová konfigurace ns1

měkké, nízkotající (slabá vazba 1 valenč.

elektronu způsobuje nízké body tání)

stříbrobílé kovyčerstvý řez lesklýkrystaly- prostorově centrované kubické

mřížkyvelké atomové a iontové poloměrycharakteristické zbarvení plamene:

Chemická reaktivita

velmi reaktivní oxidační stupeň nepřekročí hodnotu 1 (hodnota ionizační energie

do 2. stupně je vysoká)reagují s vodíkem, alkoholy, plynným amoniakem…silná redukovadla

Li- anomálnívelmi malé, jeho sloučeniny speciálníhydroxid a uhličitan méně rozpustný než

sloučeniny Na a KLiClO4-chloristan lithný více rozpustný než chloristany ostatních

alkalických kovůLi se slučuje s kyslíkem za vzniku oxidů, ostatní alk. kovy

poskytují peroxidy nebo hyperoxidy Li2CO3 -uhličitan lithný se při teplotě nad 900 °C rozkládá na LiO a

CO2, ostatní alk. kovy se taví

Roztoky v kapalném NH3

alk.kovy rozpustné v kapalném amoniaku (nízká mřížková a ionizační energie kovu, vysoká solvatační energie kationtu)

jasně modré roztoky, elektricky vodivé, vyšší koncentrace-bronzové

„dutinový model“

redukční látky, jsou ale nestálé-rozkládají se za vzniku amidu:

redukují i arom. látky (na cyklické mono nebo dialkeny), alkiny na trans-alkeny

Sloučeniny

HALOGENIDY:vysoká tt, nejčastěji bílé krystalické látky

reakcí MOH nebo M2CO3 s HX

OHCOMX2HX2COM 2232

OHMXHXMOH 2

HYDRIDY:přímou reakcí kovu s vodíkem:

2Na + H2 → 2NaH

Ca + H2 → CaH2

užití jako redukovadlatepelná stálost hydridů ve skupině klesá, reaktivita roste

LiH + H2O → LiOH + H2 – přenosný zdroj vodíku

NaH + H2O → NaOH + H2 – bouřlivější reakce než s Na

OXIDY, PEROXIDY, HYPEROXIDY a SUBOXIDY:nejvíce oxidů tvoří Cs (9) – stech. poměry Cs7O až CsO3

při hoření:

Li→ Li2O, Li2O2

Na→ Na2O2 (peroxid)

K, Rb, Cs→ MO2 (hyperoxidy)

zbarvení oxidů se prohlubuje se vzrůstajícím atom.číslem

(Li2O, Na2O-čistě bílé, K2O-žlutý, Rb2O-jasně žlutý, Cs2O-oranžový)

peroxidy Na2O2 – sodík se oxiduje malým množstvím suchého kyslíku

(oxid), potom dále (peroxid)příprava dalších peroxidů je takto obtížná, proto jinak (oxidací v

kapalném čpavku)

Dýchací přístroje:

Na2O2 + CO → Na2CO3

Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + ½O2

22424222 OHSOMSOHOM

22222 OHMOHOHOM

hyperoxidy MO2

paramagnetický ion stálý jen s velkým kationtem, Li a Na obtížně seskvioxidy M2O3

termickým rozkladem MO2

oxidací kovů v kapalném amoniaku nebo oxidací peroxidů

jsou považovány za peroxidy-oxidy ozonidy MO3

u Na, K, Rb a Cs reakcí O3 s práškovým bezvodým MOH za nízké teploty (potom extrakce kapalným amoniakem)

ozonidy se zvolna rozkládají na kyslík a hyperoxid MO2, hydrolýzou

přímo oxidy MO3 → MO2 + 1/2O2

4MO3 + 2H2O → 4MOH+ 5O2

22224 )O)(O()M(

DALŠÍ SLOUČENINY:dusičnany- přímou reakcí kyseliny dusičné s hydroxidem nebo

uhličitanemLiNO3-v pyrotechnice do světlic (červené světlice)

NaNO3-ledek (Chile)

dusičnany (nízká tt) se nad teplotou 500 °C rozkládají

dusitany- tepelným rozkladem MNO3 nebo reakcí NO s hydroxidem

222

C800

3

22

C500

3

O2

5NONaNaNO2

ONaNO2NaNO2

FRANCIUM:v zemské kůře (celkem) asi 30 gnejvzácnější prveknejstabilnější izotop 223Fr poločas rozpadu 22 min dosud nebylo připraveno vážitelné množství (rozpad β-)

Děkuji za pozornost