Лекция жоспары:
Элементтерге жалпы сипаттама.
Натрийдің периодтық жүйедегі орны мен атом құрылысы, химиялық қасиеті.
Лекцияның мақсаты мен міндеті: Студенттерге I А топ - элементтердің атом құрылысы мен кристалл торларының ерекшеліктері туралы білімді қалыптастыру; натрий, оның табиғатта кездесуі, қасиеттері, қолданылуы, алынуы.
Лекция мазмұны
Химиялық элементтер тірі ағзаның негізгі жасушаларын және биологиялық сұйықтықты құрайды. Элементтердің биологиялық белсенділігі Д.И.Менделеевтің преиодтық жүйесіндегі орнымен анықталады, яғни атом құрылысына байланысты болады. Периодтық жүйеде І топтың sэлементтерінің ішінде негізгі молекулалар мен макромолекулалар құрамына кіретін сутегі ерекше орын алады. Калий және натрий иондары жасушалар аралығына орналасқан: натрий иондары жасуша сыртындағы сұйықтықта, ал калий иондары жасуша ішінде болады. S-элементтерінің ІІ тобында сүйек құрамына кіретін (Ca, Mg) және сүйектер ұлпаларының құрамына кірмейтін (Sr, Ba, Ra) орналасқан. ІІ топтың s-элементтерінің атом массасы өскен сайын олардың улылық қасиеті өседі және ағзадағы олардың мөлшері азаяды.
ІА - топтың негізгі топшасындағы - литий, натрий, калий,рубидий, цезий және франций сілтілік металдар деп аталады. ІІА топтың негізгі топшасындағы кльций, стронций, барий және радий сілтілік-жер металдар деп аталады.
3Li 2, 1
11Na 2, 8, 1
19K 2, 8, 8, 1
37Rb 2, 8, 18, 8, 1
55Cs 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
87Fr 2, 8, 18, 32, 18, 8, 1
s-элементтер өздерінің валенттік электрондарын оңай береді де, күшті тотықсыздандырғыштық қасиет көрсетеді. Бұл қасиет II топтың (s2) элементтеріне қарағанда I топтың (s1) элементтерінде айқынырақ байқалады. Атомдардан электрондарды үзіп алу эннергиясы (иондану энергиясы) сыртқы электрондардың саны артқанда өседі және атом радиусы артқанда кемиді.
Ядродан қашықтаған ядромен валенттік электрондардың байланысы әлсірейді, сондықтан бұл металдардың химиялық белсендігі топтарда артады. S-элементтердің сипаттамаларын салыстыру көрсеткендей, цезий (Cs) атомынан сыртқы электрон жеңіл үзіледі, сондықтан Cs-ең белсенді метал және өте күшті тотықсыздандырғыш. Жай заттардың - металдардың қасиеттері атомдардағы сыртқы электрондардың санына байланысты болады. Металл кристалдарындағы байланыстың беріктігі айналу процесіне жұмсалған атомдану энергиясымен өлшенеді:
Me (қ.) -- Ме (г.)
IА тобының металдары сілтілік металдар деп аталады. Олар сумен белсенді әрекеттескенде сілті түзетіндіктен осылайша аталған. Бұл топшада: литий Li, натрий Na, калий К, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr орналасқан. Сілтілік металдарда валенттілік электрондары s-деңгейшесінді орналасқан, сондықтан оларды s-элементтері деп те атайды. S элементтері қалыпты жағдайда кристалдық күйде болады, басқа металдарға қарағанда тығыздықтары төмен. Литий, калий және натрий судан жеңіл (0,53 - 0,86 гсм3), сондықтан су бетінде қалқып жүреді. Олардың балқу және қайнау температуралары төмен, бұл олардың кристалдық торларындағы металдық байланыстың әлсіз болуынан.
Бұл металдар және олардың қосылыстары жалын түсін төмендегідей өзгертеді: литий -- кармин қызыл, натрий - сары, калий - күлгін түске бояйды. Натрий және калий (элементтердің таралуы бойынша Na алтыншы, К - жетінші орында ) табиғатта кең таралған; литий, рубидий, цезий - сирек элементтер, франций - жер қыртысында болмайтын радиоактивті элемент.
Ядродан қашықтау валенттік электронның ядромен байланысының әлсіреуіне әкеледі, сондықтан металдардың химиялық белсенділігі топта жоғарыдан төмен қарай өседі. Бұл элементтердің сыртқы электрондық қабаттарында тек бір ғана электрондары бар, оларды оңай беріп жіберіп, өзінің алдында тұрған бекзат газдардың аяқталған электрондық құрылысын қабылдайды. Қосылыстарында үнемі бір валентті, тотығу дәрежелері -0, + 1, күшті тотықсыздандырғыштар. Тотықсыздандырғыштық қасиеттері топ бойынша жоғарыдан төмен қарай артады, себебі атом радиустары осы бағытта өседі. Литий сумен енжарлау, ал натрий белсендірек, калий шабытты әрекеттессе, рубидий қопарылыс бере реакцияласады. Бұл элементтердің оксидтері - негіздік оксидтер, ал гидроксидтері суда жақсы еритін сілтілер, олардың қасиеттері жоғарыдан төмен қарай артады. Физикалық қасиеттері. Сілтілік металдардың физикалық қасиеттері көбінесе кристалдық тор құрылысының ерекшелігіне тәуелді. Олардың барлығы басқа типті торларға қарағанда тығыздығы аздау кубтық көлемді центрлі тор типі бойынша кристалданады. Атомдық қабаттар мұндай кристалда бір-біріне қатысты өзара үш перпендикуляр бағытта сырғуы мүмкін, сондықтан сілтілк металдар өте иілгіш, жеңіл болады.
Барлық сілтілік металдар күмістей ақ түсті (жаңадан кескен кезде) олар жұмсақ (литиден басқасы пышақпен кесіледі). Бұл металдар жеңіл балқиды. Балқу температурасы литийден цезийге (Cs қолдың жылуынан балады) қарай төмендейді, өйткені атомдардың шамасының артуынан кристалдық тордағы металл атомдарының байланыс энергиясы кемиді. Барлық сілтілік металдар жылу мен электр тогын жақсы өткізеді.
Химиялық қасиеттері бойынша сілтілік металдар бір - біріне өте жақын. Олар - ең күшті тотықсыздандырғыштар және басқа металдарға қарағанда белсенділігі ең жоғарылар. Олардың тотықсыздандырғыштық бнлсенділігі Li - ден Cs - ге қарағанда өседі, өйткені кристалдағы химиялық байланыстың беріктігі және атомнан электронды үзіп алып катиондар түзуге қажетті энергия кемиді. Сілтілік металдар тікелей барлық бейметалдармен, сонымен бірге сумен, қышқылдармен әрекеттеседі. Табиғатта тек қана байланысқан түрде (хлоридтер, силикаттар, сульфаттар) кездеседі.
Сілтілік металдардың жоғары реакциялық қабілеттерін ескеріп, оларды керосиннің немесе парафин майының (сұйық қаныққан көмірсутектер) астында сақтайды. Литий - гректің тас деген сөзін білдіре отырып,1817 ж. ашылды. Берцелиустің шәкірті швед химигі И.А. Арфведсон Уто, темір кенінде табылған, минералды талдай отырып, оның құрамында жаңа элемент бар екендігіне тұжырым жасаған.1818 ж. метал күйіндегі литийді ағылшын оқымыстысы Хэмфри Деви алды. Бұл элементті 1855 ж. неміс химигі Р.Бунзен және ағылшын ғалымы О.Матиссен де электролиз арқылы алған болатын.
Достарыңызбен бөлісу: |