Користувач:Jarozwj/Інкубатор/Статті/Чернетка2
Лу́жні мета́ли — елементи першої групи (стовпця)[1] періодичної системи за винятком Гідрогену. До них належать (у порядку збільшення атомного номера): Літій (Li), Натрій (Na), Калій (K), Рубідій (Rb), Цезій (Cs) та Францій (Fr). Ця група належить до s-блоку періодичної таблиці елементів оскільки всі лужні метали мають зовнішній електрон на s-орбіталі: така спільна електронна конфігурація призводить до того, що вони мають дуже подібні властивості. Лужні метали є найкращим прикладом періодичності властивостей у групах періодичної системи.
Усі лужні метали за нормальних умов є блискучими, м'якими та дуже активними, і легко втрачають свій зовнішній електрон з утворенням катіона з зарядом +1. Вони настільки м'які, що легко ріжуться ножем; свіжий блискучий зріз швидко тьмяніє на повітрі через окиснення атмосферною вологою та киснем (і у випадку літію, азотом). Через високу хімічну активність лужних металів для запобігання реакції з повітрям їх зберігають під шаром гасу. У природі вони зустрічаються лише у вигляді солей та ніколи у вигляді простих речовин. Найактивнішим лужним металом є цезій. За сучасною номенклатурою IUPAC, лужні метали охоплюють першу групу елементів, крім Гідрогену (H), який номінально належить до першої групи, але зазвичай не розглядається як лужний метал, оскільки він рідко проявляє властивості, характерні для лужних металів. Усі лужні метали реагують з водою, причому важчі реагують енергійніше, ніж легші.
Всі відомі лужні метали зустрічаються в природі у вигляді своїх сполук: Натрій є найрозповсюдженішим, за ним ідуть Калій, Літій, Рубідій, Цезій та Францій, розповсюдженість якого надзвичайно мала через його надзвичайно високу радіоактивність; Францій зустрічається в природі лише у мінімальних слідових кількостях[en] як проміжний продукт у деяких бічних гілках природних радіоактивних рядів. Усі експерименти з синтезу Унуненнію (Uue), який, ймовірно, буде наступним членом групи, зазнали невдачі. Однак, Унуненній може й не бути лужним металом через релятивістські ефекти, які ймовірно можуть сильно впливати на хімічні властивості надважких елементів[en]; передбачається, що навіть якщо він виявиться лужним металом, то матиме відмінності у фізичних і хімічних властивостях від своїх легших гомологів.
Більшість лужних металів мають багато різних застосувань. Одним із найвідоміших застосувань простих речовин є використання Рубідію та Цезію в атомних годинниках, серед яких цезієві атомні годинники забезпечують найбільш правильний і точний відлік часу. Сполуки Натрію застосовуються у натрієвих газорозрядних лампах, що є одними з найефективніших електричних джерел світла. Кухонна сіль, або хлорид натрію, використовується з давнини. Натрій і Калій є також мікроелементами, що мають важливе біологічне значення як електроліти, і хоча інші лужні метали не є мікроелементами, вони також впливають на організм людини, як позитивно, так і негативно.
Фізичні та хімічні властивості лужних металів можна легко пояснити тим, що вони мають валентну електронну конфігурацію ns1, яка призводить до утворення слабкого металічного зв'язку. Всі лужні метали є м'якими та мають низькі густини[2], температури плавлення[2] і кипіння[2], а також теплоти сублімації, пароутворення, та дисоціації[3]. Усі вони мають об'ємноцентровану кубічну ґратку[3], та забарвлюють полум'я[en] в різні кольори через те, що їхній зовнішній s-електрон дуже легко збуджується[3]. Електронна конфігурація ns1 також призводить до того, що лужні метали мають дуже великі атомні та іонні радіуси, а також дуже високу тепло- та електропровідність[3]. Their chemistry is dominated by the loss of their lone valence electron in the outermost s-orbital to form the +1 oxidation state, due to the ease of ionising this electron and the very high second ionisation energy.[3] Most of the chemistry has been observed only for the first five members of the group. Хімія Францію вивчена погано через його сильну радіоактивність[2]; через це уявлення про його властивості є обмеженими. Відомо, що Францій, як і очікувалося, поводиться подібно до Цезію. Про фізичні властивості Францію відомо дуже мало, оскільки його ніколи не спостерігали у достатній кількості; тому будь-яка інформація, що наводиться в літературі є безумовно теоретичними екстраполяціями[4].
| Назва | Літій | Натрій | Калій | Рубідій | Цезій | Францій |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Атомний номер | 3 | 11 | 19 | 37 | 55 | 87 |
| Стандартна атомна маса[en] (а. о. м.)[note 1][7][8] | 6,94(1)[note 2] | 22,98976928(2) | 39,0983(1) | 85,4678(3) | 132,9054519(2) | [223][note 3] |
| Електронна конфігурація | [He] 2s1 | [Ne] 3s1 | [Ar] 4s1 | [Kr] 5s1 | [Xe] 6s1 | [Rn] 7s1 |
| Температура плавлення (°C) | 180,54 | 97,72 | 63,38 | 39,31 | 28,44 | ? |
| Температура кипіння (°C) | 1342 | 883 | 759 | 688 | 671 | ? |
| Густина (г·см−3) | 0,534 | 0,968 | 0,89 | 1,532 | 1,93 | ? |
| Теплота плавлення (кДж·моль−1) | 3,00 | 2,60 | 2,321 | 2,19 | 2,09 | ? |
| Теплота пароутворення (кДж·моль−1) | 136 | 97,42 | 79,1 | 69 | 66,1 | ? |
| Теплота утворення атомарного газу (кДж·моль−1) | 162 | 108 | 89,6 | 82,0 | 78,2 | ? |
| Електричний опір при 25 °C (нОм·см) | 94,7 | 48,8 | 73,9 | 131 | 208 | ? |
| Атомний радіус (пм) | 152 | 186 | 227 | 248 | 265 | ? |
| Іонний радіус of hexacoordinate M+ ion (пм) | 76 | 102 | 138 | 152 | 167 | ? |
| First ionisation energy (kJ·mol−1) | 520,2 | 495,8 | 418,8 | 403,0 | 375,7 | 392,8[9] |
| Спорідненість до електрона (кДж·моль−1) | 59,62 | 52,87 | 48,38 | 46,89 | 45,51 | ? |
| Ентальпія дисоціації M2 (кДж·моль−1) | 106,5 | 73,6 | 57,3 | 45,6 | 44,77 | ? |
| Електронегативність за Полінгом | 0,98 | 0,93 | 0,82 | 0,82 | 0,79 | ?[note 4] |
| Стандартний електродний потенціал (E°(M+→M0); В) | −3,0405 | −2,714 | −2,925 | −2,925 | −2,923 | ? |
| Колір за вогняним тестом[en] Головна довжина хвилі випромінювання/поглинання (нм) |
Карміново- червоний 670,8 |
Жовтий 589,2 |
Фіолетовий 766,5 |
Червоно-фіолетовий 780,0 |
Синій 455,5 |
? |
- ↑ The number given in parentheses refers to the measurement uncertainty. This uncertainty applies to the least significant figure(s) of the number prior to the parenthesised value (ie. counting from rightmost digit to left). For instance, 1.00794(7) stands for 1.00794±0.00007, while 1.00794(72) stands for 1.00794±0.00072.[6]
- ↑ The value listed is the conventional value suitable for trade and commerce; the actual value may range from 6.938 to 6.997 depending on the isotopic composition of the sample.[8]
- ↑ The element does not have any stable nuclides, and a value in brackets indicates the mass number of the longest-lived isotope of the element.[7][8]
- ↑ Linus Pauling estimated the electronegativity of francium at 0.7 on the Pauling scale, the same as caesium;[10] the value for caesium has since been refined to 0.79, although there are no experimental data to allow a refinement of the value for francium.[11] Francium has a slightly higher ionisation energy than caesium,[9] 392.811(4) kJ/mol as opposed to 375.7041(2) kJ/mol for caesium, as would be expected from relativistic effects, and this would imply that caesium is the less electronegative of the two.
- ↑ За старою класифікацією елементи головної підгрупи I групи.
- ↑ а б в г Royal Society of Chemistry. Visual Elements: Group 1 – The Alkali Metals. Visual Elements. Royal Society of Chemistry. Процитовано 13 January 2012. (англ.)
- ↑ а б в г д е Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (вид. 2nd). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9. (англ.)
- ↑ Lide, D. R., ред. (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics (вид. 84th). Boca Raton, FL: CRC Press. (англ.)
- ↑ Помилка цитування: Неправильний виклик тегу
<ref>: для виносок під назвоюgeneralchemistryне вказано текст - ↑ Standard Uncertainty and Relative Standard Uncertainty. CODATA reference. National Institute of Standards and Technology. Процитовано 26 September 2011.
- ↑ а б Wieser, Michael E.; Berglund, Michael (2009). Atomic weights of the elements 2007 (IUPAC Technical Report) (PDF). Pure Appl. Chem. IUPAC. 81 (11): 2131—2156. doi:10.1351/PAC-REP-09-08-03. Процитовано 7 February 2012.
- ↑ а б в Wieser, Michael E.; Coplen, Tyler B. (2011). Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report) (PDF). Pure Appl. Chem. IUPAC. 83 (2): 359—396. doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14. Процитовано 11 February 2012.
- ↑ а б Andreev, S.V.; Letokhov, V.S.; Mishin, V.I. (1987). Laser resonance photoionization spectroscopy of Rydberg levels in Fr. Phys. Rev. Lett. 59 (12): 1274—76. Bibcode:1987PhRvL..59.1274A. doi:10.1103/PhysRevLett.59.1274. PMID 10035190.
- ↑ Pauling, Linus (1960). The Nature of the Chemical Bond (вид. Third). Cornell University Press. с. 93. ISBN 978-0-8014-0333-0.
- ↑ Allred, A. L. (1961). Electronegativity values from thermochemical data. J. Inorg. Nucl. Chem. 17 (3–4): 215—221. doi:10.1016/0022-1902(61)80142-5.