Доклад на тему щелочные металлы 9 класс по химии (описание для детей)

Общие сведения

Щелочные металлы находятся в I группе периодической таблицы Менделеева. Это мягкие одновалентные металлы серо-серебристого цвета с небольшой температурой плавления и невысокой плотностью. Проявляют единственную степень окисления +1, являясь восстановителями. Электронная конфигурация – ns1.

Рис. 1. Натрий и литий.

Общая характеристика металлов I группы приведена в таблице.

Список щелочных металлов	Формула	Номер	Период	t°_пл., °C	t°_кип., °C	ρ, г/см3
Литий	Li	3	2	180,5	1340	0,533
Натрий	Na	11	3	98	883	0,968
Калий	K	19	4	63,07	759	0,856
Рубидий	Rb	37	5	39,5	688	1,532
Цезий	Cs	55	6	28,4	671	1,90
Франций	Fr	87	7	20	690	1,87

Активные металлы быстро реагируют с другими веществами, поэтому в природе находятся только в составе минералов.

Реакции щелочных металлов

Щелочные металлы, такие как литий, натрий, калий, рубидий и цезий, относятся к самым активным химическим элементам. Они реагируют с водой, воздухом и большинством неорганических соединений, образуя различные продукты.

Когда щелочный металл взаимодействует с водой, образуется гидроксид этого металла и выделяется водород. Например, реакция натрия с водой приводит к образованию гидроксида натрия и выделению водорода газа:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Эта реакция происходит достаточно быстро и сопровождается выделением тепла, поэтому взаимодействие щелочных металлов с водой обычно сопровождается факелом и возгоранием водорода.

Щелочные металлы также реагируют с кислородом воздуха, образуя оксиды металлов. Реакция натрия с кислородом происходит при нагревании и приводит к образованию оксида натрия:

4Na + O₂ → 2Na₂O

Реакции щелочных металлов с неорганическими соединениями также проходят активно. Например, натрий реагирует с хлоридом водорода, образуя хлорид натрия и выделяя водород:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H₂

В результате реакций щелочных металлов образуются различные химические соединения, которые могут иметь важные применения в промышленности и научных исследованиях.

Применение

Простые металлы и их соединения используются для изготовления лёгких сплавов, металлических деталей, удобрений, соды и других веществ. Рубидий и калий используются в качестве катализаторов. Пары натрия применяются в люминесцентных лампах. Не имеет практического применения только франций из-за радиоактивных свойств. Как используют элементы I группы кратко описано в таблице применения щелочных металлов.

Область применения	Применение
Химическая промышленность	– Натрий ускоряет реакцию при производстве каучука; – гидроксид калия и натрия – производство мыла; – карбонат натрия и калия – изготовление стекла, мыла; – гидроксид натрия – изготовление бумаги, мыла, ткани; – нитрат калия – производство удобрений
Пищевая промышленность	– Хлорид натрия – поваренная соль; – гидрокарбонат натрия – питьевая сода
Металлургия	Калий и натрий являются восстановителями при получении титана, циркония, урана
Энергетика	– Расплавы калия и натрия используются в атомных реакторах и авиационных двигателях; – литий используется для производства аккумуляторов
Электроника	Цезий – производство фотоэлементов
Авиация и космонавтика	Сплавы из алюминия и лития используются для корпусов машин и ракет

Рис. 3. Питьевая сода.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали об особенностях щелочных металлов. Они находятся в I группе таблицы Менделеева и при реакциях отдают один валентный электрон. Это мягкие металлы, легко вступающие в химические реакции с простыми и сложными веществами – галогенами, неметаллами, кислотами, водой. В природе встречаются только в составе других веществ, поэтому для их извлечения используется электролиз или реакция восстановления. Применяются в промышленности, строительстве, металлургии, энергетике.

/10

Вопрос 1 из 10

Сообщение 2

Щелочные металлы — это химические элементы, которые расположены в 1А группе таблицы Менделеева. К данным металлам относятся: калий, рубидий, натрий, цезий, а также франций, литий.

Все элементы данной группы имеют лишь один электорн на своем внешнем энергетическом уровне. Следовательно, степень окисления у них будет +1. Все щелочные металлы очень похожи, так как для каждого из них характерна способность к:

усилению восстановительных и металлических свойств
уменьшению электропроницаемости
увеличению радиуса атомов

Растворенные в воде (H₂O) щелочные металлы образуют так называемые растворимые гидроксиды, которые называют щелочами.

Щелочные металлы в природе

Самыми распространенными элементами группы 1А являются калий и натрий. Однако, эти щелочные металлы обладают довольно высокой химической активностью, отчего встретить их в природе возможно исключительно в виде соединений. Наиболее богатыми источниками Na и K является каменная (NaCL) и некоторые другие соли. Соединения прочих металлов из данной группы встречаются крайне редко.

Калий — щелочной металл серебристого цвета. Этот элемент с легкостью вступает в реакцию с водой, в результате чего образуется щелочь. Это довольно легкий, быстроплавящийся металл. Известно, что люди с глубокой древности использовали соединения калия. Для этого они собирали золу и смачивали водой. Затем получившийся раствор фильтровали и выпаривали. В результате получался поташ — уникальное для своего времени моющее средство, содержащее калий.

Натрий — элемент, по своим химическим свойствам очень похожий на калий. Этот элемент шестой по распространенности в земной коре. В Древнем мире люди использовали соединения натрия. К примеру египтяне добывали соду(Na₂CO₃) в озерах Египта. С её помощью они бальзамировали трупы, готовили пищу, изготавливали краски и т. д.

Литий, рубидий, цезий — чрезвычайно редкие и рассеянные щелочные металлы серебристого цвета. Каждый из этих металлов очень легко плавится.

Франций — один из самых редких металлов на земле(реже встречается лишь астат). В земной коре содержится лишь 300-350 грамм этого радиогенного элемента.

При работе с щелочными металлами необходимо соблюдать технику безопасности, так как при взаимодействии с водой происходят реакция образования едких щелочей, что может вызвать огненную вспышку либо даже взрыв

Поэтому, важно надеть латексные перчатки и очки

Получение щелочных металлов

Щелочные металлы – это элементы первой группы периодической системы, включающие литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). Они получаются различными методами.

Одним из способов получения щелочных металлов является электролиз плавящихся солей. Для этого используют специальные электролизеры, в которых нагретая соль переводится в плавящееся состояние. Затем на электроды электролизера подают электрический ток, и в результате на катоде осаждается щелочный металл.

Другим методом получения щелочных металлов является восстановление их соединений с помощью активных металлов. Например, натрий можно получить путем восстановления его оксида алюминием:

Алюминий реагирует с оксидом натрия по следующему уравнению: 2Al + 3Na2O -> 1Na2O -> 3Na + Al2O3;
Однако этот метод применяется редко, так как требует больших затрат энергии.

Также щелочные металлы можно получить с помощью реакции металла с водой. Например, реакция натрия с водой обладает высокой энергией и протекает с отделением водорода:

2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2.

Иногда щелочные металлы получают из руд, содержащих их соединения. Например, из руды полевого шпата (калиевый спат) получают калий. Это происходит путем обжига руды с содой и последующей нейтрализации полученного продукта с помощью кислоты:

Реакция	Продукт
KAlSi3O8 + 8Na2CO3 -> 1Na2CO3 -> 1SiO2 + 1K2CO3 + 4Na2SiO3;	K2CO3
K2CO3 + 2HCl -> 2KCl + H2O + CO2.	KCl

Применение щелочных металлов

Литий, натрий и калий – это щелочные металлы, которые нашли широкое применение в различных сферах человеческой деятельности.

Литий используется в производстве легких аккумуляторов, которые широко применяются в электронике, мобильных телефонах и электромобилях. Благодаря своим химическим свойствам, литий также применяется в производстве керамики, стекла, лекарственных препаратов и специальных сплавов.

Натрий является одним из основных элементов для производства различных видов соли, таких как поваренная соль, сода и глазировочные соли. Он также используется в производстве стекла, мыла, моющих средств и алюминия. Натрий используется в производстве жидкого аммиака для сельскохозяйственных целей.

Калий применяется в сельском хозяйстве как основной компонент удобрений для повышения плодородия почвы. Он также используется в производстве стекла, мыла и косметических продуктов. Калийные соединения находят применение в промышленности, например, в производстве беспылевых средств для обработки дорог и тротуаров.

Все щелочные металлы обладают высокой реактивностью, что является недостатком при их применении. В связи с этим, щелочные металлы обычно хранят в вакууме или бескислородной среде, чтобы предотвратить их окисление и реакцию с влагой из воздуха.

Сообщение по теме Щелочные металлы

Щелочные металлы — это элементы периодической таблицы, которые имеют один электрон в своей внешней оболочке. Они очень реактивны и легко образуют ионы с положительным зарядом. В этом докладе мы рассмотрим химические, физические и экологические аспекты щелочных металлов.

Химические свойства щелочных металлов

Щелочные металлы включают следующие элементы: литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). Эти элементы имеют очень низкую электроотрицательность и очень высокую реактивность. Они реагируют с большинством не металлических элементов и химических соединений, образуя сильно основные растворы. Например, если поместить кусочек натрия в воду, он быстро реагирует, выделяя водород и образуя щелочную соль NaOH.

Физические свойства щелочных металлов

Щелочные металлы являются мягкими и легкими металлами с низкой плотностью. Они имеют низкие температуры плавления и кипения, а также низкие значения теплоемкости и теплопроводности. Эти свойства делают щелочные металлы полезными в различных областях науки и технологии.

Экологические аспекты щелочных металлов

Щелочные металлы очень важны для жизни на Земле. Например, натрий является необходимым элементом для регулирования водного баланса организма человека. Калий играет важную роль в функционировании сердца, мышц и нервной системы. Также щелочные металлы используются в различных промышленных процессах, таких как производство стекла, мыла, удобрений и батареек.

Заключение

В заключение, щелочные металлы — это группа элементов периодической таблицы, которые обладают высокой реактивностью и служат незаменимым катализатором в различных химических реакциях

Несмотря на их важность для жизни на Земле, щелочные металлы также могут иметь отрицательное влияние на окружающую среду, если они не используются в соответствии с экологическими нормами и правилами

Свойства щелочных металлов

Щелочные металлы — это элементы периодической системы, которые входят в первую группу: литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). У щелочных металлов есть несколько характерных свойств, которые отличают их от других элементов.

Первое свойство: Щелочные металлы имеют низкую плотность и малую твёрдость. Именно поэтому они мягкие и легко режутся ножом. Например, кусок калия можно разрезать ножом как масло.

Второе свойство: Щелочные металлы очень реактивны. Они быстро окисляются на воздухе, покрываясь оксидной плёнкой. Чтобы предотвратить эту реакцию, щелочные металлы хранят в масле или покрывают защитной плёнкой.

Третье свойство: Щелочные металлы обладают высокой реакционной способностью с водой. При контакте со щелочным металлом вода начинает реагировать и выделяться водород. Эта реакция происходит очень быстро и сопровождается высвобождением большого количества тепла.

Четвертое свойство: Щелочные металлы образуют щелочи. При взаимодействии с водой они образуют гидроксиды, которые обладают выраженными щелочными свойствами. Например, литий реагирует с водой, образуя луговое растворение — гидроксид лития, натрий — гидроксид натрия, и так далее.

Пятое свойство: Щелочные металлы имеют низкую температуру плавления и кипения. Например, рубидий плавится при 39 градусах Цельсия, а кипит при 688 градусах Цельсия.