S-блокът в периодичната таблица: алкални и алкалоземни метали
Разберете свойствата и реактивността на s-блока в периодичната таблица — алкални и алкалоземни метали, техните външни електрони, периодични тенденции и приложения.
s-блокът е един от четирите блока елементи в периодичната таблица. Елементите от s-групата имат общо свойство. Електроните в най-външната им електронна обвивка се намират в s-орбитала. Елементите в s- са в първите две групи на периодичната таблица. Елементите в първа група се наричат алкални метали. Елементите от втора група се наричат алкалоземни метали.
Съвременният периодичен закон гласи: "Свойствата на елементите са периодична функция на техния атомен номер." Това означава, че някои свойства на елементите се повтарят с увеличаването на атомния им номер. Тези повтарящи се свойства са използвани за разделяне на елементите на четири s. Тези s са s-, p-, d- и f-.
Електронна конфигурация и специални случаи
Типичната електронна конфигурация на елементите в s-блока е ns1 за алкалните метали и ns2 за алкалоземните метали (където n е номерът на енергийния слой/периода). Това означава, че техните най-външни електрони заемат s-орбитали. Поради тази относително проста валентна конфигурация те лесно отдават електрон(и) и образуват положителни йони (катіони): M+ за алкалните и M2+ за алкалоземните метали.
Има и два важни специални случая:
- Водородът (H) често е поставян над първата група, защото има конфигурация 1s1, но химичното му поведение е уникално и не е напълно аналогично на алкалните метали.
- Хелий (He) има конфигурация 1s2 и по електронна структура е част от s-блока, но поради инертността си обичайно се поставя при благородните газове в група 18.
Кои елементи са в s-блока
- Алкални метали (група 1): Li (литий), Na (натрий), K (калий), Rb (рубидий), Cs (цезий), Fr (франций). Тези елементи имат един валентен електрон (ns1).
- Алкалоземни метали (група 2): Be (берилий), Mg (магнезий), Ca (калций), Sr (стронций), Ba (барий), Ra (радиум). Те имат два валентни електрона (ns2).
Основни свойства и тенденции в s-блока
- Реактивност: Алкалните метали са много реактивни и реагират бурно с вода, образувайки хидроксиди и водород (напр. 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2). Реактивността на алкалните метали се увеличава надолу по групата (Li < Na < K < ...).
- Алкалоземните метали са по-малко реактивни от алкалните: някои (като Be) почти не реагират с вода, докато Mg реагира само при нагряване; Ca, Sr и Ba реагират по-лесно.
- Йонни и основни оксиди/хидроксиди: Окисите и хидроксидите на s-блоковите метали са силно основни (алкални), оттук и името „алкални“ метали.
- Физични свойства: Повечето са меки метали с ниски плътности (особено алкалните). Алкалоземните са по-твърди и с по-високи температури на топене от алкалните.
- Ионни енергии и радиуси: С увеличаване на атомния номер надолу по групата, първата йонизационна енергия намалява, а атомният радиус се увеличава.
Приложения и биологично значение
- Натрий и калий: важни за нервната проводимост и клетъчния метаболизъм; натриевите и калиевите соли (напр. NaCl) са широко използвани в индустрията и храненето.
- Магнезий и калций: Mg участва в хлорофила и е компонент на сплави; Ca е основен компонент на костите и строителните материали (вар, цимент).
- Редки и радиоактивни елементи: Радиумът и францийът са рядко срещани и радиоактивни, с ограничени практични приложения.
Заключение
Елементите от s-блока са характерни със своята проста валентна конфигурация (ns1 или ns2), склонност към образуване на положителни йони и силно основни оксиди/хидроксиди. Те включват алкални и алкалоземни метали, които имат широк спектър от химични и биологични приложения, както и ясни периодични тенденции (реактивност, атомен радиус, йонизационна енергия), които помагат за предсказване на тяхното поведение в химични реакции.
Свойства на s- елементите
Всички s-елементи са метали (с изключение на водорода). Като цяло те са лъскави, сребристи, добри проводници на топлина и електричество. Лесно губят валентните си електрони. Всъщност те губят валентните си електрони в орбитата s на търговската марка толкова лесно, че s-елементите са едни от най-реактивните елементи в периодичната таблица.
Елементите от група 1, известни като алкални метали (с изключение на водорода), винаги губят един валентен електрон, за да се получи йон +1. Тези метали се характеризират с това, че са сребристи, много меки, не много плътни и имат ниски температури на топене. Тези метали реагират изключително активно с вода и дори с кислород, като произвеждат енергия и запалим водороден газ. Те се съхраняват в минерално масло, за да се намали вероятността от нежелана реакция или още по-лошо - от експлозия.
Елементите от група 2, известни като алкалоземни метали (с изключение на хелия), винаги губят двата си валентни електрона и образуват йон +2. Подобно на алкалните метали, алкалоземните метали са сребристи, лъскави и сравнително меки. Някои от елементите в тази колона също реагират бурно с вода и трябва да се съхраняват внимателно.
S- елементите са известни като съставки на фойерверки. Йонните форми на калия, стронция и бария се появяват във фойерверките като блестящи лилави, червени и зелени цветове.
Францият се смята за най-редкия естествено срещащ се елемент на Земята. Смята се, че в даден момент на Земята има само един естествен атом франций. Францият има много нестабилно ядро и бързо претърпява ядрен разпад.
Химични свойства на алкалните метали
1.Алкалните метали реагират със сух водород, като образуват хидриди.
a.Тези хидриди са йонни по природа
b.Тези хидриди на алкалните метали реагират с вода, като образуват съответните хидроксиди и водороден газ.
LiH+ H O->LiOH+H 22
в.Тези хидриди са силни редуктори и редукционният им характер се увеличава в посока надолу по групата.
г.Алкалните метали образуват и сложни хидриди, като LiAlH4 , който е добър редуктор.Хидридите на алкалните метали не съществуват във вода и тази реакция с всеки друг агент се извършва в протичен разтворител.
e.При електролизата на стопени хидриди на алкални метали се получава газ H2 на анода.
2.Образуване на оксиди и хидроксиди.
a.Те са най-реактивните метали и имат силен афинитет към O2 , , като образуват оксиди на повърхността.Те се съхраняват под керосин или парафин, за да се предпазят от въздуха.
б.При изгаряне във въздуха (O2 ) , Li образува Li2 0 , Na образува Na O22 , а другите алкални метали образуват супероксиди.
3. Те са чисто метални , тъй като лесно губят електроните от най-външната обвивка , те са силно реактивни метали и имат ниска йонизационна енергия .
4. Берилийът е амфотерен по природа.
Диагонална връзка
| Група | 1 | 2 | 13 | 14 |
| Период 2 | Бъдете на | B | C | |
| Период 3 | Na | Mg | Ал | Si |
Първият елемент от първа група - литий, и първият елемент от втора група - берилий, се държат различно от останалите членове на своите групи. Поведението им е като на втория елемент от следващата група. Така че литият е подобен на магнезия, а берилият е подобен на алуминия.
В периодичната таблица това е известно като "диагонална връзка". Диагоналната връзка се дължи на сходството в размерите на йоните и съотношението заряд/радиус на елемента. Приликата между лития и магнезия се дължи на сходните им размери:
Радиуси, Li=152pm Mg=160pm
Литий
Литият се държи по много различен начин от другите елементи от първа група. Тази разлика се дължи на:
- малкия размер на литиевия атом и неговия йон.
- по-високата поляризационна мощност наli
+ (т.е. съотношението на размера на заряда). Това означава повишен ковалентен характер на съединенията му, който е отговорен за разтворимостта им в органични разтворители - висока йонизационна енталпия и висока електроотрицателност на лития в сравнение с други алкални метали
- липса на d-орбитали във валентната обвивка
- силна интерметална връзка
Някои от начините, по които литият се държи различно от другите членове, са:
- Литият е по-твърд от натрия и калия, които са толкова меки, че могат да се режат с нож.
- Температурите на топене и кипене на лития са по-високи.
- Литият образува моноксид с кислорода, а другите алкални съединения - пероксид и супероксид.
- Литият се съединява с азота и образува нитриди, докато другите алкални метали не го правят.
- Литиевият хлорид е разтворим и кристализира като хидрат LiCl.2H2O. Другите хлориди на алкалните метали не образуват хидрати.
Свързани страници
| Разположения |
|
| Списък с елементи по |
|
| Страници с данни |
|
| Групи |
|
| Други категории елементи |
|
| Блокове |
|
| |
| Категория:Периодична таблица | |
Въпроси и отговори
В: Какво представлява блокът s?
О: s-блокът е един от четирите блока елементи в периодичната таблица.
В: Какво общо свойство имат елементите от s-групата?
О: Общото свойство на елементите от s-групата е, че най-външната им електронна обвивка се намира в s-орбитала.
В: Кои две групи съставляват блока s?
О: Елементите от първа група се наричат алкални метали, а елементите от втора група се наричат алкалоземни метали.
В: Какво казва съвременният периодичен закон за свойствата на елементите?
О: Съвременният периодичен закон гласи, че "Свойствата на елементите са периодична функция на техния атомен номер", което означава, че някои свойства на елементите се повтарят с увеличаването на атомния им номер.
В: Колко блока има за разделяне на елементите на групи?
О: Съществуват четири блока за разделяне на елементите на групи, които включват s-, p-, d- и f-.
обискирам