Студент бакалавриата
  1. Общая химия  1.1. Введение в Химию  1.2. Структура атома  1.2.1. Субатомные частицы  1.2.2. Атомная модель  1.2.3. Квантовые числа  1.2.4. Электронная конфигурация  1.2.5. Периодические тенденции  1.2.6. Изотопы и их применения  1.3. Химическая связь  1.3.1. Ионная связь  1.3.2. Ковалентные связи  1.3.3. Металлическая связь  1.3.4. Гибридизация  1.3.5. Молекулярная геометрия и теория ВЕСЗР  1.3.6. Полярность связи и дипольный момент  1.4. Стехиометрия  1.4.1. Понятие моль  1.4.2. Эмпирическая и молекулярная формула  1.4.3. Ограничивающий реагент и избыток реагента  1.4.4. Процентный выход и чистота  1.4.5. Расчет разведения  1.5. Состояния вещества  1.5.1. Газовые законы  1.5.2. Материя и межмолекулярные силы  1.5.3. Твёрдые тела и кристаллические структуры  1.5.4. Диаграмма фаз  1.5.5. Плазма и сверхкритическая жидкость  1.6. Химические реакции  1.6.1. Типы химических реакций  1.6.2. Балансировка химических уравнений  1.6.3. Термохимические реакции  1.6.4. Энергетические профили реакций  1.7. Растворы и смеси  1.7.1. Единицы измерения концентрации  1.7.2. Свойства синдрома  1.7.3. Растворимость и правила растворимости  1.7.4. Закон Генри и Закон Рауля  1.7.5. Partition coefficient  1.8. Химическое равновесие  1.8.1. Закон действия масс  1.8.2. Принцип Ле Шателье  1.8.3. Реакционный коэффициент  1.8.4. Чтобы воспользоваться этим онлайн-калькулятором для расчета константы равновесия, введите константу равновесия (Eq.) и нажмите кнопку расчета. Вот как можно объяснить расчет константы равновесия с заданными входными значениями -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Кислотно-щелочной баланс  1.9. Кислоты и основания  1.9.1. Определения Аррениуса, Брёнстеда–Лоури и Льюиса  1.9.2. pH и pOH  1.9.3. Титрование кислоты и основания  1.9.4. Буферный раствор  1.9.5. Кислотно-основной индикатор  1.9.6. Полипротные кислоты и основания  1.10. Электрохимия  1.10.1. Окислительно-восстановительные реакции  1.10.2. Гальванические и Электролитические Элементы  1.10.3. Уравнение Нернста  1.10.4. Электролиз  1.10.5. Законы электролиза Фарадея  1.11. Термодинамика  1.11.1. Законы термодинамики  1.11.2. Enthalpy, entropy and Gibbs free energy  1.11.3. Спонтанность реакций  1.11.4. Термодинамические циклы (закон Гесса, цикл Карно)  1.12. Кинетика  1.12.1. Закон скорости и порядок реакции  1.12.2. Энергия активации и катализаторы  1.12.3. Collision theory  1.12.4. Механизм реакции  1.12.5. Теория переходного состояния
  2. Органическая химия  2.1. Структура и взаимосвязь  2.1.1. Гибридизация в углеродных соединениях  2.1.2. Резонанс и ароматизация  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Индуктивные и мезомерные эффекты  2.2. Углеводороды  2.2.1. Углеводороды  2.2.2. Алкены  2.2.3. Алкины  2.2.4. Ароматические соединения  2.2.5. Циклоалканы и Конформация  2.3. Функциональная группа  2.3.1. Алкоголи и фенолы  2.3.2. Эфиры и эпоксиды  2.3.3. Альдегиды и кетоны  2.3.4. Карбоновые кислоты и их производные  2.3.5. Aмин  2.3.6. Сложные эфиры и амиды  2.3.7. Тиолы и сульфиды  2.4. Стереохимия  2.4.1. Изомерия в стереохимии  2.4.2. Хиральность и оптическая активность  2.4.3. Структурный анализ  2.4.4. Диастереомеры и энантиомеры  2.5.1. Реакции замещения  2.5.2. Реакции элиминирования  2.5.3. Реакции присоединения  2.5.4. Радикальные реакции  2.5.5. Реакции перегруппировки  2.5.6. Перицветные реакции  2.6. Спектроскопия и структурный анализ  2.6.1. Инфракрасная спектроскопия  2.6.2. Ядерный магнитный резонанс  2.6.3. Масс-спектрометрия  2.6.4. УФ-видимая спектроскопия  2.6.5. Рентгеновская кристаллография  2.7. Химия полимеров  2.7.1. Полимеры добавления и конденсации  2.7.2. Механизм полимеризации  2.7.3. Биоразлагаемый полимер  2.7.4. Проводящие и умные полимеры
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Лиганды и координационные соединения  3.1.2. Теория кристаллического поля  3.1.3. Теория молекулярных орбиталей в координационных соединениях  3.1.4. Искажение Яна–Тейлора  3.2. Main Group Chemistry  3.2.1. Щелочные и щелочноземельные металлы  3.2.2. Галогены и благородные газы  3.2.3. Переходные металлы и их комплексы  3.2.4. Лантаниды и актиниды  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Кристаллические решетки и элементарные ячейки  3.3.2. Дефекты в твердых телах  3.3.3. Электрические и магнитные свойства  3.3.4. Сверхпроводимость  3.4. Биоорганическая химия  3.4.1. Ионы металлов в биологии  3.4.2. Энзиматические реакции с металлами  3.4.3. Отравление металлами и детоксикация  3.4.4. Металлопротеины и Металлоэнзимы
  4. Физическая химия  4.1. Квантовая химия  4.1.1. Дуализм волны и частицы  4.1.2. Уравнение Шрёдингера  4.1.3. Квантовые числа и орбитали  4.1.4. Атомная и молекулярная спектроскопия  4.2. Statistical mechanics  4.2.1. Распределение Максвелла-Больцмана  4.2.2. Функции разложения  4.2.3. Статистика Бозе–Эйнштейна и Ферми–Дирака  4.3. Химическая термодинамика  4.3.1. Энергия Гиббса  4.3.2. Фазовый переход  4.3.3. Термодинамическая эффективность  4.4. Поверхностная химия  4.4.1. Абсорбция и катализ  4.4.2. Коллоиды и эмульсии
  5. Аналитическая химия  5.1. Classical methods  5.1.1. Гравиметрический анализ  5.1.2. титриметр  5.2. Инструментальные методы  5.2.1. Хроматография  5.2.2. Спектроскопия  5.2.3. Электроанализаторные методы  5.2.4. Рентгеновская дифракция
  6. Промышленная химия  6.1. Нефтехимия  6.2. Принципы химической инженерии  6.3. Зеленая химия  6.4. Фармацевтика и синтез лекарств
  7. Биохимия  7.1. Углеводы  7.2. Белки и ферменты  7.3. Липиды и мембраны  7.4. Нуклеиновые кислоты  7.5. Метаболизм и биоэнергетика  7.6. Кинетика и механизм ферментов

Студент бакалавриата → Неорганическая химия → Main Group Chemistry ↓


Щелочные и щелочноземельные металлы


Щелочные и щелочноземельные металлы состоят из элементов, расположенных в группах 1 и 2, соответственно, на левой стороне периодической таблицы. Эти металлы характеризуются высокой реакционной способностью и уникальными свойствами. Они известны тем, что формируют основные компоненты некоторых из наиболее важных соединений в химии. Щелочные и щелочноземельные металлы обеспечивают важную основу для многих реакций и приложений.

Группа 1: Щелочные металлы

Щелочные металлы включают элементы литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr). Они расположены в первом столбце периодической таблицы и относятся к группе 1. Ниже приведены некоторые характеристики и примеры, чтобы лучше понять эти элементы:

Характеристики щелочных металлов

  • Высоко реактивные: Щелочные металлы очень реактивны, то есть они активно участвуют в химических реакциях, особенно с водой и галогенами.
  • Низкая температура плавления и кипения: Эти металлы имеют более низкую температуру плавления и кипения, чем другие металлы.
  • Мягкость: Они мягкие и их часто можно разрезать ножом.
  • Блестящий вид: Свежеразрезанные щелочные металлы имеют блестящий металлический блеск, быстро тускнеющий из-за окисления с воздухом.
  • Хорошие проводники: Из-за подвижных электронов они отличные проводники электричества.

Реакционная способность с водой

Щелочные металлы энергично реагируют с водой, образуя щелочные гидроксиды и водород. Вот типичная реакция с участием натрия и воды:

 Na + H2O → NaOH + H2

В этой реакции натрий (Na) реагирует с водой (H2O), образуя гидроксид натрия (NaOH), щелочной раствор, и выделяя водород (H2).

No H2O feedback NaOH H2 Упрощенная диаграмма показывающая реакцию натрия с водой.

Химические соединения щелочных металлов

Щелочные металлы образуют различные важные соединения. Например:

  • Хлорид натрия (NaCl): Известное соединение, известное как поваренная соль, обычно используется в пище.
  • Нитрат калия (KNO3): Широко применяется в удобрениях и порохе.
No Хлор хлорид натрия Представление образования кристаллической решетки хлорида натрия.

Группа 2: Щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы включают бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra). Эти элементы находятся в группе 2 периодической таблицы и обладают замечательными свойствами:

Характеристики щелочноземельных металлов

  • Менее реактивны, чем щелочные металлы: Хотя они все еще реактивны, они менее реактивны, чем их аналоги из группы 1.
  • Высокая температура плавления: Их температура плавления и кипения выше, чем у щелочных металлов.
  • Плотность: В целом плотнее и тверже, чем щелочные металлы.

Реакция с водой

Реакция с водой менее энергичная, чем у щелочных металлов. При реакции с водой щелочноземельные металлы образуют гидроксид и водород, как показано ниже с кальцием:

 Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

В этом примере кальций (Ca) реагирует с водой с образованием гидроксида кальция (Ca(OH)2) и газа водорода (H2).

CA H2O feedback Ca(OH)2 H2 Диаграмма, показывающая реакцию кальция с водой.

Химические соединения щелочноземельных металлов

Щелочноземельные металлы образуют несколько важных соединений, которые имеют большое значение в различных промышленных приложениях:

  • Карбонат кальция (CaCO3): Содержится в известняке и используется в строительных материалах.
  • Сульфат магния (MgSO4): Известен как английская соль, используется в медицине и сельском хозяйстве.
CA CO3 Визуализация ионной структуры карбоната кальция.

Сравнение щелочных и щелочноземельных металлов

Ниже приведено сравнение, чтобы подчеркнуть различия между щелочными и щелочноземельными металлами.

  • Реактивность: Щелочные металлы более реактивны, чем щелочноземельные металлы.
  • Электроны: Щелочные металлы имеют один валентный электрон, что облегчает их высокую реактивность, в то время как щелочноземельные металлы имеют два валентных электрона, что делает их менее реактивными.
  • Соединения: Щелочные металлы обычно образуют одновалентные соединения, в то время как щелочноземельные металлы образуют двухвалентные соединения.

Применение

Оба типа металлов имеют широкое распространение благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам:

  • Щелочные металлы: Используются в производстве мыла, уличных фонарях (натриевые лампы) и батареях (литий-ионные).
  • Щелочноземельные металлы: Основные компоненты в строительных материалах (гипс, цемент), сельском хозяйстве (известь) и медицинских средствах (антациды).

Заключение

Щелочные металлы и щелочноземельные металлы играют важную роль в формировании химических строительных блоков многих веществ, необходимых в повседневной жизни. Их уникальные свойства и широкий спектр применений подчеркивают их важность в химии. Понимая реактивную природу этих металлов и их взаимодействия, химики могут предсказывать и управлять множеством химических реакций и процессов.


Студент бакалавриата → 3.2.1


U
username
0%
завершено в Студент бакалавриата

← Предыдущий (3.2)
Main Group Chemistry
Следующий (3.2.2) →
Галогены и благородные газы

Комментарии 



Щелочные и щелочноземельные металлы

https://www.chemistryelite.com/ug/3.2.1?ceal=ru