Номер 1, страница 135 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 28. Общая характеристика щелочных металлов. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 1, страница 135.

Условие.

1. Дайте характеристику щелочных металлов:

а) как химических элементов;

б) как простых веществ.

Решение.

Решение 2.

а) как химических элементов

Щелочные металлы — это химические элементы 1-й группы (IA группы) Периодической системы Д.И. Менделеева. К ним относятся литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (Cs) и франций (Fr).

• Положение в Периодической системе и строение атома: Все щелочные металлы являются s-элементами. На их внешнем энергетическом уровне находится один электрон, общая электронная формула внешнего слоя — $ns^1$. Этот единственный валентный электрон слабо связан с ядром, что определяет их химические свойства.
• Изменение свойств в группе: С увеличением порядкового номера (сверху вниз по группе) наблюдаются следующие закономерности:
  • Атомный радиус увеличивается, так как растет число электронных слоев.
  • Энергия ионизации уменьшается. Атомы щелочных металлов легче всех других элементов отдают свой единственный валентный электрон, превращаясь в положительно заряженный ион $M^+$.
  • Электроотрицательность уменьшается. Щелочные металлы обладают самыми низкими значениями электроотрицательности.
  • Металлические и восстановительные свойства усиливаются. Щелочные металлы — самые сильные восстановители.

• Степень окисления: Во всех своих соединениях щелочные металлы проявляют постоянную и единственную степень окисления +1.

Ответ: Щелочные металлы как химические элементы характеризуются положением в 1-й группе Периодической системы, наличием одного валентного электрона на внешней s-орбитали (конфигурация $ns^1$), низкой электроотрицательностью и энергией ионизации. Это обуславливает их ярко выраженные металлические свойства, высокую восстановительную способность и постоянную степень окисления +1 в соединениях.

б) как простых веществ

Простые вещества, образованные элементами 1-й группы, представляют собой типичные металлы со следующими характеристиками:

• Физические свойства:
  • Это мягкие, пластичные металлы серебристо-белого цвета (кроме золотисто-желтого цезия), которые легко режутся ножом. На свежем срезе обладают металлическим блеском, но на воздухе быстро тускнеют из-за окисления.
  • Обладают низкими плотностями. Литий, натрий и калий легче воды.
  • Имеют низкие температуры плавления и кипения, которые уменьшаются с ростом атомного номера.
  • Хорошо проводят электрический ток и тепло благодаря наличию неспаренных электронов в металлической кристаллической решетке.
  • Ионы щелочных металлов и их летучие соединения окрашивают пламя в характерные цвета: Li — в карминово-красный, Na — в желтый, K — в фиолетовый, Rb — в красно-фиолетовый, Cs — в сине-фиолетовый.

• Химические свойства:
  • Обладают очень высокой химической активностью, которая возрастает от лития к цезию. Из-за этого в природе встречаются только в виде соединений. Хранят щелочные металлы под слоем керосина или минерального масла.
  • Активно реагируют с неметаллами. С кислородом образуют разные продукты в зависимости от металла:
    $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$ (оксид лития)
    $2Na + O_2 \rightarrow Na_2O_2$ (пероксид натрия)
    $K + O_2 \rightarrow KO_2$ (надпероксид или супероксид калия)
  • Бурно, часто со взрывом, реагируют с водой, образуя сильное основание (щелочь) и водород:
    $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$
  • Энергично взаимодействуют с галогенами, образуя соли — галиды:
    $2K + Cl_2 \rightarrow 2KCl$
  • При нагревании реагируют с водородом, образуя ионные соединения — гидриды:
    $2Li + H_2 \rightarrow 2LiH$
  • Взаимодействуют со многими органическими и неорганическими веществами, проявляя сильные восстановительные свойства.

Ответ: Щелочные металлы как простые вещества — это мягкие, легкие, серебристо-белые металлы с низкими температурами плавления. Они обладают исключительно высокой химической активностью, бурно реагируют с водой, кислородом, галогенами и другими неметаллами. Из-за высокой реакционной способности их хранят под слоем инертной жидкости, чтобы предотвратить контакт с воздухом и влагой.