Alkalické kovy

1. Alkalické kovy

2. Základní přehled

3. Základní přehled • obecná elektronová konfigurace: • ns1 => vytváří pouze jediné oxidační číslo +I • chemické i fyzikální vlastnosti kovů • nízkotající měkké kovy • s rostoucím protonovým číslem • klesá elektronegativita • roste kovovost

4. Základní přehled • lithium se více než ostatním prvkům ve skupině podobá svými vlastnostmi hořčíku - diagonální podobnost • při reakci s kyslíkem vzniká oxid • ostatní prvky ve skupině vytváří peroxidy a hyperoxidy • uhličitan lithný se za vysokých teplot rozkládá na oxid lithný a uhličitý • uhličitany ostatních alkalických kovů se pouze taví • fluorid a fosforečnan jsou nerozpustné ve vodě • fluoridy a fosforečnany ostatních jsou rozpustné

5. Plamenová zkouška purpurově červená, oranžová, oranžovo-růžová, fialová, modrá

6. Výskyt a výroba • pouze sodík a draslík se v přírodě vyskytují ve větších množstvích (asi 2,5%) • ostatní jsou zastoupeny pouze málo • všechny alkalické kovy se vyrábí elektrolýzou taveniny příslušného chloridu • výskyt • hlavním zdrojem sodíku je NaCl • draslík se získává z karnalitu KCl . MgCl2. 6 H2O • lithium a cesium v některých hlinitokřemičitanech • rubidium doprovází cesium

7. Využití • Li • akumulátory, tlumící léky • Na • chladivo v některých jaderných elektrárnách • sodíkové výbojky, redukční činidlo • K • redukční činidlo, chladivo • Rb, Cs • atomové hodiny

8. Chemické vlastnosti • velmi reaktivní neušlechtilé kovy • pouze lithium je stálé na vzduchu • ostatní se uchovávají v petroleji • brání kontaktu se vzduchem a vlhkostí • jejich reaktivita vzrůstá s protonovým číslem Li < Na < K < Rb < Cs • Li až za zvýšené teploty, Na a K zvolna, Rb a Cs jsou samozápalné • reagují s vodou za vzniku hydroxidu • Li pouze zvolna, Na a K bouřlivěji, Rb a Cs explozivně

9. Sloučeniny alkalických kovů • hydridy • vznikají reakcí kovu s vodíkem • jsou velmi nestálé, nejstálejší je LiH, ostatní jsou na vzduchu samozápalné • reagují se vzdušnou vlhkostí NaH + H2O → NaOH + H2 • průmyslově se vyrábí LiH a NaH • velmi silná redukční činidla TiCl4 + 4 NaH → Ti + 4 NaCl + 2 H2 • používají se pro výrobu stálejších NaBH4 a LiAlH4

10. Sloučeniny alkalických kovů • sloučeniny s kyslíkem • oxidy • oxid M2O tvoří všechny prvky kromě Cs • pouze Li2O vzniká reakcí kovu s kyslíkem • ostatní se připravují reakcí kovu s peroxidem nebo dusičnanem stejného kovu 10 Na + 2 NaNO3 → 6 Na2O + N2 2 Na + Na2O2 → 2 Na2O • silně zásadotvorné oxidy

11. Sloučeniny alkalických kovů • peroxidy • reakcí sodíku s kyslíkem vzniká peroxid sodný Na2O2 • používá se jako silné oxidační činidlo • v některých dýchacích přístrojích přeměňuje CO2 na O2 2 Na2O2 + 2 CO2 → 2 Na2CO3 + O2 • hyperoxidy • u reakcí draslíku, rubidia a cesia s kyslíkem je produktem hyperoxid O2- • KO2se podobně jako Na2O2 používá v některých dýchacích přístrojích 4 KO2 + 2 CO2 → 2 K2CO3 + 3 O2

12. Sloučeniny alkalických kovů • hydroxidy • velmi silné zásady, dobře rozpustné ve vodě • jsou hygroskopické (kromě LiOH) • pohlcují vodu ze vzduchu • reagují se vzdušným CO2 – zapékání uzávěrů skleněných lahví 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O • významné jsou zejména NaOH a KOH • výroba mýdel, základní zásady, výroba solí Na+ a K+

13. Sloučeniny alkalických kovů • soli • látky iontového charakteru • většinou dobře rozpustné ve vodě, kromě: • LiF, Li3PO4 • KClO4, RbClO4, CsClO4 • významné soli • Na2CO3 (prací soda), NaHCO3 (jedlá soda) • K2CO3 (potaš) • NaNO3, KNO3 – hnojiva

14. Sloučeniny alkalických kovů Solvayův způsob výroby sody: NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3NaCl + NH4HCO3 → NaHCO3 + NH4Cl2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O