» » Свойства лития, натрия и калия
18.09.2015

Литий, натрий и калий — элементы первой группы периодической системы; по своим химическим свойствам они являются типичными металлами. Важнейшие их физические свойства даны в таблице.
Свойства лития, натрия и калия

Литий имеет наиболее высокую температуру плавления и кипения, но наиболее низкую плотность среди щелочных металлов; он характеризуется большой скрытой теплотой испарения и обладает наибольшей среди металлов удельной теплоемкостью, равной 0,941 кал/г- град при 20º С. Электропроводность лития составляет около 20% от электропроводности серебра.

Стойкость лития на воздухе выше стойкости других щелочных металлов. В сухом воздухе поверхность лития долгое время сохраняет металлический блеск, с увеличением влажности наблюдается возрастание скорости коррозии металла. При влажности воздуха 100% продукты коррозии состоят из 33,55% Li2СO3 и 66,09% LiOH, остальное, по-видимому, нитрид лития. При влажности воздуха менее 80% продукты коррозии в основном состоят из нитрида лития. При нагревании до температуры, близкой к температуре плавления, литий может воспламеняться на воздухе. Присутствие в литии примесей и повышение влажности воздуха понижают температуру его воспламенения. Температура воспламенения технического лития (правильнее, продуктов его коррозии) 200°С, а рафинированного металла 640°С.

При нагревании лития в атмосфере водорода образуется гидрид лития LiH. Образование нитрида лития Li3N происходит уже при комнатной температуре и усиливается при 450°С.

При сгорании лития в кислороде образуется белая окись лития Li2O, что отличает его от других щелочных металлов, которые, сгорая в кислороде, образуют перекиси.

Литий энергично соединяется с фтором и хлором при комнатной температуре, а также реагирует со многими окислами и сульфидами, образуя нерастворимые соединения, которые всплывают на поверхность расплавленного металла. Подобно другим щелочным металлам, литий разлагает воду, однако значительно менее энергично, чем натрий и калий.

Разбавленные кислоты энергично растворяют литий. Концентрированная азотная кислота активно окисляет литий, который при этом плавится и воспламеняется. Концентрированная серная кислота при комнатной температуре медленно растворяет чистый литий.

С алюминием, висмутом, магнием, оловом, свинцом, серебром, сурьмой, цинком и кремнием литий образует интерметаллиды. Медь и магний образуют с ним твердые растворы. Часть названных выше металлов активно используют при производстве различного металлопроката, которой всегда можно приобрести в ООО "Ситистрой" здесь http://city-met.ru/ по очень выгодным ценам.

Известны два изотопа лития — Li6 и Li7, относительная распространенность которых равна соответственно 7,3 и 92,7%.

Натрий является исключительно активным и реакционноспособным элементом. При взаимодействии с сухим воздухом или кислородом при температуре ниже 160°С чистый натрий в основном образует окись натрия Na2O. При сгорании натрия образуется перекись Na2O2. В отличие от калия натрий можно нагревать в воздухе до температуры его плавления. При температурах, близких к температуре плавления, натрий медленно поглощает водород и более энергично — при 200—400°С. При 300°С один объем натрия поглощает до 126 объемов водорода. При 360°С натрий соединяется с водородом, образуя гидрид NaH, который разлагается в вакууме при 400°С.

С азотом натрий не реагирует до 400°С. При смешении и растирании натрия с серой образуется сульфид натрия Na2S. Реакция образования сульфида натрия протекает со взрывом. С углеродом при температурах 800—900°С образуется карбид Na2C2. Галогены, особенно фтор, энергично соединяются с натрием. Известно шесть естественных изотопов натрия, из которых только Na23 не радиоактивен.

Окисление калия на воздухе протекает энергично, при этом металл плавится и воспламеняется, образуя при недостатке кислорода окись К2О, а при его избытке перекись калия КгO2.

Калий — также очень активный элемент. Сухой кислород не взаимодействует с калием даже при нагревании.

С водородом при низких температурах калий практически не взаимодействует, поэтому его можно расплавить в атмосфере водорода. Значительное поглощение калием водорода начинается около 200°С. При 300— 400°С один объем калия поглощает 125 объемов водорода, образуя гидрид калия КН. Гидрид калия — еще менее устойчивое соединение, чем гидрид натрия. При 411°С давление диссоциации его достигает 760 мм рт. ст.

Калий и азот не взаимодействуют друг с другом даже под давлением и при нагревании до высоких температур, поэтому азот здесь может использоваться в качестве защитной среды. Калий энергично взаимодействует с галогенами, особенно со фтором. При температурах выше 200°С графит поглощает до 4% К; состав продукта, полученного при 300°С, соответствует формуле КС8.