Bunlar dövri sistemin I qrupunun elementləridir: litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), sezium (Cs), fransium (Fr); çox yumşaq, çevik, əriyən və yüngül, adətən gümüşü ağ; kimyəvi cəhətdən çox aktiv; əmələ gətirmək üçün su ilə şiddətlə reaksiya verir qələvilər(adı haradandır).

Bütün qələvi metallar son dərəcə aktivdir, bütün kimyəvi reaksiyalarda azaldıcı xüsusiyyətlər nümayiş etdirir, müsbət yüklü kationa çevrilərək yeganə valentlik elektronundan imtina edir və tək oksidləşmə vəziyyətini +1 nümayiş etdirir.

Azaltma qabiliyyəti ––Li–Na–K–Rb–Cs seriyasında artır.

Bütün qələvi metal birləşmələri təbiətdə iondur.

Demək olar ki, bütün duzlar suda həll olunur.

aşağı ərimə nöqtələri,

Kiçik sıxlıq dəyərləri,

Yumşaq, bıçaqla kəsin

Fəaliyyətlərinə görə qələvi metallar havanın və nəmin girişini maneə törətmək üçün kerosin təbəqəsi altında saxlanılır. Litium çox yüngüldür və kerosin içində səthə üzür, buna görə də neft jeli təbəqəsi altında saxlanılır.

Qələvi metalların kimyəvi xassələri

1. Qələvi metallar su ilə aktiv şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. Qələvi metalların oksigenlə reaksiyası:

4Li + O 2 → 2Li 2 O (litium oksidi)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (natrium peroksid)

K + O 2 → KO 2 (kalium superoksid)

Havada qələvi metallar dərhal oksidləşir. Buna görə də onlar üzvi həlledicilər (kerosin və s.) təbəqəsi altında saxlanılır.

3. Qələvi metalların digər qeyri-metallarla reaksiyalarında ikili birləşmələr əmələ gəlir:

2Li + Cl 2 → 2LiCl (halogenidlər)

2Na + S → Na 2 S (sulfidlər)

2Na + H 2 → 2NaH (hidridlər)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (nitridlər)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (karbidlər)

4. Qələvi metalların turşularla reaksiyası

(nadir hallarda həyata keçirilir, su ilə rəqabət reaksiyası var):

2Na + 2HCl → 2NaCl + H 2

5. Qələvi metalların ammonyakla qarşılıqlı təsiri

(natrium amid əmələ gəlir):

2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2

6. Qələvi metalların bu halda turşu xassələri nümayiş etdirən spirtlər və fenollarla qarşılıqlı təsiri:

2Na + 2C 2 H 5 OH \u003d 2C 2 H 5 ONa + H 2;

2K + 2C 6 H 5 OH = 2C 6 H 5 OK + H 2;

7. Qələvi metal kationlarına keyfiyyət reaksiyası - alovun aşağıdakı rənglərdə boyanması:

Li + - karmin qırmızı

Na + - sarı

K + , Rb + və Cs + - bənövşəyi

Qələvi metalların alınması

Litium, natrium və kalium metalı almaqərimiş duzların (xloridlərin) elektrolizi, rubidium və sezium - xloridləri kalsium ilə qızdırıldıqda vakuumda azalma: 2CsCl + Ca \u003d 2Cs + CaCl 2
Kiçik miqyasda natrium və kaliumun vakuumlu termal istehsalı da istifadə olunur:

2NaCl + CaC 2 \u003d 2Na + CaCl 2 + 2C;
4KCl + 4CaO + Si \u003d 4K + 2CaCl 2 + Ca 2 SiO 4.

Aktiv qələvi metallar yüksək uçuculuğuna görə vakuumlu istilik proseslərində buraxılır (buxarları reaksiya zonasından çıxarılır).

I qrupun s-elementlərinin kimyəvi xassələrinin xüsusiyyətləri və onların fizioloji təsiri

Litium atomunun elektron konfiqurasiyası 1s 2 2s 1-dir. 2-ci dövrdə ən böyük atom radiusuna malikdir, bu, valentlik elektronunun ayrılmasını və sabit inert qaz (helium) konfiqurasiyası ilə Li + ionunun çıxmasını asanlaşdırır. Buna görə də, onun birləşmələri bir elektronun litiumdan başqa bir atoma keçməsi və az miqdarda kovalentliyə malik ion bağının meydana gəlməsi ilə əmələ gəlir. Litium tipik bir metal elementdir. Maddə şəklində qələvi metaldır. O, I qrupun digər üzvlərindən kiçik ölçüsü və ən kiçiki, onlarla müqayisədə fəallığı ilə fərqlənir. Bu baxımdan, Li-dən diaqonal olaraq yerləşən II qrup elementi, maqneziuma bənzəyir. Məhlullarda Li + ionu yüksək dərəcədə həll olunur; bir neçə onlarla su molekulu ilə əhatə olunmuşdur. Litium, həlletmə enerjisi baxımından - həlledici molekulların əlavə edilməsi, qələvi metal kationlarından daha çox protona yaxındır.

Li + ionunun kiçik ölçüsü, yüksək nüvə yükü və yalnız iki elektron bu hissəciyin ətrafında kifayət qədər əhəmiyyətli bir müsbət yük sahəsinin yaranmasına şərait yaradır, buna görə də məhlullarda xeyli sayda qütb həlledici molekullar ona cəlb olunur və onun koordinasiya sayı böyükdür, metal əhəmiyyətli sayda orqanolitium birləşmələri meydana gətirə bilir.

Natrium 3-cü dövrə başlayır, buna görə də xarici səviyyədə yalnız 1e var - , 3s orbitalını tutur. Na atomunun radiusu 3-cü dövrdə ən böyükdür. Bu iki xüsusiyyət elementin təbiətini müəyyən edir. Onun elektron konfiqurasiyası 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1-dir . Natriumun yeganə oksidləşmə vəziyyəti +1-dir. Onun elektronmənfiliyi çox kiçikdir, buna görə də natrium birləşmələrdə yalnız müsbət yüklü ion şəklində olur və kimyəvi rabitəyə ion xarakteri verir. Na + ionunun ölçüsü Li + dan çox böyükdür və onun həlli o qədər də böyük deyil. Lakin məhlulda sərbəst formada mövcud deyil.

K+ və Na+ ionlarının fizioloji əhəmiyyəti onların yer qabığını təşkil edən komponentlərin səthində müxtəlif adsorbsiya qabiliyyəti ilə bağlıdır. Natrium birləşmələri yalnız bir qədər adsorbsiya olunur, kalium birləşmələri isə gil və digər maddələr tərəfindən güclü şəkildə saxlanılır. Hüceyrə membranları hüceyrə-mühit interfeysi olmaqla K+ ionları üçün keçiricidir, bunun nəticəsində K+-nın hüceyrədaxili konsentrasiyası Na+ ionlarından xeyli yüksəkdir. Eyni zamanda, qan plazmasında Na + konsentrasiyası içindəki kaliumun tərkibindən çoxdur. Bu vəziyyət hüceyrələrin membran potensialının ortaya çıxması ilə əlaqələndirilir. K + və Na + ionları - bədənin maye fazasının əsas komponentlərindən biridir. Onların Ca 2+ ionları ilə nisbəti ciddi şəkildə müəyyən edilir və onun pozulması patologiyaya səbəb olur. Na + ionlarının bədənə daxil olması nəzərəçarpacaq zərərli təsir göstərmir. K + ionlarının tərkibindəki artım zərərlidir, lakin normal şəraitdə onun konsentrasiyasının artması heç vaxt təhlükəli dəyərlərə çatmır. Rb + , Cs + , Li + ionlarının təsiri hələ kifayət qədər öyrənilməmişdir.

Qələvi metal birləşmələrinin istifadəsi ilə əlaqəli müxtəlif lezyonlardan hidroksid məhlulları ilə yanıqlar ən çox yayılmışdır. Qələvilərin hərəkəti onlarda dəri zülallarının əriməsi və qələvi albuminatların əmələ gəlməsi ilə bağlıdır. Qələvi onların hidrolizi nəticəsində yenidən sərbəst buraxılır və bədənin daha dərin qatlarına təsir edərək xoraların görünüşünə səbəb olur. Alkalilərin təsiri altında olan dırnaqlar mat və kövrək olur. Gözün zədələnməsi, hətta çox seyreltilmiş qələvi məhlullarla belə, yalnız səthi məhv ilə deyil, gözün daha dərin hissələrinin (iris) pozulması ilə müşayiət olunur və korluğa səbəb olur. Qələvi metal amidlərinin hidrolizi zamanı eyni vaxtda qələvi və ammonyak əmələ gəlir, bu da fibrinoz tipli traxeobronxit və pnevmoniyaya səbəb olur.

Kalium 1807-ci ildə yaş kalium hidroksidinin elektrolizi zamanı natrium ilə demək olar ki, eyni vaxtda G. Davy tərəfindən əldə edilmişdir. Bu birləşmənin adından - "kaustik kalium" və element öz adını aldı. Kaliumun xassələri onların atomlarının və ionlarının radiuslarının fərqinə görə natriumun xassələrindən kəskin şəkildə fərqlənir. Kalium birləşmələrində bağ daha ionlu olur və K+ ionu şəklində böyük ölçüyə malik olduğuna görə natriumdan daha az qütbləşdirici təsir göstərir. Təbii qarışıq üç izotopdan ibarətdir 39 K, 40 K, 41 K. Onlardan biri 40 K-dir. ‑ radioaktivdir və mineralların və torpağın radioaktivliyinin müəyyən hissəsi bu izotopun olması ilə bağlıdır. Onun yarı ömrü uzundur - 1,32 milyard il. Nümunədə kaliumun varlığını müəyyən etmək olduqca asandır: metalın və onun birləşmələrinin buxarları alovun bənövşəyi-qırmızı rənginə çevrilir. Elementin spektri olduqca sadədir və 4s orbitalında 1e -nin mövcudluğunu sübut edir. Onun öyrənilməsi spektrlərin strukturunda ümumi qanunauyğunluqları tapmaq üçün əsaslardan biri olmuşdur.

1861-ci ildə Robert Bunsen mineral bulaqların duzunu spektral analizlə öyrənərkən yeni element kəşf etdi. Onun mövcudluğu spektrdə digər elementlərin vermədiyi tünd qırmızı xətlərlə sübut edilmişdir. Bu xətlərin rənginə görə elementə rubidium (rubidus-tünd qırmızı) adı verilmişdir. 1863-cü ildə R. Bunsen rubidium tartratını (tartar duzunu) his ilə azaltmaqla bu metalı təmiz formada əldə etmişdir. Elementin bir xüsusiyyəti onun atomlarının bir qədər həyəcanlı olmasıdır. Ondan elektron emissiya görünən spektrin qırmızı şüalarının təsiri altında görünür. Bu, atom 4d və 5s orbitallarının enerjilərindəki kiçik fərqlə bağlıdır. Stabil izotoplu bütün qələvi elementlərdən rubidium (sezium kimi) ən böyük atom radiuslarından birinə və aşağı ionlaşma potensialına malikdir. Belə parametrlər elementin təbiətini müəyyən edir: yüksək elektropozitivlik, həddindən artıq kimyəvi aktivlik, aşağı ərimə nöqtəsi (39 0 C) və xarici təsirlərə qarşı aşağı müqavimət.

Rubidium kimi seziumun kəşfi spektral analizlə bağlıdır. 1860-cı ildə R.Bunsen spektrdə o dövrdə məlum olan heç bir elementə aid olmayan iki parlaq mavi xətt kəşf etdi. Göy mavisi mənasını verən "caesius" (caesius) adı da buna görədir. Bu, hələ də ölçülə bilən miqdarda tapılan qələvi metal alt qrupunun sonuncu elementidir. Ən böyük atom radiusu və ən kiçik ilk ionlaşma potensialı bu elementin təbiətini və davranışını müəyyən edir. Aydın bir elektropozitivliyə və açıq metal keyfiyyətlərə malikdir. Xarici 6s-elektron vermək istəyi onun bütün reaksiyalarının son dərəcə şiddətlə getməsinə səbəb olur. Atomların 5d və 6s orbitallarının enerjilərindəki kiçik fərq atomların cüzi həyəcanlılığından məsuldur. Seziumda elektron emissiya görünməz infraqırmızı şüaların (termal) təsiri altında müşahidə olunur. Atom quruluşunun bu xüsusiyyəti cərəyanın yaxşı elektrik keçiriciliyini müəyyən edir. Bütün bunlar seziumu elektron cihazlarda əvəzolunmaz edir. Son zamanlar gələcəyin yanacağı kimi və termonüvə sintezi probleminin həlli ilə əlaqədar olaraq sezium plazmasına daha çox diqqət yetirilir.

Havada litium təkcə oksigenlə deyil, həm də azotla aktiv şəkildə reaksiya verir və Li 3 N (75%-ə qədər) və Li 2 O-dan ibarət bir filmlə örtülür. Qalan qələvi metallar peroksidlər (Na 2 O 2) və superoksidlər (K 2 O 4 və ya KO 2).

Aşağıdakı maddələr su ilə reaksiya verir:

Li 3 N + 3 H 2 O \u003d 3 LiOH + NH 3;

Na 2 O 2 + 2 H 2 O \u003d 2 NaOH + H 2 O 2;

K 2 O 4 + 2 H 2 O \u003d 2 KOH + H 2 O 2 + O 2.

Sualtı qayıqlarda və kosmik gəmilərdə, izolyasiya edən qaz maskalarında və döyüş üzgüçülərinin tənəffüs cihazlarında (sualtı təxribatçılar) havanın bərpası üçün "okson" qarışığı istifadə edilmişdir:

Na 2 O 2 + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + 0,5 O 2;

K 2 O 4 + CO 2 \u003d K 2 CO 3 + 1,5 O 2.

Bu, hazırda yanğınsöndürənlər üçün izolyasiya edən qaz maskaları üçün bərpaedici patronların standart doldurulmasıdır.
Qələvi metallar hidrogenlə qızdırıldıqda hidridlər əmələ gətirirlər:

Litium hidrid güclü azaldıcı vasitə kimi istifadə olunur.

Hidroksidlər qələvi metallar şüşə və çini qabları korlayır, onları kvars qablarda qızdırmaq olmaz:

SiO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + H 2 O.

Natrium və kalium hidroksidləri qaynama nöqtəsinə qədər (1300 0 C-dən çox) qızdırıldıqda suyu parçalamır. Bəzi natrium birləşmələri deyilir soda:

a) soda külü, susuz soda, çamaşır sodası və ya sadəcə soda - natrium karbonat Na 2 CO 3;
b) kristal soda - natrium karbonat kristal hidrat Na 2 CO 3. 10H2O;
c) bikarbonat və ya içməli - natrium bikarbonat NaHCO 3;
d) natrium hidroksid NaOH kaustik soda və ya kaustik adlanır.

Məktəb kursunda qeyd olunan qeyri-metallardan hansının olduğunu bilməliyik:

C, N 2, O 2 - qələvilərlə reaksiya vermir

Si, S, P, Cl 2, Br 2, I 2, F 2 - reaksiya verir:

Si + 2KOH + H 2 O \u003d K 2 SiO 3 + 2H 2,
3S + 6KOH \u003d 2K 2 S + K 2 SO 3 + 3H 2 O,
Cl 2 + 2KOH (soyuq) = KCl + KClO + H 2 O,
3Cl 2 + 6KOH (isti) = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

(brom və yoda bənzər)

4P + 3NaOH + 3H 2 O = 3NaH 2 PO 2 + PH 3

Üzvi kimya

Önəmsiz adlar

Hansı üzvi maddələrin adlara uyğun olduğunu bilməlisiniz:

izopren, divinil, vinilasetilen, toluol, ksilen, stirol, kumen, etilen qlikol, qliserin, formaldehid, asetaldehid, propionaldehid, aseton, ilk altı məhdudlaşdırıcı monobaz turşuları (qarışqa, sirkə, propion, acleri, kapil, kapil, stearin turşusu, palmitik turşusu, oleik turşusu, linoleik turşusu, oksalik turşusu, benzoik turşusu, anilin, qlisin, alanin. Propion turşusu ilə propen turşusunu qarışdırmayın!! Ən vacib turşuların duzları: formik - formatlar, sirkə - asetatlar, propion - propionatlar, butirik - butiratlar, oksalat - oksalatlar. –CH=CH2 radikalına vinil deyilir!!

Eyni zamanda, bəzi qeyri-üzvi əhəmiyyətsiz adlar:

Süd duzu (NaCl), sönməmiş əhəng (CaO), sönmüş əhəng (Ca(OH) 2), əhəng suyu (Ca(OH) 2 məhlulu), əhəngdaşı (CaCO 3), kvars (aka silisium və ya silikon dioksid - SiO 2), karbon dioksid (CO 2), karbon monoksit (CO), kükürd dioksid (SO 2), qəhvəyi qaz (NO 2), içməli və ya çörək soda (NaHCO 3), soda külü (Na 2 CO 3), ammonyak (NH 3) , fosfin (PH 3), silan (SiH 4), pirit (FeS 2), oleum (konsentratlaşdırılmış H 2 SO 4-də SO 3 məhlulu), mis sulfat (CuSO 4 ∙ 5H 2 O).

Bəzi nadir reaksiyalar

1) Vinilasetilenin əmələ gəlməsi:

2) Etilenin asetaldehidə birbaşa oksidləşmə reaksiyası:

Bu reaksiya ona görə məkrlidir ki, biz asetilenin aldehidə necə çevrildiyini yaxşı bilirik (Kuçerov reaksiyası) və əgər zəncirdə etilen → aldehid çevrilməsi baş verərsə, bu, bizi çaşdıra bilər. Deməli, reaksiya budur!

3) Bütanın sirkə turşusuna birbaşa oksidləşməsi reaksiyası:

Bu reaksiya sirkə turşusunun sənaye istehsalının əsasını təşkil edir.

4) Lebedevin reaksiyası:

Fenollar və spirtlər arasındakı fərqlər

Bu cür tapşırıqlarda çox sayda səhv !!

1) Fenolların spirtlərdən daha turşu olduğunu xatırlamaq lazımdır (onlarda O-H bağı daha qütbdür). Buna görə də, spirtlər qələvi ilə reaksiya vermir, fenollar isə həm qələvi, həm də bəzi duzlarla (karbonatlar, bikarbonatlar) reaksiya verirlər.

Misal üçün:

Tapşırıq 10.1

Bu maddələrdən hansı litium ilə reaksiya verir:

a) etilenqlikol, b) metanol, c) fenol, d) kumen, e) qliserin.

Tapşırıq 10.2

Bu maddələrdən hansı kalium hidroksidlə reaksiya verir:

a) etilenqlikol, b) stirol, c) fenol, d) etanol, e) qliserin.

Tapşırıq 10.3

Bu maddələrdən hansı sezium bikarbonat ilə reaksiya verir:

a) etilenqlikol, b) toluol, c) propanol-1, d) fenol, e) qliserin.

2) Nəzərə almaq lazımdır ki, spirtlər hidrogen halogenidləri ilə reaksiya verir (bu reaksiya CO bağı vasitəsilə gedir), lakin fenollarla deyil (onlarda C-O bağı konyuqasiya effektinə görə qeyri-aktivdir).

disaxaridlər

Əsas disakaridlər: saxaroza, laktoza və maltoza eyni düstur C 12 H 22 O 11 var.

Onları xatırlamaq lazımdır:

1) onlar aşağıdakıları təşkil edən monosaxaridlərə hidroliz ola bilirlər: saxaroza- qlükoza və fruktoza üçün, laktoza- qlükoza və qalaktoza üçün, maltoza- iki qlükoza.

2) laktoza və maltoza aldehid funksiyasına malikdir, yəni şəkərləri azaldır (xüsusən də “gümüş” və “mis” güzgü reaksiyaları verir) və reduksiya etməyən disaxarid olan saxarozada aldehid yoxdur. funksiyası.

Reaksiya mexanizmləri

Ümid edək ki, aşağıdakı biliklər kifayətdir:

1) alkanlar üçün (o cümlədən arenlərin yan zəncirlərində, əgər bu zəncirlər məhduddursa) reaksiyalar xarakterikdir. sərbəst radikalların dəyişdirilməsi (halogenlərlə) birlikdə gedən radikal mexanizm (zəncir başlanğıcı - sərbəst radikalların əmələ gəlməsi, zəncirin inkişafı, damarın divarlarında və ya radikalların toqquşması zamanı zəncirin dayandırılması);

2) reaksiyalar alkenlər, alkinlər, arenlər üçün xarakterikdir elektrofilik əlavə ki, gedir ion mexanizmi (təhsil vasitəsilə pi-kompleks və karbokatasiya ).

Benzolun xüsusiyyətləri

1. Benzol, digər arenlərdən fərqli olaraq, kalium permanqanatla oksidləşmir.

2. Benzol və onun homoloqları daxil ola bilir əlavə reaksiya hidrogen ilə. Ancaq yalnız benzol da daxil ola bilər əlavə reaksiya xlorla (yalnız benzol və yalnız xlorla!). Eyni zamanda bütün arenalara girə bilir əvəzetmə reaksiyası halogenlərlə.

Zinin reaksiyası

Nitrobenzolun (və ya oxşar birləşmələrin) anilinə (və ya digər aromatik aminlərə) azaldılması. Onun növlərindən birində bu reaksiya demək olar ki, baş verəcəkdir!

Seçim 1 - molekulyar hidrogenlə azalma:

C 6 H 5 NO 2 + 3H 2 → C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O

Seçim 2 - dəmirin (sinkin) xlorid turşusu ilə reaksiyası nəticəsində əldə edilən hidrogenlə reduksiya:

C 6 H 5 NO 2 + 3Fe + 7HCl → C 6 H 5 NH 3 Cl + 3FeCl 2 + 2H 2 O

Seçim 3 - alüminiumun qələvi ilə reaksiyası nəticəsində əldə edilən hidrogenlə reduksiya:

C 6 H 5 NO 2 + 2Al + 2NaOH + 4H 2 O → C 6 H 5 NH 2 + 2Na

Amin xüsusiyyətləri

Nədənsə, aminlərin xüsusiyyətləri ən az xatırlanır. Ola bilsin ki, bu onunla əlaqədardır ki, aminlər üzvi kimya kursunda ən son öyrənilir və onların xassələri başqa sinif maddələri öyrənməklə təkrarlana bilməz. Buna görə resept belədir: aminlərin, amin turşularının və zülalların bütün xüsusiyyətlərini öyrənmək kifayətdir.