Сілтілік және сілтілік жер металлдар

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Жәңгір хан атындағы Батыс Қазақстан аграрлық-техникалық университеті

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы:
Сілтілік және сілтілік жер металлдар

Орындаған:
Тексерген:

Орал, 2014ж.

Мазмұны
I. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
II Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
ІІI. Негізгі бөлім
3.1 Сілтілік металдардың қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
3.2 Бірінші топтың s - элементтері (І A тобы) ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ..10
3.3 Сілтілік жер металдары. ІІ А тобы элементтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...13
3.4 Сілтілік және сілтілік жер металдарының медицинада қолданылуы ... ...20
3.5 Рецептілер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 25
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... .27

І. Кіріспе
ХІХ ғасырдың екінші жартысында алпыстан астам химиялық элементтер ашылып, олардың қасиеттері және ол элементтердің қосылыстарының қасиеттері зерттелді. Көптеген ғалымдар (батыстың ұлы химиктері Дебернер, Ньюлендс, Лотар. Майер ) элементтерді жүйеге келтіруге тырысты. Бірақ бұл ғалымдар элементтердің ұқсас топтарын бір - бірінен жеке қарап, олардың арасындағы ішкі байланысты аша алмады. Олар элементтердің жалпы қасиеттерін не валенттіктерін негіз етіп алды. Сондықтан олар жасаған жүйелерде көптеген қайшылықтар кездесті. Ал Ресей химигі Д.И.Менделеев (1834-1907) болса элементтердің қасиеттерінің негізі етіп атомдық массаларды алды да, оларды атомдық массалардың өсу реті бойынша орналастырды. Сонда ол кез келген элементтің қасиеті бірнеше элементтен соң қайталанып отыратынын байқады. Бұл қайталану периодтық түрде болады. Сондықтан Д.И.Менделеев өзінің заңын периодтық заң деп атап (периодтық заңның ашылған күні 1869жылдың 1-наурызы болып есептеледі, ал 1871 жылы анықтама-сын берді) оған мынадай анықтама берген. Химиялық элементтер мен олар түзетін қосылыстардың қасиеттері атомдық массаның өсуіне периодты тәуелді болады.
Химиялық элементтердің негізгі бөлігі адам ағзасына тағаммен кіреді. Сондықтан қоректік зат, оны пайдалану барлық тірі организмге тән қасиет. Қоректену нәтижесінде ағзада көптеген биологиялық, химиялық және физикалық үрдістер, яғни, көбею, өсу, даму, еңбек ету, т.б. жағдайлары болады. Адамның денсаулығы дұрыс болып қалыпты өмір сүру үшін ең қажеттісі -- қоректік заттың мөлшері, сапасы, ағзаға ену мөлшері міндетті түрде тиісті деңгейде сақталуы керек. Әрбір қоректік заттың энергетикалық балансын сақтау ең басты шарт болып табылады.
Сілтілік металдар тобы: литий Li, калий K, рубидий Rb, цезий Cs. Бұл металдар сумен әрекеттескенде сілті түзеді, сондықтан сілтілік металдар деп аталады.
Сілтілік металдар тән көптеген ортақ қасиеттері бар. Сілтілің металдар жұмсақ, ауадағы оттек әсерінен тез тотығады. Сондықтан сілтілік металдарды керосин астында сақтайды.
Сілтілік металдар қосылыстарында бір валенттілік көрсетеді. Олардың оксидтері мен гидроксидтерінің құрамдары мен қасиеттеріұқсас.

II Әдебиетке шолу
Т.С.Сейтембетов (1994) мағлұматтарында сілтілік металдардың физикалық қасиеттері де белгілі бір заңдылықпен өзгереді.Сілтілік металдардың атомдық массаларының біртіндеп өсуіне сай, олардық физикалық және химиялық қасиеттері де біртіндеп өзгереді.Элементтердің атомдық массаларының артуына сәйкес жай заттардың тығыздығы да, балқу температурасы да өседі.
Бірімжанов Б.А., Нурахметов Н.Н. ( 1998) деректерінде сілтілік металдар физикалық және химиялық қасиеттері ұқсас нағыз металдарға тән- жай заттар және жалпы формуласы R2O сәйкес келетін негізігі оксидтер, ROH сәйкес келетін сілтілер түзеді.
З.С.Сеитов ( 2000) деректерінде тотықсыздандырғыштық қасиеттері топ бойынша жоғарыдан төмен қарай артады, себебі атом радиустары осы бағытта өседі. Литий сумен енжарлау, ал натрий белсендірек, калий шабытты әрекеттессе, рубидий қопарылыс бере реакцияласады. Бұл элементтердің оксидтері - негіздік оксидтер, ал гидроксидтері суда жақсы еритін сілтілер, олардың қасиеттері жоғарыдан төмен қарай артады.
Ә.К.Патсаев, С.А.Шитыбаев, Қ.Н.Дәуренбеков (2004) зерттеулерінде кальций жетіспеушілігі гипертоникалық кризиске, жүктілік токсикозына шалдықтыруы мүмкін, холестериннің қандағы деңгейін жоғарылатады, сүйектердің механикалық мықтылығын төмендететін остеопорозды дамытуы, жүйке жүйесінің қозуын жоғарылатуы, шашты түсіруі мүмкін. Кальцийдің қоспалары табиғатта кең таралған. Кальций қосылыстарының бір-біріне айналуы, табиғаттағы кальцийдің айналымын іске асырады, сөйтіп, көптеген геологиялық процестер жүреді.
Усманова М.Б., Сақариянова Қ.Н. (2009) еңбектерінде барийдің биогенді маңызы аз зерттелген. Суда және қышқылдарда еріген барий тұздары улы болады. Қышқылдар мен суда ерімейтін күкіртқышқылды барий рентген сәулелерін жақсы жұтады, сондықтан оны асқазан мен ішекті зерттеуде қолданады.
ІІІ. Негізгі бөлім
3.1 Сілтілік металдардың қасиеттері
Химиялық қасиеттерінде ұқсастық болуына орай біріккен химиялық элементтер тобы - ұқсас элементтер немесе табиғи ұяластар тобы деп аталады.
Металдардың ішінде тағы да бір ұқсас элементтер тобы бар: олар сілтілікжер металдар тобы.
Орта ғасырларда құрамында металл окситтері бар табиғи менралдарды жер деп атаған.Олардан алынған металдарды сілтілікжер металдар деп атаған.Оған жататындар :калций, стронций,барий.Осы элементтерден құралған жай заттардың қасиеттері ұқсас болып келеді.Бәрінің қосылыстардығы валенттігі 2-ге тең.
Сілтілік металдардың тұздары барлық қышқылдар үшін белгілі. Әдетте олар, көбінесе ион типіндегі байланыста болатын түссіз кристалды заттар. Кейбір тұздардың бояуы ионға байланысты.
Сілтілік металл тұздары жоғарғы температурада балқып, еріген және балқыған кезде электрді жақсы өткізеді. Әлсіз қышқыл тұздары суда ерігенде гидролизденіп, гидроксилді ион концентрациясы жоғарылап, ерітіндіде сілтілік реакция туындайды.
Сілтілік металдар ІА топшада орналаскан: литий Li, натрий Na, калий К, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr. Франций - радиобелсенді элемент. Олардың валенттілік электрондарының жалпы формуласы ns1 (n = 2-7). Олардың топтық атауы - сілтілік металдар -- сумен әрекеттескенде күшті негіз - сілті түзуіне байланысты қойылған .

1-кесте
Сілтілік металдардың кейбір қасиеттері
Атомдық
номері
Атауы,
таңбасы
Атом
радиусы,
нм
Иондық
радиусы,
нм
Иондалу
Потенциалы,
эВ
Электртерістіліктері
p,
гсм³
tбулану,
°C
tқайнау,
°C
3
Литий Li
0,152
0,078
5,32
0,98
0,53
181
1347
11
Натрий Na
0,190
0,098
5,14
0,93
0,97
98
883
19
Калий K
0,227
0,133
4,34
0,82
0,86
64
774
37
Рубидий Rb
0,248
0,149
4,18
0,82
1,53
39
688
55
Цезий Cs
0,265
0,165
3,89
0,79
1,87
28
678

Сілтілік металдарда валенттілік электрондары s-деңгейшесінді орналасқан, сондықтан оларды s-элементтері деп те атайды. S элементтері қалыпты жағдайда кристалдық күйде болады, басқа металдарға қарағанда тығыздықтары төмен. Литий, калий және натрий судан жеңіл (0,53 - 0,86 гсм3), сондықтан су бетінде қалқып жүреді. Олардың балқу және қайнау температуралары төмен, бұл олардың кристалдық торларындағы металдық байланыстың әлсіз болуынан. Бұл металдар және олардың қосылыстары жалын түсін төмендегідей өзгертеді: литий -- карминс қызыл, натрий - сары, калий - күлгін түске бояйды.
Бұл элементтердің сыртқы электрондық қабаттарында тек бір ғана электрондары бар, оларды оңай беріп жіберіп, өзінің алдында тұрған бекзат газдардың аяқталған электрондық құрылысын қабылдайды. Қосылыстарында үнемі бір валентті, тотығу дәрежелері -0, + 1, күшті тотықсыздандырғыштар. Тотықсыздандырғыштық қасиеттері топ бойынша жоғарыдан төмен қарай артады, себебі атом радиустары осы бағытта өседі. Литий сумен енжарлау, ал натрий белсендірек, калий шабытты әрекеттессе, рубидий қопарылыс бере реакцияласады. Бұл элементтердің оксидтері - негіздік оксидтер, ал гидроксидтері суда жақсы еритін сілтілер, олардың қасиеттері жоғарыдан төмен қарай артады.

Сілтілік металдарды алу үшін олардың тұздарының балқындысын электролиздейді. Сонда катодта металл бөлінеді.
2MeCl электролиз Мекатод+Сl2(анод)
Химиялық қасиеті:
2Me+2Н2O=2MeOH+Н2
Me+O2=Me2O(Li)Me2O2(Na) Ме02(К, Rb, Cs).
Me+E2=MeE (E-Cl2, F2, Br2)
Me+E=Me2E (E=S, Se, Te)
6Me+3N2=2Me3N
2Me+2C=Me2C2
4Me+Si=Me4Si
Қосылыстарының маңыздысы:
Ме галогенидтері, карбонаттары, гидроксидтері.
МеОН+НR=MeR+Н2O
Оттегі.
Бейметалл. Түссіз газ, сұйық күйінде ашық - көгілдір, қатты күйінде көк түсті. Суда нашар ериді. Реакцияласқыш, әсіресе жоғары температурада көптеген бейметалдар мен металдармен әрекеттеседі. Көптеген бейорганикалық қосылыстарды тотықтырады. Табиғи оттегінің өш изотопы бар ( О16, О17, О18). Өндірісте ауаны фракциялық айдау арқылы, су және сілті балқындысын электролиздеу арқылы алады. Зертханада алу әдісі:
H2O2 = H2O + O2 (1500С жоғары немесе бөлме температурасы, NaOH, MnO2, Pt, Cu катализатор қатысында ).
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 (200-2400C)
Оттегінің аллотропиялық түр өзгерісі- озон. Маңызды қосылыстары: сутегі пероксиді, оттегі дифториді, диоттегі дифториді, диоксигенил гексафтороплатинаты.
3.2 Бірінші топтың s - элементтері (І A тобы)

Литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr
Литий мен натрийді олардың хлоридтерінің немесе гидроксидтерінің балқымаларын электролиздеу арқылы алады:
LiOH--Li+ + OHˉ
Катодта Li¹ + ē = Liº
Анодта 4OH¯- 4ē = O2 + 2H2O
Калийді калий хлоридіне немесе калий гидроксидіне натрий буын жіберу арқылы тотықсыздандырып алады:
K Cl + Na° = K° + NaCl
Сілтілік металдардың қасиеттері. Сілтілік металдар пышақпен оңай кесілетін жаңа кесілген жері күміс түсті, жеңіл, жұмсақ, оңай балқитын ақ түсті заттар.
Сілтілік металдар аса күшті тотықсыздандырғыштар болғандықтан көптеген металл еместермен әрекеттеседі. Сілтілік металдар ауада тотығып кетеді, сондықтан оларды керосинде сақтайды. Рубидий мен цезий ауада өздігінен жанып кетеді, ал басқалары аздап қыздырғанда жанады. Жанудың нәтижесінде литий қалыпты оксид, натрий перокси, ал калий, рубидий, цезий супероксидтер түзеді:
4Li + O2 = 2Li2O
2Na + O2 = Na2O2
K + O2 = KO2
Сілтілік металдар галогендермен, күкіртпен, азотпен, сутекпен әрекеттесіп сәкес салидтер, сульфидтер, нитридтер, гидридтер түзеді.
Сілтілік металдар судан сутегін ығыстырады, мысалы;
2 Na0 + 2 H+OH = 2Na1+ OH- + H2
Сілтілік металдар көптеген күрделі заттармен әрекеттесіп әр түрлі
иондарды тотықсыздандырады, мысалы:
4 K0 + TiCl44+ = 4 KCl3+ + Ti0
8 K0 + K2SO46+ = K2S2- + 4 K2O21+
Сілтілік металдардың қосылыстары. Сілтілік металдарды ауада жаққанда (литийден басқалары) пероксидтер мен супероксидтер түзетіні жоғарыда айтылды.
Бұл пероксидтер мен супероксидтер қыздыруға тұрақты қатты заттар. Натрий пероксиді мен калий пероксиді күшті тотықтырғыштар. Олар ұнтақталған металдармен, көмірмен, фосформен, органикалық заттармен жылу бөле әрекеттеседі:
Na2O2 + Mg = Na2O + MgO
2 Na 2 O2 + C = 2 Na2 O + CO2
Натрий пероксидінің көміртегі (ІV) оксидімен әрекеттесу реакциясын сүңгуір қайықтарда тыныс алуға қажет оттегін алу үшін қолданылады:
2 Na 2 O2 + 2 CO2 = 2 Na2 CO3 + O2
Натрий пероксидінің тотықтырғыш қасиетін маталарды, сабынды, сүйекті, жүндерді ағарту үшін қолданылады. Натрий пероксиді синтетикалық жуғыш заттардың құрамына кіреді.
Натрий пероксиді мен калий супероксидтерін металдармен әрекеттестіру арқылы олардың қалыпты оксидтерін алады:
2 Na + Na2 O2 = 2 Na2 O
3 K + KO2 = 2 K2O
Натрий мен калийдің негіздік оксидтері сумен әрекеттесіп сәйкес негіздер түзеді:
Na2O + H2O = 2 NaOH
K2O + H2O = 2 KOH
Натрий гидроксиді (күйдіргіш натр немесе натрий сілтісі) мен калий гидроксиді (күйдіргіш калий немесе калий сілтісі) ақ түсті, кристалды қатты заттар. Суда көп жылу бөле өте жақсы еритін күшті негіздер. судағы ерітінділерінде толықтай иондарға ыдырап кетеді. Басқа негіздер сияқты қышқылдармен, қышқылдық оксидтермен, тұздармен әрекеттеседі.
Химиялық әдіс бойынша натрий сілтісін сода мен кальций гидроксидінің (сөндірілген ізбестің) әрекеттесуінен алады:
Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3 ↓
Электролиттік әдіс бойынша натрий гидроксидін натрий хлоридінің ерітіндісін электролиздеу арқылы алады. Мұндай ерітіндіде натрий хлориді натрий және хлор иондарына, ал су аз мөлшерде болса, Н+ және ОН-иондарына ыдырайды:
NaCl -- Na+ + Cl-
HOH -- H+ + OH-
Электродтарды ерітіндіге батырғанда натрийға қарағанда (-2,71 В) потенциалының мәні көбірек (-0,41 В) болғандықтан, сутегі катиондары
тотықсызданады:
2 H+ + 2ē = H20
Анодта хлорид - иондар тотығып газ күйдегі хлор бөлінеді:
2 Cl- - 2ē = Cl2
Ерітіндіде қалған Na және ОН иондары қайнатып суалтқаннан кейін натрий гидроксидін түзеді:
Na+ + OH- = NaOH

3.3 Сілтілік жер металдары. ІІ А тобы элементтері
Екінші негізгі топша элементтеріне берилий, магний, кальций, стронций, барий және радий. Соңғы төртеуі сілтілік-жер металдары деп аталады. Радий радиоактивті элемент, жартылай ыдырау периоды 1600 жыл. Сыртқы электрондық қабатында екі электрон бар, тотығу дәрежесі +2, металдық қасиеті бірінші негізгі топша элементтеріне қарағанда әлсіздеу. Рет саны өскен сайын оттегімен әрекеттесуі жеңілдейді, оксидтерінің негіздік қасиеті артады.
Екінші негізгі топша элементтері оттегімен әрекеттесіп-МО; сутегімен әрекеттесіп - МН2 гидрид; азотпен әрекеттесіп - М3N2 нитрид; галогендермен әрекеттесіп - МГ2 галогенін; күкіртпен әрекеттесіп - МS сульфид және т.б. түзеді.
Mg, Ca, Sr және Ва металдары барлық реакцияларда мысалы белсенді тотықсыздандырғыштар, мысалы:
Са+2Н2О=Са(OH)2+H2
(берилиий мен магний сумен суық су қатысында әрекеттеспейді, себебі сырты оксидтік қабықпен қапталған).
Берилийдің оксиді мен гидроксиді амфотерлі:
Be(0H)2+ 2Na0H= Na[Be(0H)4]
Be(0H)2+ H2S04= BeS04+ 2H20
Магнийдің және сілтілік жер металдарының карбонаттары суда аз ериді, оның есесіне гидрокарбонаттары суда жақсы ериді. Судың уақытша кермектілігін осы гидрокарбонаттар тудырады. Оны жою үшін суды қайнатамыз немесе бейтараптандырамыз.
Сілтілік металдар сияқты сілтілік жер металдары оксидтер түзіп қана қоймай пероксидтер, асқын пероксидтер түзеді. Берилийдің химиялық қасиеті диагональды түрде алюминийдің қасиетін қайталайды.
Екінші топтың S-элементтеріне немесе екінші негізгі топшаға бериллий Ве, магний Мg, кальций Са, стронций Sz, барий Bа, радий Ra жатады.
Екінші негізгі топша элементтерінің алынуы бұл топшаның металдарын электролиттік және термиялық әдістермен байытады.
Бериллийді BeCl2 мен NaCl қоспасының балқымасын электролиздеу арқылы алады.
BeCl2= Be2++2Cl
Катодта Be2+ + 2e- =Beo
Анодта 2Cl- - 2e- = Cl20
Термиялық әдіспен бериллий фторидын магнииймен тотықсыздандыру арқылы таза бериллий алады:
Be2+ F2 + Mg0 = Be2+ + MgF2
Өнеркәсіпте магнийдің көп мөлшерін тазартылған кариаллитті KCl∙ MgCl2∙ 6H2 O Электролиздеу арқылы өндіреді:
MgCl = Mg2+ + 2Cl-
Катодта
Mg2++2e =Mgo
Анодта
2Cl − - 2e− = Cl 2
Сонымен қатар магнийді термиялық әдіспен алу үшін магний оксидін немесе күйдірілген доломидтты күшті тотықсыздандырғыштармен: алюминиймен, кремниймен,кокспен т.б.әрекеттістіреді:
2(Mg2+O CaO) + Si0 = 2Mg0 + Ca Si4+O2
Кальцийді де магний сияқты СаCl 2 - ні электролиздеу арқылы да, термиялық әдіспен де өндіреді.

Оксидтері (RO) гидроксидттері (ROH) гидроксидтері (ROH)2 ұқсастығын 2-кестеден көруге болады.

2-кесте

Оксидтері (RO) гидроксидттері (ROH) гидроксидтері (ROH)2 ұқсастығы
Элементтің атауы және таңбасы
Атомдық массасы
Жай заттың балқу температурасы(°с)
Заттың тығыздығы(гсм3)
Оксидтің құрамы
Магний Мg
Кальций Са
Стронций Sr
Барий Ва
24
40
88
137
651
850
752
850
1,7
1,6
2,6
3,5
MgO
CaO
SrO
BaO

Кальций және оның қосылыстары
Кальций IV период, II топтың негізгі топшасының элементі. Реттік немірі 20, ендеше ядросында 20 протон мен 20 нейтроны бар (Аr=40), электрондарының жалпы саны да 20. Кальцийдің электрондық формуласы ls22s22p63s23p64s2, валенттілік электрондары 4s2 болғандықтан кальций косылыстарында II валентті.
Табиғи қосылыстары:
сульфаттар CaS04:: 2Н20 ғаныш,
карбонаттар - СаС03, доломит СаС03 :: 2MgC03;
фосфаттары - фосфорит Са3(Р04)2, апатит Са5(Р04)30Н, фторапатит Са5(Р04)3Ғ, флюорит СаҒ2.
Кальцийдің табиғи қосылысы - әкті ғалымдар көп уақытқа дейін жай зат ретінде санап келді. 1808 жылы ағылшын химигі Г. Дэви аздап ылғанданған сөндірілген әкті элекролиздеп, сынап катодына амальгама түрінде түрінде бөлінген бұрын белгісіз металл бөліп алды, оған латынша "кальций - Calx" - әк деген атау берді.
Са - тіршілік тірегі
Физикалық қасиеттері: Ca - күмістей ақ түсті, жеңіл, әрі қатты металл. ρ=1,55 гсм3 , t балқу 8510 C, t қайнау 14820 C,ауада ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.