Сілтілік металдар

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ. И. СӘТБАЕВ атындағы ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ

ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

кафедрасы

РЕФЕРАТ

Оқытушы

ғыл. дәрежесі, атағы

Студент

Мамандығы

Тобы

Алматы - 2006

Жоспар

I. Кіріспе

II. Негізгі бөлім: сілтілік металдар

Натрий
Натрийдің қосылыстары
Сілтілік металл элементтер

Сілтілік металдар

Натрий

Натрийдің физикалық қасиеттері

[2 - 1 тәжірибе] бір түйір металл натрийды алып, оның бетіндегі керосинді сүзгі қағазбен сіміріп, бір шетінің сыртқы қабыршағын пышақпен кесіп, натридің түсін бақылайық.

Тәжрибеден металл натридің өте жұмсақ екенін, пышақпен кесуге болатындығын білуге болады. Сыртқы қабыршағын кесіп тастаған соң, натридің күмістей ақ түсті, металдық жылтырағыштығы бар екендігін көруге болады.

Натрий жылу мен түктің тамаша өткізгіші, натридің тығыздығы 0. 97 g/ cm ³ , бұл судың тығыздығынан да кіші болғандықтан, натрий судың бетінде қалқиды. Балқу нүктесі 97. 81 Ċ. Қайнау нүктесі 882. 9Ċ .

Натрийдің химиялық қасиеттері:

Натрий атомының сыртқы электрон қабатында 1 ғана электрон болады. Химиялық реакция барысында осы бір электроннан өте оңай айырылатындықтан натридің химиялық қасиеті төтенше актив келеді, ал оттегі сияқты көптеген бейметалл элементтермен, сондай-ақ, су сияқтылармен де реакцияласады.

Натридің бейметалдармен реакцияласуы.

[2 -2 тәжірибе] пышақпен кесіп алынған натридің бетіне пайда болған өзгерісті бақылайық, кішкене бір түйір натриді тас мақта тордың үстіне қойып қыздырып, пайда болған құбылысты байқайық.

Тәжірибеден, жаңа кесілген натридың жылтыр беті бірден қарайғандығын байқауға болады. Мұның себебі натриймен оттегі әрекеттесіп натрийдың бетінде жұқа-жұқа бір қабат тотық қабыршығын түзеді.

Натрий оттегімен әрекеттескенде ақ түсті натрий тотығы түзіледі, бірақ натрий тотығы тұрақсыз, натрий жеткілікті оттегімен әрекеттесіп натридың бетінде натрий асқын тотығы түзіледі. Натрий асқын тотығы біршама тұрақты, сондықтан натрий оттегінде жанғанда натрий асқын тотығын түзеді әрі сары түсті жалын шығарады.

2Na + O ₂ Na ₂ O ₂

Натрий оттегімен тікелей қосылудан тыс, хлор, күкірт сияқты көптеген бейметалдармен де тікелей қосылады. Мысалы: Натрий күкірпен қосылған кезде қопарылыс жасап күкертті натриды түзеді.

2Na + S=Na ₂ S

Натридың сумен реакцияласуы.

[2 -3 тәжірибе] Су толтырылған кішкене химиялық стаканға бірнеше тамшы фенолфтолейн сынағыш ертіндісін тамызып, онан соң бір түйір (шамамен екпебұршақтың үлкендігіндей ) натриды химиялық стаканға салайық та реакция құбылысын және ерітінді түсінің өзгерісін бақылайық.

[2 -4 тәжірибе] бос құмыраға шамамен 3/4 -іне дейін су құйып, су денгейін құмыраның аузына жеткенге дейін қолымызбен қысып ішіндегі ауаны ығыстырып шығарайық, резинка тығынға түйреуіш шегенібекітіп, екпе бұршақтың үлкендігіндей бір түйір металл натриды түйреуіш шегеге шаншиық, қабысып қалған құмыраның аузын резинка тығынмен дереу тығындап төңкерейік, әрі құмыраны үздіксіз шайқайық, реакциядан кейін түзілген газ қабысып қалған құмыраны қалпына келтіреді, осы кезде тығынды алып тастап, құмыраның аузын бас бармағымызбен дереу басайық та құмыраның аузын жалынға жақындатып натрий мен су реакцияласқанда түзілген газды анықтайық.

Натридың тығыздығы судікінен кіші, натрий сумен реакцияласқанда жылу бөліп шығарады, реакциядан кейін натрий тотығының гидраты мен сутегі түзіледі деген қорытынды шығаруға болады.

2Na +2H ₂ O 2NaOH+H ₂ ↑

Натрий ауадағы оттегімен және сумен өте оңай реакцияласқандықтан тәжербиеханада натриды каресиннің ішінде сақтайды. Натридың тығыздығы каресиндікінен үлкен болғандықтан каресинге шөгеді де оттегі мен судан бөлектенеді.

Натридың табиғатта сақталуы және басты қолдануы.

Элементтер табиғатта екі түрде сақталады. Бірі жай түрінде сақталады, ол элементтердің бос күйі деп аталады. Енді бірі қосылыс күйінде сақталады, ол элементтердің қосылыс күйі делінеді. Натридың химиялық қасиеті өте актив болғандықтан табиғаттан бос күйінде сақталмастан тек қосылыс күйінде сақталады. Натридың қосылыстары табиғат дүниесіне кең таралған. Негізінен хлорлы натрий түрінде сақталады.

Мысалы: Теңіз суындағы хлорлы натридың массалық үлесі 3%, бұдан сырт күкірт қышқыл натрий, көмір қышқыл натрий, азот қышқыл натрий түрінде сақталады.

Натрий асқын тотығы сияқты қосылыстарды алуға қолданылады. Натрий мен калидың қорытпасы ( калидың массалық үлесі 50% -80% ) бөлме температурасында сұйық күйде болады, ол атом реакция қазанның жылу өткізгіші натрий өте күшті тотықсыздандырғыш ол титан, цирконий ниобий, тантал сияқты металдар олардың галогенді қосылыстарына тотықсыздандырып шығарады, натрий электрлік жарық көзіне де қолданылады, жоғары кернеулі натрий шамы шығарған сары сәуле АЭС-қа тартылады. Тұманнан өту қабілеті күшті, жарықтандыруы жоғары кернеулі сынап шамнан қарағанда неше есе жоғары болғандықтан көше шамы ретінде пайдаланады.

Натрийдың қосылыстары.

Натридың қосылыстары өте көп. Олар кең көлемде қолданылады. Осының ішінде натридың маңызды қосылыстары есептелген натрий тотығының гидраты мен хлорлы натриды орталау мектепте үйренгенбіз. Бұл арада, натрий асқын тотығы көмір қышқыл натриды түйінді түрде үйренеміз.

Натрий асқын тотығы.

Натрий асқын тотығы сарғыш түсті қатты зат сумен әрекеттеседі. Натрий асқын тотығы сумен әрекеттесіп натрий тотығының гидраты мен оттегін түзеді.

2Na ₂ O ₂ +2H ₂ O===HNaOH+O ₂ ↑

Бұл реакция жылу шығаратын реакция, реакциядан бөлініп шыққан жылу мақтаны жандырады. Ал реакция барысында түзілген оттегі мақтаның жылуын қаулата түседі.

Натрий асқын тотығы тотықтырғыш, онымен тоқыма бұйымдарды, сабанды және қауырсын сияқтыларды ағартуға болады.

Натрий асқын тотығы көміртегі қос тотығы мен әрекеттесіп көмір қышқыл натрий мен оттегі түзіледі.

2Na ₂ O ₂ +2СО ₂ ===2Na ₂ СO ₃ +O ₂

сондықтан ол тыныс алу тұмылдырығында, сүңгуір қайықта оттегі қайнары ретінде пайдаланылады.

Көмірқышқыл натрий және қышқылкөмір натрий.

Көмір қышқыл натрий (Na ₂ СO ₃ ) жай тілде таза соданемесе сода деп аталатын ақ түсті кристалл. Көмірқышқыл натрий кристалының құрамында кристалл суы болады, химиялық формуласы (2Na ₂ СO ₃ 10НO ₂ ) көмір қышқыл натрий кристалы ауада кристал суынан өте оңай айырылып, бірте-бірте үгіліп ұнтаққа айналады, айырылғаннан кейінгі көмірқышқыл натрий сусыз көмірқышқыл натрий деп аталады.

Қышқыл көмірқышқыл натрий (NaHCO ₃ ) жай тілде кіші сода деп аталатын өте ұсақ ақ түсті кристалл. Көмір қышқыл натрий қышқылкөмір қышқыл натриға қарағанда суда жақсы ериді.

Көмір қышқыл натрий мен қышқылкөмір қышқыл натридың екеуі де тұз қышқылымен реакцияласқанда көміртегі қос тотығын бөліп шығарады.

Na ₂ CO ₃ + 2HCI = 2 NaCI+H ₂ O+CO ₂

NaHCO ₃ + HCI = NaCI+H ₂ O+CO ₂ ↑

Тәжірибе: екі пробиркаға жеке-жеке 3 мл-ден сұйық тұз қышқылын құйып 0. 3т Na ₂ CO ₃ немесе NaHCO ₃ ұнтағы салынған кішкене екі шарды екі пробирканың аузына жеке-жеке кигізейік. Шардың ішіндегі Na ₂ CO ₃ немесе NaHCO ₃ -ті пробиркаға тең түсіріп, олардың CO _3-ті бөліп шығаруының тез-баяулығын салыстырайық.

Жоғарыдағы тәжірибеден NaHCO ₃ пен Na ₂ CO ₃ -тің екеуінің де HCI ертіндісімен әрекеттесетіндігін, NaHCO ₃ пен HCI ертіндісінің реакциясы Na ₂ CO ₃ пен HCI ертіндісінің реакциясына қарағанда әлде қайда күшті жүретіндігін көруге болады.

Тәжірибе: NaHCO ₃ -ті пробирканың шамамен 1/6 бөліміне дейін салып, тағы бір пробиркаға тұндырылған әк суында өзгеріс болған-болмағандығын бақылайық. Пробирканың орнына ұқсас көлемде NaHCO ₃ салынған пробирканы ауыстырып, оны да қыздырайық. Тұндырылған әк суында пайда болған өзгерісті байқылайық.

Жоғарыдағы тәжірибеден Na ₂ CO ₃ қыздырғанда өзгермейтіндігін, ал Na CO ₃ қыздырғанда CO ₃ бөліп шығаратындығын көруге болады. Бұл тәжірбиеден Na ₂ CO ₃ өте тұрақты, ал NaН CO ₃ тұрақсыз екенін қыздырғанда оңай ыдырайтындығын көруге болады.

2NaHCO ₃ + HCI = Na ₂ CО ₃ +H ₂ O+CO ₂ ↑

осы реакцияны пайдаланып Na ₂ CO ₃ мен NaН CO ₃ парақтауға болады.

Көмір қышқылы натрий химия өнеркәсібінің маңызды өнімдерінің бірі, көп орындарда қолданылады ол сабын, қағаз жасау, тоқымашылық сияқты өнеркәсіптерде және натрийдың басқа да қосылыстарын алуға қолданылады. Қышқыл көмір, қышқыл натрий бал күлше пісіруге істетілген ашытқының басты құрамдарының бірі. Дәрігерлікте ол асқазан қышқылының молаю науқасын емдеуге қолданылады.

Сілтілік металл элементтер.

Литий натрий, калий, рубидий, цезилер сілтілік металдар деп аталады. Бұлардың арасында белгілі ішкі байланыс болғандықтан бірге зерттеледі. Ендеше бұлардың арасында ішкі байланысы бар төменде олардың құрылыс ерекшеліктері мен қасиеттерін зерттеп көрейік.

Сілтілік металл элементтердің атомдық құрылысы және олардың қасиеттері.

Сілтілік металдардың қасиеті өте актив келетіндіктен табиғат дүниесінде қосылыс күйінде сақталады, олардың жай заты жасанды жолмен алады. 2-1- кестеде сілтілік металдардың басты физикалық қасиеттері берілген.

2 -1-кесте. Сілтілік металдардың басты физикалық қасиеттері .

Қайнау нүктесі: Қайнау нүктесі

Балқу нүктесі: Балқу нүктесі

Тығыз-дығы:

Тығыз-

дығы

Түсі және күйі: Түсі және күйі

Ядро зарядсаны: Ядро зарядсаны

Эле-мент таң-басы:

Эле-

мент таң-

басы

Эле-мент аты:

Эле-

мент аты

Қайнау нүктесі: Ċ

Балқу нүктесі: Ċ

Тығыз-дығы: T. cm ^-3

Қайнау нүктесі: 1347

Балқу нүктесі: 180▪5

Тығыз-дығы: 0▪534

Түсі және күйі: Күмістей ақ түсті, жұмсақ

Ядро зарядсаны: 3

Эле-мент таң-басы: Li

Эле-мент аты: Литий

Қайнау нүктесі: 882▪9

Балқу нүктесі: 97▪81

Тығыз-дығы: 0▪97

Түсі және күйі: Күмістей ақ түсті, жұмсақ

Ядро зарядсаны: 11

Эле-мент таң-басы: Na

Эле-мент аты: Натрий

Қайнау нүктесі: 774

Балқу нүктесі: 63▪65

Тығыз-дығы: 0▪86

Түсі және күйі: Күмістей ақ түсті, жұмсақ

Ядро зарядсаны: 19

Эле-мент таң-басы: K

Эле-мент аты: Калий

Қайнау нүктесі: 688

Балқу нүктесі: 38▪89

Тығыз-дығы: 1▪532

Түсі және күйі: Күмістей ақ түсті, жұмсақ

Ядро зарядсаны: 37

Эле-мент таң-басы: Rb

Эле-мент аты: Рубидий

Қайнау нүктесі: 678

Балқу нүктесі: 28▪40

Тығыз-дығы: 1▪879

Түсі және күйі: Алтын сияқты жылтыр, жұмсақ

Ядро зарядсаны: 55

Эле-мент таң-басы: Cs

Эле-мент аты: Цезий

2-1- кестеден, сілтілік металдарда цезий алтын сияқты жылтыр, басқалары күмістей ақ түсті болатындығын көруге болады. Сілтілік металдардың бәрі біршама жұмсақ, созылғыш келеді. Сілтілік металдардың ішіндегі литий, натрий калидың тығыздығы біршама кіші болады, сілтілік металдардың балқу нүктесі төмен болады.

Мысалы: цезий ауа температурасы сәл жоғарылаған кезде сұйық күйге айналады, бұдан олардың жылу, ток өткізгіштігі де өте жақсы.

2-1- кестедегі сандық мәліметтерге талдау жасау арқылы кейбір заңдылық сипатты білімдерді келтіріп шығаруға болады: сілтілік металл элементтердің ядро заряд санының артуына байланысты тығыздығы да артады, ал балқу нүктесі мен қайнау нүктесі біртіндеп төмендейді. Енді сілтілік металл элементтердің атомдық құрылысына талдау жасайық.

2-1 - сілтілік металл элементтердің атомдық құрылысы

Атом ядросы: Атом ядросы

Электрондық қабат құрлысы: Электрондық қабат құрлысы

Ядро заряд саны: Ядро заряд саны

Элемент таңбасы: Элемент таңбасы

Элемент аты: Элемент аты

Атом ядросы:

0, 152

Электрондық қабат құрлысы:

) )

2 1

) )

Ядро заряд саны: 3

Элемент таңбасы: Li

Элемент аты: Литий

Атом ядросы:

0, 186

Электрондық қабат құрлысы:

) ) )

2 8 1

) ) )

Ядро заряд саны: 11

Элемент таңбасы: Na

Элемент аты: Натрий

Атом ядросы:

0, 227

Электрондық қабат құрлысы:

) ) ) )

2 8 8 1

) ) ) )

Ядро заряд саны: 19

Элемент таңбасы: K

Элемент аты: Калий

Атом ядросы:

0, 248

Электрондық қабат құрлысы:

) ) ) ) )

2 8 18 8 1

) ) ) ) )

Ядро заряд саны: 37

Элемент таңбасы: Rb

Элемент аты: Рубидий

Атом ядросы:

0, 265

Электрондық қабат құрлысы:

) ) ) ) ) )

2 8 18 18 8 1

) ) ) ) ) )

Ядро заряд саны: 55

Элемент таңбасы: Cs

Элемент аты: Цезий

2-2- кестеден де заңдылық сипатты білімдерді келтіріп шығаруға болады: сілтілік металл элементі атомының ең сыртқы электрон қабатында түгелдей бір ғана электрон болады, ядро заряд санының артуына сай, олардың электрон қабат саны біртіндеп артады, атом радиусы да біртіндеп үлкейеді.

Жоғарыдағы фактілерден мынадай қорытынды шығаруға болады:

Біріншіден, элементтердің қасиеті атомның ең сыртқы қабатындағы электрон санымен тығыз байланыста болады. Сілтілік металл элементтер атомдарының ең сыртқы қабатында бір ғана электрон болатындықтан олардың химиялық қасиеттері ұқсастау. Егер натриді үлгі етіп алсақ, онда магий, калий, рубидий, цезий осы сілтілік металдарда оттегі сияқты бейметалдармен, сондай-ақ сумен реакцияласады.

Екіншіден, ядро заряд санының артуына сай сілтілік металл элементтердің атомдарының электрон қабат саны біртіндеп артып, атом радиусы біртіндеп үлкейетіндіктен, атом ядросының ең сыртқы қабатындағы электронды тарту күші біртіндеп әлсірейді. Сондықтан, сілтілік металл элементтер атомдарының ең сыртқы қабатындағы электроннан айрылу қуаты біртіндеп күшейеді. Атап айтқанда, сілтілік металл элементтердің қасиетінде де парықтылық болады, литиден цезиге қарай металдық қасиеті біртіндеп күшейеді, калий, рубидий, цезилер оттегімен немесе сумен натридан да күшті реакцияласады.

Жоғарыдағы қорытындылардың бәрінің дұрыстығын тәжірибе және факт арқылы дәлелдеуге тура келеді.

Сілтілік металдардың бейметалдармен реакцияласуы

Кішкене бір түйір калиды алып, оның бетіндегі керасинді тазалап сүртіп, тас мақта тордың үстіне қойып сәл қыздырайық та, пайда болған құбылысты бақылайық әрі натридың ауада жану құбылысымен салыстырайық.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.