Proprietà fisiche della tavola dei metalli alcalini. Composti di metalli alcalini e loro applicazioni

Metalli alcalini - nome comune elementi del 1° gruppo del sistema periodico degli elementi chimici. La sua composizione è litio (Li), sodio (Na), potassio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr) e l'ipotetico elemento ununenium (Uue). Il nome del gruppo deriva dal nome di idrossidi di sodio e potassio solubili, che hanno la reazione e il sapore degli alcali. Considera le caratteristiche generali della struttura degli atomi degli elementi, le proprietà, la produzione e l'uso di sostanze semplici.

Numerazione di gruppo obsoleta e nuova

Secondo il sistema di numerazione obsoleto, i metalli alcalini, che occupano la colonna verticale più a sinistra della tavola periodica, appartengono a Gruppo I-A. Nel 1989, l'Unione Chimica Internazionale (IUPAC) ha proposto un'opzione diversa (di lungo periodo) come quella principale. I metalli alcalini, secondo la nuova classificazione e numerazione continua, appartengono al 1° gruppo. Il rappresentante del 2° periodo, il litio, apre questo set e l'elemento radioattivo del 7° periodo, il francio, lo completa. Tutti i metalli del 1° gruppo hanno un elettrone s nel guscio esterno degli atomi, a cui si arrendono facilmente (recuperano).

La struttura degli atomi di metalli alcalini

Gli elementi del 1° gruppo sono caratterizzati dalla presenza di un secondo livello energetico, che ripete la struttura del precedente gas inerte. Il litio ha 2 elettroni sul penultimo strato, il resto ha 8 elettroni ciascuno. Nelle reazioni chimiche, gli atomi donano facilmente un elettrone s esterno, acquisendo una configurazione energeticamente favorevole di un gas nobile. Gli elementi del 1° gruppo hanno piccoli valori di energia di ionizzazione ed elettronegatività (EO). Formano facilmente ioni positivi a carica singola. Nel passaggio dal litio al francio, il numero di protoni ed elettroni, il raggio dell'atomo, aumenta. Rubidio, cesio e francio donano un elettrone esterno più facilmente degli elementi che li precedono nel gruppo. Di conseguenza, nel gruppo dall'alto verso il basso, la capacità riparativa aumenta.

La facile ossidabilità dei metalli alcalini porta al fatto che gli elementi del 1° gruppo esistono in natura sotto forma di composti dei loro cationi a carica singola. Contenuto dentro la crosta terrestre sodio - 2,0%, potassio - 1,1%. Altri elementi in esso contenuti sono in piccole quantità, ad esempio riserve di francio - 340 g Il cloruro di sodio viene sciolto in acqua di mare, salamoia di laghi salati ed estuari, forma depositi di salgemma o sale da tavola. Insieme all'alite, si trova la silvinite NaCl. KCl e Sylvin KCl. Il feldspato è formato da alluminosilicato di potassio K 2 . Il carbonato di sodio si dissolve nell'acqua di numerosi laghi e le riserve del solfato dell'elemento sono concentrate nelle acque del Mar Caspio (Kara-Bogaz-Gol). Ci sono depositi di nitrato di sodio in Cile (salnitro cileno). Esiste un numero limitato di composti di litio presenti in natura. Rubidio e cesio si trovano come impurità nei composti di elementi del 1° gruppo e il francio si trova nella composizione dei minerali di uranio.

Sequenza di scoperta dei metalli alcalini

Il chimico e fisico britannico G. Davy nel 1807 eseguì l'elettrolisi dei fusi alcalini, ottenendo per la prima volta sodio e potassio in forma libera. Nel 1817, lo scienziato svedese Johann Arfvedson scoprì l'elemento litio nei minerali e nel 1825 G. Davy isolò il metallo puro. Il rubidio fu scoperto per la prima volta nel 1861 da R. Bunsen e G. Kirchhoff. I ricercatori tedeschi hanno analizzato la composizione degli alluminosilicati e ottenuto una linea rossa nello spettro corrispondente a un nuovo elemento. Nel 1939, una dipendente dell'Istituto di radioattività di Parigi, Marguerite Pere, stabilì l'esistenza di un isotopo del francio. Ha anche chiamato l'elemento in onore della sua terra natale. Ununennium (eca-francium) è il nome preliminare di un nuovo tipo di atomo con numero di serie 119. Temporaneamente utilizzato simbolo chimico Uu. I ricercatori dal 1985 stanno cercando di sintetizzare un nuovo elemento, che sarà il primo nell'8° periodo, il settimo nel 1° gruppo.

Proprietà fisiche dei metalli alcalini

Quasi tutti i metalli alcalini sono di colore bianco argenteo e hanno una lucentezza metallica quando vengono tagliati di fresco (il cesio è giallo dorato). Nell'aria, la lucentezza svanisce, appare un film grigio, al litio è nero-verdastro. Questo metallo ha la durezza più alta tra i suoi vicini del gruppo, ma è inferiore al talco, il minerale più tenero che apre la scala di Mohs. Il sodio e il potassio si piegano facilmente, possono essere tagliati. Rubidio, cesio e francio nella loro forma pura rappresentano una massa pastosa. La fusione dei metalli alcalini avviene a una temperatura relativamente bassa. Per il litio, raggiunge i 180,54 °C. Il sodio fonde a 97,86°C, il potassio a 63,51°C, il rubidio a 39,32°C e il cesio a 28,44°C. La densità dei metalli alcalini è inferiore alle loro sostanze correlate. Il litio galleggia nel cherosene, sale sulla superficie dell'acqua, al suo interno galleggiano anche potassio e sodio.

Stato cristallino

La cristallizzazione dei metalli alcalini avviene nella singonia cubica (centrata sul corpo). Gli atomi nella sua composizione hanno una banda di conduzione, ai livelli liberi di cui possono passare gli elettroni. Sono queste particelle attive che realizzano uno speciale legame chimico: uno metallico. La comunanza della struttura dei livelli energetici e la natura dei reticoli cristallini spiegano la somiglianza degli elementi del 1° gruppo. Nel passaggio dal litio al cesio, le masse degli atomi degli elementi aumentano, il che porta a un aumento regolare della densità, nonché a un cambiamento di altre proprietà.

Proprietà chimiche dei metalli alcalini

L'unico elettrone esterno negli atomi di metalli alcalini è debolmente attratto dal nucleo, quindi sono caratterizzati da bassa energia di ionizzazione, affinità elettronica negativa o prossima allo zero. Gli elementi del 1° gruppo, avendo attività riducente, sono praticamente incapaci di ossidarsi. Nel gruppo dall'alto verso il basso, l'attività nelle reazioni chimiche aumenta:

Produzione e uso di metalli alcalini

I metalli appartenenti al 1° gruppo sono prodotti nell'industria mediante elettrolisi dei fusi dei loro alogenuri e di altri composti naturali. Quando decomposto nell'ambito dell'azione corrente elettrica gli ioni positivi al catodo acquistano elettroni e vengono ridotti al metallo libero. L'anione è ossidato all'elettrodo opposto.

Durante l'elettrolisi dell'idrossido si scioglie, le particelle di OH vengono ossidate all'anodo, viene rilasciato ossigeno e si ottiene acqua. Un altro metodo è la riduzione termica dei metalli alcalini dalla fusione dei loro sali con il calcio. Sostanze semplici e composti di elementi del 1o gruppo hanno valore pratico. Il litio è usato come materia prima nell'energia nucleare, viene utilizzato tecnologia missilistica. In metallurgia, viene utilizzato per rimuovere i residui di idrogeno, azoto, ossigeno e zolfo. Elettrolita di supplemento di idrossido nelle batterie alcaline.

Il sodio è necessario per l'energia nucleare, la metallurgia e la sintesi organica. Il cesio e il rubidio sono usati nella produzione di celle solari. Sono ampiamente utilizzati idrossidi e sali, in particolare cloruri, nitrati, solfati, carbonati di metalli alcalini. I cationi hanno attività biologica, gli ioni sodio e potassio sono particolarmente importanti per il corpo umano.

Caratteristiche dei composti di litio rispetto ai composti di altri metalli alcalini.

Idruri, ossidi, perossidi, idrossidi di metalli alcalini: legame chimico nei composti, preparazione e proprietà.

Ottenere sodio, idrossido di sodio e carbonato di sodio nell'industria.

Interazione con soluzioni alcaline: a) metalli anfoteri; b) non metalli; c) ossidi acidi; d) ossidi anfoteri.

I metalli del sottogruppo IA del sistema periodico degli elementi I. I. Mendeleev Li, Na, K, Rb, Cs e Fr sono chiamati alcalini.

I metalli alcalini, alcalino terrosi, Be e Mg sono tra gli elementi più elettropositivi. Nei composti con altri elementi, lo stato di ossidazione di + 1 è tipico per i metalli del sottogruppo IA e di +2 per i metalli del sottogruppo PA. Con un aumento del numero di strati di elettroni e un aumento dei raggi, l'energia di ionizzazione degli atomi diminuisce. Di conseguenza, l'attività chimica degli elementi nei sottogruppi aumenta con la crescita del loro numero di serie. L'effetto fotoelettrico caratteristico di essi è associato a una bassa energia di ionizzazione, così come alla loro colorazione con i sali di fiamma di un bruciatore a gas.A causa del facile ritorno di elettroni esterni, i metalli alcalini e alcalino terrosi formano composti prevalentemente con un legame ionico.

I metalli alcalini e alcalino terrosi mostrano un livello elevato

attività chimica. Quando riscaldati in idrogeno, si formano

gli idruri sono composti simili al sale contenenti idrogeno

come ione caricato negativamente. Aria alcalina

i metalli si ossidano rapidamente, formandosi, a seconda della loro attività

ossidi, perossidi, superossidi o ozonidi.

Allo stesso tempo, Ci, Na e K "si illuminano solo nell'aria o in un'atmosfera di ossigeno secco

quando riscaldati, a, Rb e Cs si accendono spontaneamente senza riscaldarsi.

La formazione durante la combustione di un ossido della composizione M 2 O è solo caratteristica

per il litio. Il sodio forma un perossido della composizione M 2 O 2, potassio, rubidio

e composizione di cesio-superossidi MO 2 .

I metalli alcalini reagiscono vigorosamente con l'acqua, spostando l'idrogeno da essa e formando i corrispondenti idrossidi. L'attività di interazione di questi metalli con l'acqua aumenta con l'aumentare numero di serie elemento. Quindi, - il litio reagisce con l'acqua senza sciogliersi, il sodio - si scioglie, il potassio - si accende spontaneamente, l'interazione di rubidio e cesio procede ancora più vigorosamente. I metalli alcalini reagiscono vigorosamente con gli alogeni e, quando riscaldati, con lo zolfo.

Idrossidi di metalli alcalini - composti prevalentemente

ma ionico. In soluzioni acquose, si dissociano completamente

La natura caratteristica del legame spiega anche il loro elevato valore termico

stabilità: non scindono l'acqua anche se riscaldati fino al punto di ebollizione (sopra i 1300 ° C) L'eccezione è l'idrossido di litio, che, una volta riscaldato, si decompone con la scissione dell'acqua. Il comportamento del litio differisce anche per altri aspetti da quello degli altri metalli alcalini. Ciò si spiega con la sua incompleta analogia elettronica con gli altri elementi del gruppo.

Dei metalli alcalini, solo litio, con relativamente piccolo quando riscaldato, interagisce con azoto, carbonio e silicio, formando rispettivamente nitruro di Li 3 N, carburo di Li 2 C 2 e siliciuro di Li 6 Si 2. In presenza di umidità la formazione di nitruri procede anche a temperatura ambiente.

A differenza dei metalli alcalini, i cui sali sono quasi tutti altamente solubili in acqua, il litio forma fluoruro poco solubile LiF carbonato Li 2 CO 3 e fosfato Li 3 PO 4 .

Calcio, stronzio e bario si comportano come metalli alcalini rispetto all'ossigeno e all'acqua. Decompongono l'acqua con rilascio di idrogeno e formazione di idrossidi M(OH) 2 . Interagendo con l'ossigeno, formano ossidi (CaO) e perossidi (SrO 2, BaO 2), che reagiscono con l'acqua come composti di metalli alcalini simili.

Il magnesio differisce anche in modo significativo dai metalli alcalino terrosi. Ad esempio, a causa della bassa solubilità del suo idrossido, non interagisce con l'acqua fredda. Una volta riscaldato, il processo è facilitato.

In generale, i metalli del sottogruppo PA sono chimicamente attivi: quando riscaldati interagiscono con alogeni e zolfo per formare i sali corrispondenti e si combinano con l'azoto molecolare.

I sali di metalli alcalino terrosi, come i sali di metalli alcalini, sono composti da ioni. I sali di questi metalli colorano la fiamma del bruciatore. in colori caratteristici, questo non si osserva per i composti Be e Mg.

A differenza dei sali di metalli alcalini, molti sali metallici del sottogruppo PA sono scarsamente solubili, in particolare i fluoruri (tranne BeF 2). solfati (tranne BeSO 4 e MgSO 4), carbonati. Dalle soluzioni acquose, Be 2+ precipita sotto forma di carbonati basici di composizione variabile, Mg 2+ - sotto forma di 4MgCO 3 -Mg (OH) 2 -5H 2 O, e Ca 2+, Sr 2 + e Ba 2 + precipitato sotto forma di carbonati medi MCO3.

MA) Be+2NaOH= Na2BeO2+H2

Al+NaOH+H2O=NaAlO2+H2

B) I non metalli, ad eccezione degli alogeni, non reagiscono con le soluzioni alcaline.

Cl2+NaOH=NaClO3+NaCl+H2O

A) gli ossidi acidi si dissolvono solo negli alcali per formare sale e acqua

SO3+2NaOH=Na2So4+H2o

G) Amf me reagisce con alcali forti, mostrando così le loro proprietà acide, ad esempio:

ZnO + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2 O Gli ossidi anfoteri possono reagire con gli alcali in due modi: in soluzione e allo stato fuso.

Quando si fa reagire con un alcali nella massa fusa, si forma un sale medio ordinario (come mostrato nell'esempio sopra).

Quando si reagisce con alcali in soluzione, si forma un sale complesso.

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na (in questo caso si forma sodio tetraidrossialluminato)

Dell'intero sistema periodico, la maggior parte degli elementi rappresenta un gruppo di metalli. anfoteri, transitori, radioattivi: ce ne sono molti. Tutti i metalli svolgono un ruolo enorme non solo nella natura e nella vita biologica umana, ma anche in vari settori. Non c'è da stupirsi che il 20° secolo fosse chiamato "Ferro".

Metalli: caratteristiche generali

Tutti i metalli condividono proprietà chimiche e fisiche comuni che li rendono facili da distinguere dai non metalli. Quindi, ad esempio, la struttura del reticolo cristallino consente loro di essere:

• conduttori di corrente elettrica;
• buoni conduttori di calore;
• malleabile e plastica;
• forte e lucente.

Naturalmente, ci sono differenze tra loro. Alcuni metalli brillano di un colore argenteo, altri di un bianco più opaco, altri ancora di rosso e giallo in genere. Ci sono anche differenze in termini di conducibilità termica ed elettrica. Tuttavia, tutti uguali, questi parametri sono comuni a tutti i metalli, mentre i non metalli hanno più differenze che somiglianze.

Di natura chimica tutti i metalli sono agenti riducenti. A seconda delle condizioni di reazione e delle sostanze specifiche, possono agire anche come agenti ossidanti, ma raramente. Capace di formare numerose sostanze. Composti chimici i metalli si trovano in natura in grandi quantità nella composizione di minerali o minerali, minerali e altre rocce. Il grado è sempre positivo, può essere costante (alluminio, sodio, calcio) o variabile (cromo, ferro, rame, manganese).

Molti di loro sono ampiamente utilizzati come materiali da costruzione e sono utilizzati in vari rami della scienza e della tecnologia.

Composti chimici dei metalli

Tra queste vanno citate diverse classi principali di sostanze, che sono prodotti dell'interazione dei metalli con altri elementi e sostanze.

1. Ossidi, idruri, nitruri, siliciuri, fosfuri, ozonidi, carburi, solfuri e altri - composti binari con non metalli, appartengono molto spesso alla classe dei sali (tranne gli ossidi).
2. idrossidi - formula generale Io + x (OH) x.
3. Sale. Composti di metalli con residui acidi. Potrebbe essere diverso:

• medio;
• acido;
• Doppio;
• di base;
• complesso.

4. Composti metallici con materia organica- strutture organometalliche.

5. Composti di metalli tra loro - leghe ottenute in modi diversi.

Opzioni di connessione in metallo

Le sostanze che possono contenere due o più metalli diversi contemporaneamente si suddividono in:

• leghe;
• doppi sali;
• composti complessi;
• intermetallici.

Anche i metodi per collegare i metalli tra loro variano. Ad esempio, per ottenere leghe, viene utilizzato il metodo di fusione, miscelazione e solidificazione del prodotto risultante.

I composti intermetallici si formano a seguito di reazioni chimiche dirette tra i metalli, che spesso si verificano con un'esplosione (ad esempio zinco e nichel). Tali processi richiedono condizioni speciali: temperatura molto alta, pressione, vuoto, mancanza di ossigeno e altro.

Soda, sale, caustica sono tutti composti di metalli alcalini presenti in natura. Esistono allo stato puro, formano depositi o fanno parte dei prodotti di combustione di determinate sostanze. A volte si ottengono in laboratorio. Ma queste sostanze sono sempre importanti e preziose, poiché circondano una persona e ne formano la vita.

I composti di metalli alcalini e i loro usi non si limitano al sodio. Diffusi e diffusi anche nei settori dell'economia sono sali come:

• cloruro di potassio;
• (nitrato di potassio);
• carbonato di potassio;
• solfato.

Tutti loro sono preziosi fertilizzanti minerali utilizzati in agricoltura.

Metalli alcalino terrosi - composti e loro applicazioni

Questa categoria include elementi del secondo gruppo del sottogruppo principale del sistema di elementi chimici. Il loro stato di ossidazione permanente è +2. Questi sono agenti riducenti attivi che entrano facilmente reazioni chimiche con la maggior parte dei composti e delle sostanze semplici. Manifesta tutto proprietà tipiche metalli: brillantezza, duttilità, calore e conducibilità elettrica.

I più importanti e comuni di questi sono magnesio e calcio. Il berillio è anfotero, mentre il bario e il radio sono elementi rari. Tutti loro sono in grado di formare i seguenti tipi di connessioni:

• intermetallico;
• ossidi;
• idruri;
• sali binari (composti con non metalli);
• idrossidi;
• sali (doppio, complesso, acido, basico, medio).

Considera i composti più importanti da un punto di vista pratico e le loro applicazioni.

Magnesio e sali di calcio

Hanno composti di metalli alcalino terrosi come i sali importanza per gli organismi viventi. Dopotutto, i sali di calcio sono la fonte di questo elemento nel corpo. E senza di esso, la normale formazione dello scheletro, dei denti, delle corna negli animali, degli zoccoli, dei capelli e del mantello, e così via, è impossibile.

Quindi, il sale più comune del calcio di metallo alcalino terroso è il carbonato. I suoi altri nomi sono:

• marmo;
• calcare;
• dolomite.

Viene utilizzato non solo come fornitore di ioni calcio per un organismo vivente, ma anche come materiale da costruzione, materia prima per le industrie chimiche, nell'industria cosmetica, del vetro e così via.

Anche i composti di metalli alcalino terrosi come i solfati sono importanti. Ad esempio, il solfato di bario (nome medico "porridge di barite") viene utilizzato nella diagnostica a raggi X. Il solfato di calcio sotto forma di idrato cristallino è un gesso che si trova in natura. È usato in medicina, edilizia, calchi di stampaggio.

Fosforo da metalli alcalino terrosi

Queste sostanze sono note fin dal Medioevo. In precedenza erano chiamati fosfori. Questo nome ricorre ancora oggi. Per loro natura, questi composti sono solfuri di magnesio, stronzio, bario, calcio.

Con una certa lavorazione, sono in grado di esibire proprietà fosforescenti e il bagliore è molto bello, dal rosso al viola brillante. Viene utilizzato nella produzione di segnaletica stradale, abbigliamento da lavoro e altre cose.

Composti complessi

Le sostanze che includono due o più elementi diversi di natura metallica sono composti complessi di metalli. Molto spesso sono liquidi con colori belli e multicolori. Usato in chimica analitica per la determinazione qualitativa degli ioni.

Tali sostanze sono in grado di formare non solo metalli alcalini e alcalino terrosi, ma anche tutti gli altri. Ci sono idrossicomplessi, aquacomplessi e altri.

Riferirsi al numero di elementi s. L'elettrone dello strato elettronico esterno di un atomo di metallo alcalino, rispetto ad altri elementi dello stesso periodo, è il più lontano dal nucleo, cioè il raggio dell'atomo di metallo alcalino è il più grande rispetto ai raggi degli atomi di altri elementi dello stesso periodo. Dovuto

La distribuzione degli elettroni sui livelli di energia negli atomi di metalli alcalini Tabella 1

Elemento	Carica del nucleo	Numero di elettroni nei livelli di energia							Raggio dell'atomo
		K	l	M	N	o	P	Q
									1,57 1,86 2,36 2,43 2,62

con questo, l'elettrone di valenza dello strato esterno degli atomi di metalli alcalini si rompe facilmente, trasformandoli in ioni positivi a carica singola. Ciò è dovuto al fatto che i composti di metalli alcalini con altri elementi sono costruiti in base al tipo di legame ionico.

Nelle reazioni redox, gli alcali si comportano come forti agenti riducenti e questa capacità aumenta da metallo a metallo con un aumento della carica del nucleo atomico.

Tra i metalli, i metalli alcalini mostrano la più alta attività chimica. In una serie di tensioni, tutti i metalli alcalini si trovano all'inizio della serie. L'elettrone dello strato di elettroni esterno è l'unico elettrone di valenza, quindi i metalli alcalini in qualsiasi composto sono univalenti. Lo stato di ossidazione dei metalli alcalini è solitamente +1.
Le proprietà fisiche dei metalli alcalini sono riportate nella tabella. 19.

Proprietà fisiche dei metalli alcalini. Tabella 19

Elemento	Numero di serie	Peso atomico	Punto di fusione, °С	Punto di ebollizione, °С	Densità, g/cm3	Durezza della scala
		6,94 22,997 39,1 85,48 132,91	38,5	1336	0,53 0,97 0,86 1,53

Rappresentanti tipici dei metalli alcalini sono sodio e potassio.
■ 26. Componi caratteristiche generali metalli alcalini secondo il seguente piano:
a) somiglianze e differenze nella struttura degli atomi di metalli alcalini;
b) caratteristiche del comportamento dei metalli alcalini nelle reazioni redox;
c) tipo di reticolo cristallino nei composti di metalli alcalini;
d) caratteristiche dei cambiamenti nelle proprietà fisiche dei metalli a seconda del raggio dell'atomo.

Sodio

La configurazione elettronica dell'atomo di sodio è ls 2 2s 2 2p 6 3s 1 . Struttura del suo strato esterno:

Il sodio si trova in natura solo sotto forma di sali. Il sale di sodio più comune è il sale da cucina NaCl, così come la silvinite minerale KCl NaCl e alcuni sali solfati, come il sale di Glauber Na2SO4 10H2O, che si trovano in grandi quantità nel Golfo di Kara-Bogaz-Gol del Mar Caspio.
Dal comune sale NaCl si ottiene il sodio metallico per elettrolisi di una fusione di questo sale. L'impianto di elettrolisi è mostrato in fig. 76. Gli elettrodi vengono abbassati nel sale fuso. Lo spazio dell'anodo e del catodo è separato da un diaframma, che isola il formato dal sodio in modo che non si verifichi una reazione inversa. Uno ione sodio positivo accetta un elettrone dal catodo e diventa un atomo di sodio neutro. Gli atomi di sodio neutri vengono raccolti al catodo sotto forma di metallo fuso. Il processo che si verifica al catodo può essere rappresentato dal seguente diagramma:
Na + + Na 0 .
Poiché gli elettroni sono accettati al catodo e qualsiasi accettazione di elettroni da parte di un atomo o ione è una riduzione, gli ioni sodio al catodo sono ridotti. All'anodo, gli ioni di cloro donano elettroni, cioè il processo di ossidazione e il rilascio di

cloro gassoso, che può essere rappresentato dal seguente diagramma:

Cl — — e— → CI 0

Il sodio metallico risultante ha un colore bianco argenteo e si taglia facilmente con un coltello. Il taglio in sodio, se visto subito dopo il taglio, ha una brillante lucentezza metallica, ma si appanna rapidamente a causa della rapidissima ossidazione del metallo.

Riso. 76. Schema dell'impianto per l'elettrolisi del sale fuso. 1 - catodo ad anello; 2 - campana per la rimozione del cloro gassoso dallo spazio dell'anodo

Se il sodio viene ossidato in una piccola quantità di ossigeno ad una temperatura di circa 180°, si ottiene ossido di sodio:
4Na + O2 = 2Na2O.
Quando viene bruciato in ossigeno, si ottiene il perossido di sodio:
2Na + O2 = Na2O2.
In questo caso, il sodio brucia con una fiamma gialla abbagliante.
A causa della facile e rapida ossidazione del sodio, viene immagazzinato sotto uno strato di cherosene o paraffina, ed è preferibile, poiché una certa quantità di aria si dissolve ancora nel cherosene e l'ossidazione del sodio, anche se lentamente, avviene ancora.

Il sodio può dare un composto con idrogeno - NaH idruro, in cui mostra uno stato di ossidazione di -1. Questo è un composto simile al sale, che per sua natura legame chimico e il valore del grado di ossidazione differisce dagli idruri volatili degli elementi dei principali sottogruppi dei gruppi IV-VII.
Il sodio metallico può reagire non solo con ossigeno e idrogeno, ma anche con molte sostanze semplici e complesse. Ad esempio, quando si strofina un mortaio con zolfo, il sodio reagisce violentemente con esso, formando:
2Na + S = Na2S

La reazione è accompagnata da bagliori, quindi la malta dovrebbe essere tenuta lontana dagli occhi e la mano dovrebbe essere avvolta in un asciugamano. Per la reazione, dovrebbero essere presi piccoli pezzi di sodio.
Il sodio brucia vigorosamente nel cloro con formazione di cloruro di sodio, cosa particolarmente buona da osservare in un tubo di cloruro di calcio, in cui una corrente di cloro viene fatta passare attraverso sodio fuso e altamente riscaldato:
2Na + Сl2 = 2NaCl
Il sodio reagisce non solo con sostanze semplici, ma anche complesse, ad esempio con l'acqua, spostandosi da essa, poiché è un metallo molto attivo, è molto a sinistra dell'idrogeno nella serie di tensioni e sposta facilmente quest'ultimo da acqua:
2Na + 2Н2O = 2NaOH + H2
Il metallo alcalino acceso non può essere estinto con acqua. È meglio riempirlo con polvere di carbonato di sodio. In presenza di sodio, la fiamma incolore di un bruciatore a gas diventa gialla.
Il sodio metallico può essere utilizzato come catalizzatore nella sintesi organica, ad esempio nella produzione di gomma sintetica dal butadiene. Serve come materiale di partenza per la produzione di altri composti di sodio, come il perossido di sodio.

■ 27. Utilizzando le equazioni di reazione fornite nel testo per le reazioni che coinvolgono il sodio metallico, dimostrare che si comporta come un agente riducente.

28. Perché il sodio non può essere immagazzinato nell'aria?

29. Uno studente ha immerso un pezzo di sodio in una soluzione di solfato di rame, sperando di rimuovere il metallo dal sale. Al posto del metallo rosso, è stato ottenuto un precipitato gelatinoso blu. Descrivi le reazioni che hanno avuto luogo e scrivi le loro equazioni in forma molecolare e ionica. Come dovrebbero essere modificate le condizioni di reazione affinché la reazione porti al risultato desiderato? Scrivi le equazioni in forme ioniche molecolari, complete e abbreviate.
30. 2,3 g di sodio metallico sono stati posti in un recipiente con 45 mi di acqua. Qual è la soda caustica formata al termine della reazione.
31. Quali mezzi possono essere usati per estinguere un fuoco di sodio? Dare una risposta motivata.

Composti dell'ossigeno del sodio. Idrossido di sodio

I composti dell'ossigeno del sodio, come già accennato, sono l'ossido di sodio Na2O e il perossido di sodio Na2O2.
Ossido di sodio Na2O significato speciale non ha. Reagisce vigorosamente con l'acqua formando soda caustica:
Na2O + H2O = 2NaOH
Il perossido di sodio Na202 è una polvere giallastra. Può essere considerato come una specie di sale del perossido di idrogeno, perché la sua struttura è la stessa di quella dell'H2O2. Ad esempio, il perossido di sodio è l'agente ossidante più forte. Sotto l'azione dell'acqua forma un alcali e:
Na2O2 + H2O = H2O2 + 2NaOH
È formato anche dall'azione degli acidi diluiti sul perossido di sodio:
Na2O2 + H2SO4 = H2O2 + Na2SO4
Tutte le proprietà di cui sopra del perossido di sodio ne consentono l'utilizzo per lo sbiancamento di tutti i possibili materiali.

Riso. 77. Schema di installazione per l'elettrolisi della soluzione di cloruro di sodio. 1 - anodo; 2 - diaframma che separa lo spazio dell'anodo e del catodo; 3 - catodo

Un composto di sodio molto importante è l'idrossido di sodio, o idrossido di sodio, NaOH. Viene anche chiamata soda caustica, o semplicemente caustica.
Per ottenere la soda caustica, viene utilizzato il sale da cucina: il composto di sodio naturale più economico, sottoponendolo a elettrolisi, ma in questo caso non viene utilizzata una fusione, ma una soluzione salina (Fig. 77). Per una descrizione del processo di elettrolisi di una soluzione di cloruro di sodio, vedere § 33. In fig. 77 mostra che gli spazi dell'anodo e del catodo sono separati da un diaframma. Questo viene fatto in modo che i prodotti risultanti non interagiscano tra loro, ad esempio Cl2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O.

La soda caustica è un solido cristallino Colore bianco, altamente solubile in acqua. Quando la soda caustica viene disciolta in acqua, viene rilasciata una grande quantità di calore e la soluzione è molto calda. La soda caustica deve essere conservata in contenitori ben chiusi per proteggerla dall'ingresso di vapore acqueo, sotto l'azione del quale può essere altamente inumidita, nonché dall'anidride carbonica, sotto l'influenza della quale la soda caustica può gradualmente trasformarsi in carbonato di sodio :
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O.
La soda caustica è un alcali tipico, quindi le precauzioni per lavorarci sono le stesse di quando si lavora con qualsiasi altro alcali.
La soda caustica è utilizzata in molte industrie, ad esempio, per la purificazione dei prodotti petroliferi, la produzione di sapone dai grassi, nell'industria della carta, nella produzione di fibre artificiali e coloranti, nella produzione di medicinali, ecc. (Fig. 78).

Annota su un quaderno le aree di applicazione della soda caustica.

Tra i sali di sodio si segnala innanzitutto il sale da cucina NaCl, che funge da principale materia prima per la produzione di soda caustica e sodio metallico (per i dettagli su questo sale, vedere p. 164), soda Na2CO3 (vedere p. . 278), Na2SO4 (vedi pag. 224), NaNO3 (vedi pag. 250), ecc.

Riso. 78. Uso di soda caustica

■ 32. Descrivere un metodo per produrre soda caustica mediante elettrolisi di sale comune.
33. La soda caustica può essere ottenuta per azione della calce spenta sul carbonato di sodio. Scrivi le forme molecolari e ioniche dell'equazione per questa reazione e calcola anche quanta soda contenente il 95% di carbonato sarà necessaria per produrre 40 kg di idrossido di sodio.
34. Perché, quando una soluzione di soda caustica viene conservata in bottiglie con tappi macinati, i tappi “si attaccano” e non possono essere rimossi? Se, tuttavia, per qualche tempo si tiene il pallone capovolto nell'acqua, il tappo viene rimosso liberamente. Spiega, fornendo le equazioni di reazione, che tipo di processi avvengono in questo caso.
35. Scrivi le equazioni di reazione in forme molecolari e ioniche che caratterizzano le proprietà della soda caustica come un tipico alcali.
36. Quali precauzioni dovrebbero essere prese quando si lavora con la soda caustica? Quali misure di primo soccorso dovrebbero essere previste per le ustioni con soda caustica?

Potassio

Il potassio K è anche un metallo alcalino abbastanza comune, che differisce dal sodio per il suo raggio atomico (quarto periodo) e quindi ha una maggiore attività chimica rispetto al sodio. La configurazione elettronica dell'atomo di potassio è 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 .
La struttura del suo strato di elettroni esterno

Il potassio è un metallo tenero che si taglia bene con un coltello. Per evitare l'ossidazione, esso, come il sodio, viene immagazzinato sotto uno strato di cherosene.
Con l'acqua, il potassio reagisce ancora più violentemente del sodio, con la formazione di alcali e con il rilascio di idrogeno, che accende:
2K + 2H2O = 2KOH + H2.
Quando viene bruciato in ossigeno (si consiglia di prendere pezzi di metallo ancora più piccoli per bruciare che per bruciare il sodio), esso, come il sodio, brucia molto vigorosamente con la formazione di perossido di potassio.
Va notato che il potassio è molto più pericoloso in circolazione del sodio. Una forte esplosione può verificarsi anche quando si taglia il potassio, quindi è necessario gestirlo con ancora più attenzione.
L'idrossido di potassio, o potassio caustico KOH, è una sostanza cristallina bianca. La potassa caustica è a tutti gli effetti simile alla soda caustica. Sono ampiamente utilizzati nell'industria del sapone, ma la sua produzione è leggermente più costosa, quindi non trova un'applicazione come NaOH.
Va notato in particolare i sali di potassio, poiché alcuni di essi sono ampiamente utilizzati come fertilizzanti. Questi sono cloruro di potassio KCl, nitrato di potassio KNO3, che è anche un fertilizzante azotato.

■ 37. Come spiegare il fatto che la potassa caustica è chimicamente più attiva della soda caustica?
38. Un pezzo di potassio è stato immerso in un cristallizzatore con acqua. Dopo che la reazione era terminata, vi è stato posto un po' di zinco sotto forma di un precipitato gelatinoso bianco. Il precipitato è scomparso e quando la soluzione è stata testata con fenolftaleina, quest'ultima è diventata cremisi. Che tipo processi chimiciè successo qui?
Cosa 34

“Il litio è il metallo più leggero; ha un peso specifico di 0,59, per cui galleggia anche sull'olio; fonde a circa 185°, ma non si volatilizza a calore rovente. Assomiglia al sodio e, come il sodio, ha una sfumatura gialla.

DI Mendeleev. Fondamenti di chimica.

Quando nel 1817 il chimico svedese di 25 anni Johan August Arfvedson (1792-1841) isolò un nuovo “alcali infiammabili di natura fino ad allora sconosciuta” dalla petalite minerale (era idrossido di litio), il suo insegnante, il famoso chimico svedese Jens Jakob Berzelius (1779-1848), propose di chiamarlo lithion, dal greco. lithos - pietra.

Questo alcali, in contrasto con il già noto sodio e potassio, fu scoperto per la prima volta nel "regno" delle pietre. Nel 1818, il chimico inglese Humphrey Davy (1778-1829) ottenne un nuovo metallo dal litio, che chiamò litio. La stessa radice greca è nelle parole "litosfera", "litografia" (un'impressione da uno stampo di pietra), ecc.

Il litio è il più leggero dei solidi: la sua densità è di soli 0,53 g/cm3 (la metà di quella dell'acqua). Il litio è ottenuto per elettrolisi di una fusione di cloruro di litio. Una proprietà rara del litio metallico è la reazione con l'azoto in condizioni normali per formare nitruro di litio.

Il litio è sempre più utilizzato nella produzione di batterie agli ioni di litio. Di conseguenza, la produzione mondiale di litio nel 2012 è stata di 37mila tonnellate, cinque volte di più rispetto al 2005.

I composti di litio sono utilizzati nell'industria del vetro e della ceramica. Idrossido di litio - assorbitore in eccesso diossido di carbonio nelle cabine astronavi e sottomarini. Il carbonato di litio è usato in psichiatria per il trattamento di alcuni disturbi. L'essere umano medio contiene meno di 1 mg di litio.

Sodio

“La produzione del sodio metallico è una delle scoperte più importanti della chimica, non solo perché il concetto di corpi semplici si è così ampliato e divenuto più corretto, ma soprattutto perché nel sodio Proprietà chimiche, espresso solo debolmente in altri metalli ben noti.

DI Mendeleev. Fondamenti di chimica.

Nome russo "sodio" (è anche in svedese e Tedesco) deriva dalla parola "natron": così gli antichi egizi chiamavano la soda secca, che veniva utilizzata nel processo di mummificazione. Nel XVIII secolo, il nome "natron" fu assegnato all'"alcali minerale" - soda caustica. Ora la soda lime è chiamata una miscela di soda caustica e ossido di calcio (in inglese soda lime) e sodio in inglese (e in molte altre lingue - sodio). La parola "soda" deriva dal nome latino della pianta miscuglio (sodanum). Si tratta di una pianta marina costiera le cui ceneri venivano utilizzate nell'antichità nella lavorazione del vetro. Questa cenere contiene carbonato di sodio, che si chiama soda. E ora la soda è la componente più importante della carica per la produzione della maggior parte del vetro, compreso il vetro delle finestre.

L'alite è il principale minerale di sodio

La prima persona a vedere che aspetto avesse il sodio metallico fu G. Davy, che isolò il nuovo metallo mediante elettrolisi. Ha anche proposto il nome del nuovo elemento: sodio.

Il sodio è un metallo molto attivo; si ossida rapidamente nell'aria, coprendosi con una spessa crosta di prodotti di reazione con ossigeno e vapore acqueo. È nota un'esperienza di lezione: se un piccolo pezzo di sodio viene gettato nell'acqua, inizierà a reagire con esso, rilasciando idrogeno. Nella reazione viene rilasciato molto calore, che scioglie il sodio e la sua sfera scorre lungo la superficie. L'acqua raffredda il sodio e impedisce all'idrogeno di divampare, ma se il pezzo di sodio è grande, è possibile un incendio e persino un'esplosione.

Il sodio metallico è ampiamente utilizzato in varie sintesi come agente riducente e anche come essiccante per liquidi non acquosi. È presente nelle batterie sodio-zolfo ad alta capacità. Lega a basso punto di fusione di sodio con potassio, liquido a temperatura ambiente, funziona come un liquido di raffreddamento che rimuove l'energia termica in eccesso da reattori nucleari. Tutti conoscono il colore giallo della fiamma in presenza di sodio: così si colora la fiamma di un fornello a gas se vi entra anche la più piccola goccia di zuppa salata. I vapori di sodio si illuminano di giallo nelle lampade a scarica di gas economiche che illuminano le strade.

Per secoli, il sale è stato l'unico modo per conservare gli alimenti. Senza sale da tavola, lunghi viaggi per mare, spedizioni intorno al mondo e grandi cose scoperte geografiche. La storia della Russia conosce una grande rivolta, chiamata Salt Riot, iniziata nel 1648 e che ha colpito il paese. Uno dei motivi della rivolta fu l'aumento della tassa sul sale.

Un tempo si producevano centinaia di migliaia di tonnellate di sodio all'anno: veniva usato per produrre piombo tetraetile, che aumenta il numero di ottano della benzina. Il divieto della benzina con piombo in molti paesi ha portato a un calo della produzione di sodio. Ora la produzione mondiale di sodio è di circa 100mila tonnellate all'anno.

L'alito minerale (cloruro di sodio) forma enormi depositi di salgemma. Solo in Russia le sue riserve ammontano a decine di miliardi di tonnellate. L'alite di solito contiene fino all'8% di altri sali, principalmente magnesio e calcio. Ogni anno vengono estratte più di 280 milioni di tonnellate di cloruro di sodio, questa è una delle più grandi produzioni. C'era una volta, il nitrato di sodio veniva estratto in grandi quantità in Cile, da cui il nome: nitrato cileno.

Vengono utilizzati anche altri sali di sodio, di cui molti sono attualmente noti. Uno dei più famosi è il solfato di sodio. Se questo sale contiene acqua, si chiama Glauber. Enormi quantità si formano durante l'evaporazione dell'acqua nella baia Kara-Bogaz-Gol del Mar Caspio (Turkmenistan), così come in alcuni laghi salati. Attualmente, le soluzioni di solfato di sodio vengono utilizzate come accumulatori di calore in dispositivi che immagazzinano l'energia solare, nella produzione di vetro, carta e tessuti.

Sale

Il sodio è un elemento vitale. Gli ioni di sodio si trovano principalmente nel liquido extracellulare e sono coinvolti nel meccanismo delle contrazioni muscolari (la mancanza di sodio provoca convulsioni), nel mantenimento dell'equilibrio idrosalino (gli ioni di sodio trattengono l'acqua nel corpo) e dell'equilibrio acido-base (mantenendo un valore costante del pH del sangue). Prodotto dal cloruro di sodio nello stomaco acido cloridrico, senza il quale è impossibile digerire il cibo. Il contenuto di sodio nel corpo di una persona media è di circa 100 g Il sodio entra nel corpo principalmente sotto forma di sale da cucina, la sua dose giornaliera è di 3-6 g Una singola dose di oltre 30 g è pericolosa per la vita.

Potassio

In arabo, al-qili è cenere e anche qualcosa di calcinato. Cominciarono anche a chiamare il prodotto ottenuto dalle ceneri delle piante, ovvero carbonato di potassio. Nella cenere di girasole, il potassio è superiore al 30%. Senza l'articolo arabo, questa parola in russo si è trasformata in "potassio". Oltre al russo e al latino (kalium), questo termine è stato conservato in molte lingue europee: tedesco, olandese, danese, norvegese, svedese (con desinenza latina -um), greco (κάλιο), nonché in diverse Lingue slave: serbo (kalyum), macedone (kalium), sloveno (kalij).

Il potassio è uno degli elementi più abbondanti nella crosta terrestre. I suoi minerali principali sono sylvin (cloruro di potassio), sylvinite (cloruro misto di potassio e sodio) e carnallite (cloruro misto di potassio e magnesio). Silvin, così come il nitrato di potassio (potassa, è anche nitrato indiano) sono usati in grandi quantità come fertilizzanti di potassio. Insieme all'azoto e al fosforo, il potassio è uno dei tre elementi più importanti per la nutrizione delle piante.

Sylvin è uno dei principali minerali di potassio (insieme a silvinite e carnallite).

Il nome inglese dell'elemento (potassio), come il nome russo del carbonato di potassio (potassa), è preso in prestito dalle lingue del gruppo germanico; in inglese, tedesco e olandese ash is ash, pot is a pot, cioè potash è “ash from a pot”. In precedenza, il carbonato di potassio veniva ottenuto facendo evaporare l'estratto dalle ceneri in tini; era usato per fare il sapone. Il sapone di potassio, a differenza del sapone di sodio, è liquido. Dal nome arabo di cenere derivava il nome di alcali in molte lingue europee: l'inglese. e caspita. alcali, tedesco Alcali, francese e it. alcali ecc. La stessa radice è presente nella parola "alcaloidi" cioè "come alcali").

Il potassio fu il primo elemento scoperto da G. Davy (ricevette per la prima volta anche litio, bario, calcio, stronzio, magnesio e boro). Davy ha elettrolizzato un pezzo umido di idrossido di potassio. Allo stesso tempo, secondo Davy, “sulla sua superficie sono apparse palline con una forte lucentezza metallica, esternamente non diverse dal mercurio. Alcuni di loro, subito dopo la loro formazione, si sono bruciati con un'esplosione e con l'aspetto di una fiamma brillante, mentre altri non si sono estinti, ma si sono solo attenuati e la loro superficie è stata ricoperta da una pellicola bianca. Il potassio è un metallo molto attivo. Il suo piccolo pezzo, portato in acqua, esplode.

Il potassio è un importante bioelemento, il corpo umano contiene da 160 a 250 g di potassio, più del sodio. Gli ioni potassio sono coinvolti nel passaggio degli impulsi nervosi. Frutta e verdura contengono molto potassio.

L'idrossido di potassio è usato per fare il sapone. Serve come elettrolita nelle batterie alcaline: ferro-nichel, nichel-metallo idruro. In precedenza, il nitrato di potassio (nitrato di potassio) veniva consumato in grandi quantità per la produzione di polvere nera; ora è usato come fertilizzante.

Il potassio naturale contiene lo 0,0117% del radionuclide a vita lunga 40K con un'emivita di 1,26 miliardi di anni. Questo spiega il fatto che il potassio-40 "è sopravvissuto" ai nostri giorni dal momento della sua sintesi nelle reazioni nucleari nelle stelle. Tuttavia, dalla formazione della Terra 4,5 miliardi di anni fa, il contenuto di 40K sul pianeta è diminuito di 12,5 volte a causa del suo decadimento! Un corpo umano del peso di 70 kg contiene circa 20 mg 40K, o 3 x 1020 atomi, di cui più di 5000 atomi decadono ogni secondo! È possibile che tale irradiazione "interna" (aumentata dal decadimento del carbonio-14) sia stata una delle cause di mutazioni nel corso dell'evoluzione della fauna selvatica. La produzione mondiale di potassio metallico è piccola: circa 200 tonnellate all'anno.

rubidio e cesio

Rubidio e cesio sono i primi elementi chimici scoperti utilizzando l'analisi spettrale. Questo metodo è stato sviluppato da scienziati e amici tedeschi: il fisico Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) e il chimico Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899), che lavorò all'Università di Heidelberg. Con questo metodo estremamente sensibile, hanno analizzato tutte le sostanze che hanno incontrato nella speranza di trovare qualcosa di nuovo. E nei primi anni '60 dell'Ottocento. scoperto due nuovi elementi. Questo è successo quando hanno analizzato il residuo secco ottenuto dall'evaporazione dell'acqua dalle sorgenti minerali della località di Bad Dürkheim, a 30 km da Heidelberg. Nello spettro di questa sostanza, oltre alle righe di sodio, potassio e litio a loro già note, Kirchhoff e Bunsen hanno notato due deboli righe blu. Si sono resi conto che queste linee appartengono all'ignoto elemento chimico che è presente nell'acqua in quantità molto piccole. Secondo la luce delle righe spettrali, un nuovo elemento

Proseguendo le loro ricerche, Kirchhoff e Bunsen scoprirono nel minerale di alluminosilicato lepido (litio mica) inviato loro dalla Sassonia, un altro elemento, nello spettro del quale spiccavano le righe rosso scuro. Si chiamava rubidio: dal lat. rubido - rosso. Lo stesso elemento è stato trovato nell'acqua minerale, da dove il chimico Bunsen è riuscito a isolarlo. Vale la pena ricordare che per ottenere diversi grammi di sale di rubidio si dovevano lavorare 44 tonnellate di acqua minerale e oltre 180 kg di lepidolite.

I cristalli di cesio possono essere conservati in una fiala sigillata.

E come in fine XIX secolo, in un lavoro non meno titanico sull'isolamento del sale di radio, la radioattività fungeva da "bussola" per Marie Curie, uno spettroscopio era una "bussola" simile per Kirchhoff e Bunsen.

Rubidio e cesio sono tipici metalli alcalini. Ciò fu confermato quando il chimico Bunsen, riducendo il sale di rubidio, ottenne questo elemento sotto forma di metallo. Il cesio più attivo fu ottenuto in forma pura solo nel 1881 dal chimico svedese Carl Theodor Setterberg (1853-1941) mediante elettrolisi del cianuro di cesio fuso. Il cesio è uno dei metalli più fusibili. Nella sua forma pura, ha un colore dorato. Ma non è facile ottenere il cesio puro: nell'aria si accende istantaneamente spontaneamente. Il rubidio puro fonde a soli 39,3 ° C, il cesio - 10 gradi in meno e in una calda giornata estiva i campioni di questi metalli in ampolle diventano liquidi.

La produzione mondiale di rubidio metallico è piccola - circa 3 tonnellate all'anno. In medicina viene utilizzato il rubidio-87: i suoi atomi vengono assorbiti dai globuli e, emettendo da essi elettroni veloci, con l'aiuto di attrezzature speciali, puoi vedere "colli di bottiglia" nei vasi sanguigni. Il rubidio è usato nelle celle solari.

Gustav Kirchhoff (a sinistra) e Robert Bunsen hanno scoperto il rubidio usando uno spettroscopio. Nello spettro della lepidolite trovarono linee rosso scuro e diedero il nome al nuovo elemento: il rubidio.

Il corpo di una persona di mezza età contiene circa 0,7 g di rubidio e cesio - solo 0,04 mg.

Le transizioni elettroniche negli atomi di cesio sono utilizzate in "orologi atomici" estremamente accurati. In tutto il mondo ci sono ora più di 70 orologi così accurati - standard temporali: l'errore è inferiore a un secondo in 100 milioni di anni. Un orologio al cesio ha un'unità di tempo: un secondo.

È stato proposto di utilizzare gli ioni di cesio per accelerare il razzo utilizzando un motore a reazione elettrico. In esso, gli ioni vengono accelerati in un forte campo elettrostatico ed espulsi attraverso un ugello.

I motori a razzo elettrici a bassa spinta sono in grado di funzionare a lungo e di volare su lunghe distanze.

Francia

Questo elemento fu scoperto (dalla sua radioattività) nel 1939 da Marguerite Perey (1909-1975), una dipendente del Radium Institute di Parigi, e lo chiamò in onore della sua terra natale nel 1946.

Francium è un vicino di cesio Sistema periodico elementi. D. I. Mendeleev chiamò l'elemento allora sconosciuto - ekacesium. Quest'ultimo e più pesante metallo alcalino è sorprendentemente diverso da tutti gli altri del suo gruppo. In primo luogo, nessuno ha mai visto e non vedrà nemmeno il più piccolo pezzo di Francia. In secondo luogo, il francio non ha proprietà fisiche come densità, punto di fusione e punto di ebollizione. Quindi il termine "metallo più pesante" può essere attribuito solo ai suoi atomi, ma non a una semplice sostanza. E tutto perché il francio è un elemento altamente radioattivo ottenuto artificialmente, il suo isotopo più longevo 223 Fr ha un'emivita di soli 22 minuti. E per studiare le proprietà fisiche di una sostanza, devi averla sotto forma almeno del pezzo più piccolo. Ma per la Francia è impossibile.

Marguerite Perey è la prima donna eletta (nel 1962) all'Accademia francese delle scienze.

Il francio si ottiene artificialmente. E mentre si fonde, i suoi atomi decadono rapidamente. Inoltre, più atomi si accumulano, più decadono per unità di tempo. Quindi, per mantenere semplicemente costante il numero di atomi di francio, devono essere sintetizzati a una velocità non inferiore a quella del loro decadimento. Durante la sintesi del francio a Dubna irradiando l'uranio con un potente fascio di protoni, si producevano circa un milione di atomi di questo elemento ogni secondo. A questa velocità di sintesi, la velocità di decadimento del campione diventa uguale alla velocità della sua formazione quando il numero dei suoi atomi è pari a due miliardi. Questa è una quantità di sostanza del tutto trascurabile, non è nemmeno visibile al microscopio.

Inoltre, questi atomi non sono assemblati in un pezzo di metallo, ma sono distribuiti sulla superficie del bersaglio di uranio. Quindi non sorprende che nell'intero globo in qualsiasi momento non ci saranno più di due o tre decine di grammi di francio sparse singolarmente nelle rocce radioattive.