Задача 1
Условие (кратко)
Перечислите химические свойства щелочных металлов и объясните, как скорость реакций зависит от природы металла.
Решение
Щелочные металлы — сильные восстановители, реагируют почти со всеми неметаллами и с водой.
- С кислородом: литий даёт оксид \(\mathrm{4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O}\), натрий — пероксид \(\mathrm{2Na + O_2 \rightarrow Na_2O_2}\).
- С галогенами — галогениды: \(\mathrm{2Na + Cl_2 \rightarrow 2NaCl}\).
- С серой — сульфиды: \(\mathrm{2K + S \rightarrow K_2S}\).
- С водородом при нагревании — гидриды: \(\mathrm{2Na + H_2 \xrightarrow{t} 2NaH}\).
- С азотом: литий — уже при комнатной температуре, \(\mathrm{6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N}\), остальные — при нагревании.
- С водой — щёлочь и водород: \(\mathrm{2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2\uparrow}\).
- С кислотами — соль и водород (реакция идёт очень бурно, со взрывом).
Зависимость от природы металла. От лития к цезию растёт радиус атома, единственный внешний электрон удерживается всё слабее, поэтому скорость реакций растёт. Например, с водой литий реагирует спокойно, натрий плавится и бегает по поверхности, калий воспламеняется, рубидий и цезий реагируют со взрывом.
Ответ
Реагируют с O₂, галогенами, S, H₂, N₂, водой, кислотами; скорость реакций растёт от Li к Cs с ростом радиуса атома
Почему так
Чем больше радиус атома щелочного металла, тем легче он отдаёт внешний электрон и тем быстрее идут его реакции.
Подробнее — в теме «Элементы IA-группы — щелочные металлы».