Поняття про лужні, інертні елементи, галогени
Лужні метали
До родини лужних металів належать елементи: Літій Li, Натрій Na, Калій К, Рубідій Rb, Цезій Cs і Францій Fr (радіоактивний елемент). Пригадай, що згідно з новою українською термінологією назви хімічних елементів пишуться з великої літери, а назви простих речовин, утворених цими елементами, — з малої.
Англійський хімік Г. Деві під час електролізу лугу КОН відкрив новий елемент, який він назвав потассіум, оскільки англійці називали КОН їдким поташем. Деві кинув калій у воду й очікував, що метал має негайно опуститися на дно. Але калій повівся інакше. З гучним шипінням цей метал забігав по поверхні води. Потім пролунав оглушливий вибух, і над потассіумом спалахнуло лілове полум’я. Так він і носився по воді, поки не перетворився на їдкий луг.
Про цезій і рубідій, відкриті іншими вченими, писали, що це легкі сріблясті метали, які так само, як літій і калій, загорялися на повітрі, бігали по воді з полум’ям і тріском, навіть більш несамовито, ніж калій і натрій. Усі лужні метали зберігають під шаром гасу. Солі Рубідію і Цезію не відрізняються від звичайної кухонної солі. їдкий цезієвий луг та їдкий рубідієвий луг були слизькими на дотик і мильними, подібно до їдкого натру та їдкого калі.
Усі лужні метали в сполуках виявляють валентність 1. Утворені ними прості речовини — метали. Вони мають однакову кристалічну структуру, металічний блиск, м'які (легко ріжуться ножем), пластичні, легкоплавкі. Мають невелику густину (легші за воду). Добре проводять електричний струм і теплоту.
У хімічному відношенні порівняно з рештою металів лужним металам власти ва висока хімічна активність. Так, якщо розрізати ножем кусок натрію або калію, то на свіжому зрізі він матиме яскравий металічний блиск, який одразу ж, практично миттєво, тьмянішає через окиснення киснем повітря.
Лужні метали — найактивніші метали
Під час повільного окиснення натрію або горіння в умовах нестачі кисню утворюється оксид.
4Na + O2 = 2Na2O
Чи знаєш ти, що калій навіть займається, коли на нього потрапляє волога? Його гасять кухонною сіллю NaCI чи содою Na2CO3
З водою літій реагує повільно, натрій значно швидше, а калій так швидко й виділяє стільки тепла, що водень, виділяючись, загоряється.
(Дослід 1. Взаємодія Літію ,Калію та Натрію з водою)
Різна хімічна активність лужних металів відносно кисню та води пов'язана зі зміною відносної атомної маси: чим вона більша, тим більша активність лужного металу.
Галогени
До галогенів належать Флуор F, Хлор СІ, Бром Вr, Йод І і Астат At (радіоактивний елемент). Це ще одна природна родина подібних за властивостями хімічних елементів.
Галогени — найактивніші неметали/
Ці елементи утворюють прості речовини, які також називаються галогенами. Вони являють собою типові неметали. За стандартних умов фтор F2 — газ, хлор Сl2 — газ, бром Вr2 — рідина, йод І2 — легкоплавка кристалічна речовина (*пл. = 113,5 С).
Флуор — газ ясно-зеленого кольору, дуже отруйний. Багато вчених, які працюють із ним, постраждали від цього. Найбільш активний неметал (у флуорі навіть вода горить), реагує з воднем за значного охолодження в темряві.
Хлор — важкий газ зеленого кольору з різким запахом, отруйний, за звичайних умов реагує з воднем дуже повільно, а за температури або на світлі — з вибухом:
Н2 + Сl2 = 2НСl
Бром — важка темно-коричнева рідина, дуже активний неметал, але менш активний, ніж хлор. З воднем реагує виключно за нагрівання.
Іод — темно-фіолетові кристали, активний неметал, найменш активний у ряді галогенів, реакція з воднем навіть за нагрівання оборотна.
Флуор, Хлор, Бром, Іод — представники родини подібних за властивостями елементів, які називають галогенами. Типова валентність — І.
У ряді: F, Cl, Br, I, At tкип ° tплавл ° збільшуються, активність зменшується (найбільш активний — Флуор).
Галогенам властива леткість і надзвичайно висока хімічна активність. Вони вступають у взаємодію майже з усіма простими речовинами. Особливо швидко і з виділенням великої кількості теплоти відбувається сполучення галогенів із металами.
2Na + Cl2 = 2 NaCl Ca + Br2 = CaBr2
За здатність безпосередньо сполучатись із металами з утворенням типових солей елементи Флуор, Хлор, Бром, Йод називають галогенами, що з грецької буквально означає «солеродні» (ті, що народжують солі, від слів галос — «сіль» і ген — «той, що народжує»).
Інертні елементи
Інертні елементи — це елементи головної підгрупи VIII групи періодичної системи : Не, Ne, Аr, Кr, Хе, Rn
У 1868 році француз Жансе й англієць Лок'єр під час вивчення сонячних протуберанців відкрили спектр нового хімічного елемента, що не належав жодному з відомих на земній кулі. «Небесний» елемент назвали Гелієм. Через 25 років Релей виявив у звичайному повітрі домішок, який не вступав у хімічні реакції. Цей елемент назвали Аргон («ледачий»).
Незабаром Гелій був виявлений у мінералах, що містять Уран і Торій. Гелій виявився найлегшим після водню газом.
У 1897 році англієць Рамзай передбачив існування ще однієї газоподібної речовини, що мала перебувати між Гелієм і Аргоном. Це виявився відкритий у 1898 році Неон. А потім у короткий строк Рамзай та його співробітник Траверс виявили в земній атмосфері ще два елементи — Криптон («таємний») і Ксенон («прихований»).
До складу повітря, крім кисню й азоту, входять ще п'ять газоподібних простих речовин: гелій Не, неон Me, аргон Аr, криптон Кr, ксенон Хе. Тривалий час не вдавалося одержати сполуки цих елементів. їх назвали інертними газами.
Хімічні сполуки Не та Ne не відомі, тому їх називають інертними, у той час як Кr і Хе утворюють хімічні сполуки. Аr, Кr і Хе утворюють також клатрати.
З кожним роком розширюється сфера застосування інертних газів. Легкість і негорючість гелію використовують для заповнення ним повітряних куль і дирижаблів. В інертному середовищі аргону здійснюють електрозварювання металів, що легко окислюються. Неоном, аргоном, криптоном і ксеноном заповнюють електричні лампочки. Суміш гелію з киснем застосовують для дихання під час підводних робіт. Якщо крізь розріджені інертні гази пропускати електричний струм, то вони випромінюють світло різного забарвлення. Наприклад, аргон дає синє світіння, неон — червоне, тому їх використовують для світлових реклам і в маяках.
УЗАГАЛЬНЕННЯ ТА СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ЗНАНЬ
1. Гра «Вірю — не вірю»
Чи правильне твердження?
1. Натрій і калій мають металічний блиск.
2. Калій проводить електричний струм.
3. Молекула інертного газу двохатомна.
4. За звичайних умов усі галогени є газами.
5. Гелій хімічно інертний.
2. Дати усні відповіді на питання:
- За якими ознаками хімічні елементи об'єднані:а) в родину лужних металів; б) у родину галогенів?
- Які властивості галогенів засвідчують, що вони є типовими неметалами?
- За якими ознаками галогени відрізняються: а) один від одного; б) від лужних металів? Відповідь мотивуй.
- Охарактеризуй хімічні властивості брому. Сформулюй закономірність зміни властивостей галогенів зі збільшенням відносної атомної маси.
3. Виконати письмові завдання:
1. Напишіть рівняння взаємодії хлору з:
✓ натрієм______________________________________
✓ кальцієм_____________________________________
✓ ферумом(ІІІ)_________________________________
✓ воднем ______________________________________
✓ купрумом(ІІ)__________________________________
2. Напишіть рівняння взаємодії натрію з:
✓ киснем ______________________________________
✓ воднем______________________________________
✓ бромом______________________________________
✓ сіркою_______________________________________
✓ йодом ______________________________________
