Хімія 10 клас

РОЗДІЛ 3 МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ

 

ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ІА — ІІІА ГРУП

 

§ 57. Загальна характеристика хімічних елементів ІА групи

 

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

характеризувати і порівнювати хімічні елементи ІА групи за місцем у періодичній системі та електронною будовою атомів; їх поширеність у природі;

оцінювати їх біологічну роль.

До ІА групи належать металічні елементи Літій Li, Натрій Na, Калій K, Рубідій Rb, Цезій Cs і Францій Fr. Ці елементи називають лужними, оскільки їх основи є лугами. Утворені ними прості речовини — метали, відповідно літій, натрій, калій, рубідій, цезій, францій, також називають лужними.

Назва Літію походить від грец. lithjis — камінь, Калію — від назви поташу — «алькалі» (араб.); раніше його називали «потасій». Натрій походить від neter — «речовина, що бурлить»; спочатку його називали «содій». Звідси й назви карбонатних солей Калію і Натрію: поташ і сода. Назви Цезій (з лат. — блакитний) і Рубідій (з лат. — темно- червоний) пов’язані з синіми і червоними лініями спектра, за якими вони були відкриті. Радіоактивний елемент Францій був передбачений Д. І. Менделєєвим, після відкриття названий на честь Франції.

Літій, натрій і калій уперше були одержані англійським ученим Г. Деві (1807 р.).

Загальну характеристику елементів ІА групи розглянемо за даними, наведеними в табл. 19.

Т а б л и ц я 19

Загальна характеристика хімічних елементів ІА групи

Електронна будова і властивості атомів. На s-підрівні зовнішнього енергетичного рівня атоми лужних елементів мають по одному валентному електрону, що відповідає електронній конфігурації ns1. Цей електрон розміщений на значній відстані від ядра порівняно з іншими елементами того самого періоду. Ось чому лужні елементи мають найменші значення електронегативності, їх атоми легко віддають цей електрон, перетворюючись на однозарядні йони:

Відрізняються лужні елементи атомним радіусом: найменший у Літію, найбільший — у Францію. Зі зростанням атомного номера елементів і збільшенням атомного радіуса їх металічні властивості закономірно посилюються.

У всіх сполуках (оксидах, основах, солях) лужні елементів утворюють переважно йонні зв’язки. Виявляють сталий ступінь окиснення +1 і валентність І. Це s-елементи і типові представники металічних елементів.

Їх прості речовини є типовими металами. Характер властивостей оксидів Е2О і гідроксидів ЕОН основний. З Гідрогеном утворюють гідриди ЕН так само йонної будови із ступенем окиснення лужного елемента +1 і Гідрогену -1.

Поширеність у природі. Внаслідок хімічної активності лужні елементи у природі існують лише у вигляді сполук. Натрій і Калій належать до найпоширеніших елементів, Літію значно менше, Рубідій і Цезій — рідкісні елементи.

На мал. 23 і 100 зображено найпоширеніші природні сполуки лужних елементів: Li — лепідоліт LiCl, сподумен Li2O Al2O3 • 4SiO2; Na — галіт (кам’яна сіль) NaCl, бура Na2B4O7, мірабіліт (глауберова сіль) Na2SO4 • 10H2O, чилійська селітра NaNO3, кріоліт Na3[AlF6]; K — сильвініт KCl NaCl, карналіт KCl MgSO4 • 6H2O, сильвін KCl.

В Україні найбільші родовища кам’яної солі — в Артемівську (Донбас), Калуші (Прикарпаття), в озері Саки (Крим).

Біологічна роль. Організм людини масою 70 кг містить 56 — 70 г Натрію і 160 — 250 г Калію. Їх біологічна роль є дуже важливою: Натрій — головний позаклітинний елемент, Калій — основний внутрішньоклітинний елемент. Вони виконують різні функції в організмі, однак від їх злагодженої «роботи» залежить здоров’я людини. Співвідношення концентрації їх йонів регулює кров’яний тиск людини. У складі гідро-генкарбонатів і гідрогенфосфатів вони підтримують кислотно-лужний баланс плазми крові. Натрій входить до складу еритроцитів і впливає на газообмін в організмі. Калій є активатором ферментів, без яких неможливий вуглеводний обмін і синтез білків, нормалізує роботу серцевого м’яза.

Крім зазначеного, йони Натрію і Калію виконують протилежні, але важливі функції: йони Na+ затримують воду в організмі, а йони К+ впливають на сечогінну систему. Багата на Калій їжа посилює виділення із сечею Натрію з організму. І навпаки, при споживанні великої кількості кухонної солі з організму виводиться Калій.

 

 

Мал. 100. Природні сполуки лужних елементів. Li: 1 — лепідоліт, 2 — сподумен;

Na: 3 — бура, 4 — мірабіліт (глауберова сіль), 5 — чилійська селітра

 

 

Саме тому таким важливим є баланс цих елементів у споживанні харчових продуктів. Добова потреба людини в Натрію становить 0,8 — 1,0 г. Надлишок кухонної солі в їжі спричиняє порушення функцій нирок, статевої системи, а також підвищення кров’яного тиску (гіпертонію). Добова потреба дорослої людини в Калію — 2,5 — 3,5 г. Сполуки Калію усувають набряки, запобігають захворюванню на ревматизм, поліпшують роботу серця. Продукти, багаті на Калій, зображено на мал. 101.

Калій — один з найважливіших елементів для розвитку рослин. Він міститься в протоплазмі клітин і забезпечує нормальне засвоєння вуглекислого газу й азоту, регулює процеси дихання, переміщення розчинів солей від коренів до листків, підвищує стійкість рослин до хвороб і несприятливих умов, поліпшує поживні якості плодів.

 

Мал. 101. Харчові продукти з найбільшим вмістом Калію

 

Літій, Рубідій і Цезій також входять до організму людини, але біологічна роль їх ще не з’ясована.

Коротко про головне

До ІА групи періодичної системи належать шість металічних елементів: Літій Li, Натрій Na, Калій K, Рубідій Rb, Цезій Cs і радіоактивний Францій Fr. Їх називають лужними елементами, а їх прості речовини — лужними металами.

Атоми мають на зовнішньому енергетичному рівні лише один валентний електрон, відрізняються атомним радіусом, що закономірно збільшується зі зростанням атомного номера елементів. Саме тому всі ці елементи є типовими металічними елементами, в групі із зростанням атомного номера їх металічні властивості посилюються. В сполуках перебувають у вигляді однозарядних йонів. Утворюють основні оксиди Е2О, основи ЕОН, які є лугами, і гідриди ЕН.

У природі найпоширеніші сполуки Натрію і Калію. Роль йонів Натрію і Калію в організмі людини є надзвичайно важливою.




Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити