Как выучить элементы блока s

Элементы, в которых валентный или крайний электрон входит в S-орбиталь, называются S – блочными элементами. S – блок-элементы располагаются с левой стороны длинной формы периодической таблицы. На S-орбитали могут размещаться максимум два электрона. S-блок содержит две группы (вертикальные колонки) в периодической таблице, а именно группу-1 и группу-2. Элементы групп ы-1 называются щелочными металлами, а элементы групп ы-2 – щелочноземельными металлами.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ S-БЛОКА

Элементы S-блока не встречаются в природе в свободном состоянии. Среди щелочных металлов в изобилии встречаются натрий и калий, а литий, рубидий и цезий встречаются реже. Среди щелочноземельных металлов магний и кальций в изобилии содержатся в земной коре. Радий – самый редкий из всех.

ГРУППА – 1 ЭЛЕМЕНТЫ : ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Общая электронная конфигурация элементов группы – 1 – ns 1. Все щелочные металлы имеют один валентный электрон, поэтому образуют моновалентные ионы M+ и являются высокореактивными. Группа – 1 состоит из следующих элементов.

Водород (H), литий (Li), натрий (Na), калий (K), рубидий (Rb), цезий (S) и франций (Fr).

Электронная конфигурация элементов группы – 1 выглядит следующим образом.

Атомный номер

Электронная конфигурация в конденсированном виде

АНОМАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЛИТИЯ

Среди щелочных металлов литий имеет наименьший размер и наибольшую поляризующую способность (отношение заряда к радиусу), поэтому литий ведет себя иначе, чем другие элементы группы 1 (щелочные металлы). Он проявляет следующие аномальные свойства.

– Литий – твердый металл, его температура плавления и температура кипения самые высокие среди всей группы.

– Литий наименее реакционноспособен среди всех щелочных металлов и является самым сильным восстановителем.

– Гидрид лития является стабильным среди всех гидридов щелочных металлов.

– LiOH – слабое основание, в то время как гидроксиды других щелочных металлов ведут себя как сильные основания.

– Нитрат лития при нагревании дает монооксид лития (Li₂O). В то время как нитраты других щелочных металлов разлагаются, давая соответствующие нитриты.

– Литий соединяется с аммиаком, образуя амид лития (Li₂NH), в то время как другие щелочные металлы образуют амиды общей формулы MNH₂ (где M = Na, K, Rb, Cs).

ДИАГОНАЛЬНАЯ СВЯЗЬ ЛИТИЯ С МАГНИЕМ

Элемент литий второго ряда проявляет сходные свойства со своим диагонально противоположным членом магнием третьего ряда. Это известно как диагональная связь. Диагональная связь обусловлена сходством ионных размеров и поляризующей силы (т.е. отношения заряд/радиус) лития и магния. Также электроотрицательность Li (1,00) и Mg (1,20) не сильно отличается.

ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

1. Атомный и ионный радиус элементов S-блока

Щелочные металлы имеют наибольший атомный и ионный радиус в соответствующих периодах. При движении вниз по группе размер увеличивается из-за наличия дополнительных оболочек, поэтому атомный и ионный радиус также увеличивается.

2 . Энтальпия или энергия ионизации элементов S-блока

Энтальпии ионизации щелочных металлов низки и уменьшаются вниз по группе от Li к Cs. Это связано с увеличением атомного номера, размера, заряда ядра и увеличением эффекта экранирования.

3. Электроотрицательность элементов S-блока

Электроотрицательность щелочных металлов очень низкая из-за их электроположительного характера. Электроотрицательность уменьшается от Li к Cs по мере увеличения электроположительного характера.

4. Температура плавления и кипения элементов S-блока

Щелочные металлы имеют очень низкие температуры плавления и кипения из-за наличия слабых интерметаллических связей. Она уменьшается при движении вниз по группе.

5. Степени окисления элементов S-блока

Из-за наличия только одного электрона в валентной оболочке они имеют степень окисления +1.

ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКТИВНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ S-БЛОКА

Щелочные металлы обладают высокой реакционной способностью из-за своего большого размера и низкой энтальпии ионизации.

1. Реакции элементов S-блока с кислородом (воздухом)

Щелочные металлы энергично сгорают в кислороде с образованием оксидов. Литий образует монооксид (Li₂O), а натрий образует пероксид (Na₂O₂).

Остальные элементы образуют супероксиды.

(где M = K, Rb, Cs).

2. Реакция элементов S-блока с водой

Щелочные металлы реагируют с водой с образованием соответствующих гидроксидов и выделяют водород (дигидроген). (M = Li, Na, K, Rb, Cs)

3 . Реакция элементов S-блока с водородом (дигидрогеном)

Щелочные металлы реагируют с сухим водородом при высокой температуре (673K) с образованием соответствующих гидридов.

4. Реакция S-блочных элементов с галогенами

Все щелочные металлы бурно реагируют с галогенами с образованием соответствующих ионных кристаллических галогенидов с общей формулой M + X – где M = Na, K, Rb, Cs и X = Cl, Br, I и F.

НЕКОТОРЫЕ ВАЖНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НАТРИЯ

1] Карбонат натрия (стиральная сода, Na₂CO₃)

Карбонат натрия обычно получают методом, известным как аммиачно-содовый процесс или процесс Сольвея. Сырьевыми материалами являются NaCl, NH₃ и известняк (для CO₂).

Процесс включает следующие этапы

CO₂ пропускание газа через раствор NH₃ с образованием NH₄HCO₃ т.е. гидрокарбонат аммония.

Гидрокарбонат натрия (NaHCO₃) выпадает в осадок из-за эффекта общего иона, вызванного присутствием избытка NaCl.

Выпавший в осадок NaHCO₃ отфильтровывают и прокаливают, чтобы получить карбонат натрия (Na₂CO₃)

Свойства Na₂CO₃

Карбонат натрия кристаллизуется из воды в виде декагидрата (декагидрат карбоната натрия, Na₂CO₃.10H₂O, также известный как стиральная сода). При температуре выше 373 К моногидрат становится полностью безводным и превращается в белый порошок, называемый кальцинированной содой.

Применение Na₂CO₃

i. Используется в производстве стеклянного мыла, буры и каустической соды.

ii. Используется для смягчения воды при стирке и чистке.

iii. Используется в бумажной, лакокрасочной и текстильной промышленности.

2] Гидроксид натрия (каустическая сода, NaOH)

Коммерческий гидроксид натрия получают путем электролиза хлорида натрия в ячейке Костнера – Келлнера. Его также получают путем добавления гидроксида кальция к раствору карбоната натрия.

Свойства NaOH

Гидроксид натрия представляет собой деликатное, белое кристаллическое твердое вещество. Он легко растворяется в воде и образует крепкий щелочной раствор.

Раствор гидроксида натрия на поверхности реагирует с CO₂ в атмосфере с образованием Na₂CO₃.

Применение NaOH

i. Он полезен при очистке бокситов и в производстве мыла, бумаги, искусственного шелка и ряда химических веществ.

ii. Применяется в нефтепереработке и текстильной промышленности.

iii. Он важен как лабораторный реактив и для получения чистых жиров и масел.

3] Хлорид натрия (NaCl)

Он также известен как обычная или поваренная соль. Его получают в основном путем выпаривания морской воды. Полученный таким образом сырой хлорид натрия содержит CaSO₄, CaCl₂, MgCl₂в качестве примесей и является деликатным. Чистый NaCl получают путем пропускания газа HCl через насыщенный раствор сырого NaCl. Из-за эффекта общих ионов NaCl выпадает в осадок.

Свойства хлорида натрия (NaCl)

Это белое кристаллическое твердое вещество. Температура плавления 1081K, температура кипения 1713K. Его растворимость составляет 36 грамм на 100 грамм воды при 273K. NaCl при нагревании с концентрированной H₂SO₄ и MnO₂ выделяет газ хлор.

Применение хлорида натрия (NaCl)

i. Используется в качестве поваренной или обычной соли для бытовых целей и консерванта для мяса, рыбы и т.д.

ii. Используется для приготовления Na₂O₂, NaOH, Na₂CO₃ и т.д.

4] Гидрокарбонат натрия (NaHCO₃)

Он также известен как бикарбонат натрия и пищевая сода. Его получают путем насыщения раствора карбоната натрия CO₂.

Свойства Гидрокарбонат натрия (NaHCO₃)

Это белое кристаллическое твердое вещество, мало растворимое в воде. При нагревании выделяет Na₂CO₃ и CO₂.

Водный раствор щелочной из-за гидролиза.

Применение Гидрокарбонат натрия (NaHCO₃)

i. Используется в огнетушителях и для выпечки тортов, хлеба и т.д.

ii. Он также используется в качестве лекарства для снижения кислотности желудка, т.е. антацида.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ НАТРИЯ И КАЛИЯ

Натрий и калий очень важны и играют жизненно важную роль в биологической системе. Наш организм получает их из фруктов и овощей. Поваренная соль является самым важным источником натрия в рационе. Их ионы поддерживают чувствительность нервов и управляют мышцами.

При дефиците натрия наблюдается уменьшение жировых отложений, атрофия, инфекция легких, замедление роста костей, снижение кровяного давления и т.д. Дефицит калия снижает частоту сердечных сокращений. Гипертрофия почек и паралич мышц.

ГРУППА – 2 ЭЛЕМЕНТЫ : ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Общая электронная конфигурация элементов второй группы – ns 2. Все щелочноземельные металлы имеют два валентных электрона, поэтому образуют двухвалентные ионы M 2+ и являются высокореактивными, как щелочные металлы. Группа – 2 состоит из следующих элементов.

Бериллий (Be), магний (Mg), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba), радий (Ra).