S-элементы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Группа 1 2 8
Период
1
1
Водород
1,008 ± 0,0002[1]
1s1
2
Гелий
4,002602 ± 2,0E−6[2]
1s2
2
3
Литий
6,94 ± 0,06[1]
[Не]2s1
4
Бериллий
9,0122
2s2
3
11
Натрий
22,9898
[Nе]3s1
12
Магний
24,305
3s2
4
19
Калий
39,0983
[Ar]4s1
20
Кальций
40,078
4s2
5
37
Рубидий
85,4678
[Kr]5s1
38
Стронций
87,62
5s2
6
55
Цезий
132,9055
[Xe]6s1
56
Барий
137,327
6s2
7
87
Франций
(223)
[Rn]7s1
88
Радий
(226)
7s2

s-Элеме́нты в периодической таблице элементов — химические элементы, внешняя электронная оболочка которых образована s-электронами (одним или двумя). Такие элементы объединяются в группу, называемую s-блок.

К s-элементам относятся:

s-Элементы отличаются тем, что в невозбужденном состоянии наиболее внешние электроны их атомов находится на s-орбитали. Исключая водород и гелий, эти электроны при химических реакциях очень легко отщепляются; при этом атом превращается в положительный ион. Конфигурация гелия химически стабильна; вследствие этого его относят к инертным газам (остальные инертные газы относятся к p-элементам).

s-Элементы (кроме гелия) являются сильными восстановителями и поэтому в свободном виде на Земле не встречаются. Металлы из категории s-элементов в чистом виде могут быть получены с помощью электролиза расплава соли, оксида или гидроксида (либо электролизом раствора соли с использованием ртутного катода и последующей отгонкой ртути из полученной амальгамы металла) или восстановлением с использованием более сильного восстановителя (например, бериллий был впервые получен воздействием калия на хлорид бериллия). Впервые смог выделить s-металлы Гемфри Дэви в 1807—1808 годах (он получил чистые натрий, калий, барий и кальций, а также амальгаму стронция и магния); в 1818 он же впервые получил металлический литий[3]. Бериллий был впервые восстановлен из солей независимо двумя учёными, Ф. Вёлером и А. А. Бюсси, в 1828 году. Р. Бунзен в 1854 году получил металлический рубидий. Цезий был выделен в чистом виде лишь в 1881 году, когда Карл Сеттерберг[de] подверг электролизу расплав смеси цианида цезия с барием[4]. Металлический радий был впервые выделен в 1910 году Марией Кюри и Андре Дебьерном путём электролиза хлорида радия на ртутном катоде и последующей дистилляции в водороде. Металлический франций вследствие его высокой радиоактивности никогда не был выделен в весовых количествах.

Твёрдость s-металлов в компактном виде (при обычных условиях) может варьироваться от очень малой (все щелочные металлы — их можно разрезать ножом) до довольно высокой (бериллий). Исключая бериллий и магний, металлы очень реакционноспособны и могут быть использованы в сплавах со свинцом в малых количествах (<2 %). Бериллий и магний, ввиду их высокой стоимости, могут быть ценными компонентами для деталей, где требуется твёрдость и лёгкость. Эти металлы являются чрезвычайно важными, поскольку позволяют сэкономить средства при добыче титана, циркония, тория и тантала из их минеральных форм; могут находить своё применение как восстановители в органической химии.

Опасность и хранение[править | править код]

Все элементы, имеющие внешнюю s-оболочку, кроме гелия, являются опасными веществами. Они пожаро-(взрыво-)опасны, требуют особого пожаротушения, исключая бериллий и магний. Храниться должны в инертной атмосфере аргона или углеводородов. Большинство s-металлов бурно реагируют с водой, продуктом реакции является водород, например:

,

исключая магний, который реагирует медленно, и бериллий, который реагирует, только когда его оксидная плёнка снята с помощью ртути. Литий имеет схожие свойства с магнием, так как находится в периодической таблице рядом с магнием.

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report) (англ.)IUPAC, 1960. — ISSN 0033-4545; 1365-3075; 0074-3925doi:10.1515/PAC-2019-0603
  2. Meija J., Coplen T. B., Berglund M., Bièvre P. D., Gröning M., Holden N. E., Irrgeher J., Loss R. D., Walczyk T., Prohaska T. Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied ChemistryIUPAC, 2016. — Vol. 88, Iss. 3. — ISSN 0033-4545; 1365-3075; 0074-3925doi:10.1515/PAC-2015-0305
  3. XVIII. An Account of the New Alkali lately discovered in Sweden (англ.) // The Quarterly Journal of Science and the Arts. — 1818. — Vol. 5. — P. 337—340.
  4. Setterberg C. Ueber die Darstellung von Rubidium- und Cäsiumverbindungen und über die Gewinnung der Metalle selbst (нем.) // Justus Liebigs Annalen der Chemie. — 1881. — Bd. 221, H. 1. — S. 100–116. — doi:10.1002/jlac.18822110105.

Литература[править | править код]

  • Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии: В 2-х томах. Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. 652 с., ил. — Т. 1. — С. 432—437.