Щелочными металлами называются элементы-металлы ia группы периодической системы д. и. менделеева: литий li, натрий na, калий k, рубидий rb, цезий cs и франций fr.
электронное строение атомов. на внешнем энергетическом уровне атомы щелочных металлов имеют один электрон ns1. поэтому для всех металлов группы ia характерна степень окисления +1. этим объясняется сходство свойств всех щелочных металлов. для них (сверху вниз по группе) характерно: увеличение радиуса атомов; уменьшение электроотрицательности; усиление восстановительных, металлических свойств. нахождение в природе. из щелочных металлов наиболее широко распространены в природе натрий и калий. но из-за высокой активности они встречаются только в виде соединений. основными источниками натрия и калия являются: каменная соль (хлорид натрия nacl), глауберова соль, или мирабилит — декагидрат сульфата натрия na2so4 · 10h2o, сильвин — хлорид калия kcl, сильвинит — двойной хлорид калия-натрия kcl ·nacl и др. соединения лития, рубидия и цезия в природе встречаются значительно реже, поэтому их относят к числу редких и рассеянных.
свойства простых веществ. в твёрдом агрегатном состоянии атомы связаны металлической связью. наличие металлической связи обусловливает общие свойства простых веществ-металлов: металлический блеск, ковкость, пластичность, высокую тепло- и электропроводность.
в свободном виде простые вещества, образованные элементами ia группы — это легкоплавкие металлы серебристо-белого (литий, натрий, калий, рубидий) или золотисто-жёлтого (цезий) цвета, высокой мягкостью и пластичностью.
img1.jpg
наиболее твёрдым является литий, остальные щелочные металлы легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу.
только у натрия плотность немного больше единицы ρ=1,01 г/см3, у всех остальных металлов плотность меньше единицы.
свойства. щелочные металлы высокой активностью, реагируя с кислородом и другими неметаллами. поэтому хранят щелочные металлы под слоем керосина или в запаянных ампулах. они являются сильными восстановителями.
все щелочные металлы активно реагируют с водой, выделяя из неё водород. пример: 2na+2h2o=2naoh+h2↑.
взаимодействие натрия с водой протекает с выделением большого количества теплоты (т. е. реакция является экзотермической). кусочек натрия, попав в воду, начинает быстро двигаться по её поверхности. под действием выделяющейся теплоты он расплавляется, превращаясь в каплю, которая, взаимодействуя с водой, быстро уменьшается в размерах. если задержать её, прижав стеклянной палочкой к стенке сосуда, капля воспламенится и сгорит ярко-жёлтым пламенем. получение. металлический натрий в промышленности получают главным образом электролизом расплава хлорида натрия с инертными (графитовыми) . в расплаве хлорида натрия присутствуют ионы:
nacl⇄na++cl−.
при электролизе на катоде восстанавливаются катионы na+, а на аноде окисляются анионы cl−:
катод (–): 2na++2e=2na,
анод (+): 2cl−−2e=cl2↑. суммарное уравнение реакции при электролизе расплава хлорида натрия:
Площадь сечения равна: S=πR^2 R=0.6 м => S=3.14*(0.6)^2=1.13 м^2 Найдём массу воды в трубе: m=S*h*p Здесь h-длина трубы m=1.13*150*1000=169500 кг Далее закон сохранения энергии: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 В начале скорость нулевая, в конце он достигает нужной высоты т.е. уже нулевой. И так получается: Ep1=Ek2 m*g*h/2=m*v^2/2 здесь h- перепад высоты. h/2-это потому, что Ep- связанно с движением центра масс После сокращений получаем: v=√gh = √10*19=13.8 м/с Энергия, которую можно получить равна: Ep=mgh/2=16102500 Дж Переводим в кВт-ч, получается Ep≈4,473 кВт-ч или Ep=16102.5 кВт-с
для того, чтобы болт лучше удерживался. это происходит за счет увеличения силы трения.