Главную подгруппу I группы Периодической системы Д.И. Менделеева составляют литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr. Элементы этой подгруппы относят к металлам. Их общее название – щелочные металлы.
Щелочноземельные металлы находятся в главной подгруппе II группы Периодической системы Д.И. Менделеева. Это магний Mg, кальций Ca, стронций Sr, барий Ba и радий Ra.
Щелочные и щелочноземельные металлы как типичные металлы проявляют ярко выраженные восстановительные свойства. У элементов главных подгрупп металлические свойства с увеличением радиуса возрастают. Особенно сильно восстановительные свойства проявляются у щелочных металлов. Настолько сильно, что практически невозможно проводить их реакции с разбавленными водными растворами, так как в первую очередь будет идти реакция взаимодействия их с водой. У щелочноземельных металлов ситуация аналогичная. Они тоже взаимодействуют с водой, но гораздо менее интенсивно, чем щелочные металлы.
Электронные конфигурации валентного слоя щелочных металлов – ns1 , где n – номер электронного слоя. Их относят к s-элементам. У щелочноземельных металлов – ns2 (s-элементы). У алюминия валентные электроны …3s23р1 (p-элемент). Эти элементы образуют соединения с ионным типом связи. При образовании соединений для них степень окисления соответствует номеру группы.
Обнаружение ионов металла в солях
Ионы металлов легко определить по изменению окраски пламени. Рис. 1.
Соли лития – карминово-красная окраска пламени. Соли натрия – желтый. Соли калия – фиолетовый через кобал
Продукты: сульфат калия, вода
K2O + 2HCl = 2KCl + H2O
Продукты: хлорид калия, вода
3K2O + P2O5 = 2K3PO4
Продукты: фосфат калия
2) SO3 + Na2SiO3 = Na2SO4 + SiO2
Продукты: сульфат натрия, диоксид кремния (кварцевый песок)
SO3 + Na2O = Na2SO4
Продукт: сульфат натрия
SO3 + 2KOH = K2SO4 + H2O
Продукты: сульфат калия, вода
SO3 + Na2SO3 = Na2SO4 + SO2
Продукты: сульфат натрия, диоксид серы (сернистый газ)
3SO3 + 2Fe(OH)3 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
Продукты: сульфат железа (II), вода
3) Al2O3 + 3Mg = 3MgO + 2Al
Продукты: оксид магния, алюминий
Al2O3 + 3CuSO4 = 3CuO + Al2(SO4)3
Продукты: сульфат алюминия, оксид меди (II)
Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2
Продукт: алюминат натрия
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O
Продукты: сульфат алюминия, вода
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Продукты: хлорид алюминия, вода
Al2O3 + 6KOH(р-р) + 3H2O = 2K3[Al(OH)6]
Продукт: гексагидроксоалюминат калия
Al2O3 + P2O5 = 2AlPO4
Продукт: фосфат алюминия
Al2O3 + 2FeCl3 = 2AlCl3 + Fe2O3
Продукты: хлорид алюминия, оксид железа (III)