القائمة الرئيسية

الصفحات


The Boss

(توزع مجانالوجه الله تعالي)

الباب الرابع

العناصر الممثلة فى بعض المجموعاتالكيمياءمج1Aعناصرالاقلاء2ثانوي

·  المجموعات المنتظمة هى المجموعات التى تتدرج به الخواص تدرجاً منتظماً لا يوجد فى العناصر الانتقالية

العناصر الممثلة:- تشمل عناصر:-(1)   الفئة (s) فى المجموعتان [(1A), (2A)]

(2)   الفئة (p) فى المجموعات [(3A), (4A), (5A), (6A), (7A)]

أولاً: عناصر الفئة (S)

مثال: عناصر المجموعة الأولى (الأقلاء) تعرف باسم الأقلاء لأن أكسيدها تذوب فى الماء مكونة القلويات

التوزيع الإلكترونى

الرمز

العنصر

[2He] 2s1

2, 1

3Li

الليثيوم

[10Ne] 3s1

2, 8, 1

11Na

الصوديوم

[18Ar] 4s1

2, 8, 8, 1

19K

البوتاسيوم

[36Kr] 5s1

2, 8, 18, 8, 1

37Rb

الروبيديوم

[54Xe] 6s1

2, 8, 18, 18, 8, 1

55Cs

السيزيوم

[86Rn] 7s1

2, 8, 18, 32, 18, 8, 1

87Fr

الفرانسيوم

وجودها فى الطبيعة:-

[1] الصوديوم:- يحتل الترتيب السادس من حيث الانتشار فى القشرة الأرضية.

·        أهم خاماته: الملح الصخرى (NaCl)

[2] البوتاسيوم:- يحتل الترتيب السابع من حيث الانتشار فى القشرة الأرضية.

·        أهم خاماته: 

*كلوريد البوتاسيوم فى ماء البحر.     *رواسب الكارناليت [KCl.MgCl2.6H2O]

[3] بقية فلزات المجموعة نادرة الوجود.


[4] الفرانسيوم:- عنصر مشع ينتج من فقد عنصر الأكتنيوم(89Ac227)   لجسيم ألفا (2He4)

89Ac227                          87Fr223 + 2He4

الخواص العامة لعناصر المجموعة الأولى (A)

[1] تتميز بوجود إلكترون واحد مفرد فى مستوى الطاقة الأخير (ns1) ويترتب على ذلك ما يلى:-

(‌أ)  كل عنصر منها تبدأ به دورة جديدة فى الجدول الدورى الحديث.

(‌ب)عدد تأكسدها (+1).

(‌ج)  نشطة كيميائيا لسهولة فقد إلكترون التكافؤ.

·قيم جهد تأينها الأول تعتبر من أقل قيم جهد تأين جميع العناصر المعروفة.

· بينما قيم جهد تأينها الثانى كبير جداً لأنه يتسبب فى كسر مستوى طاقة مكتمل.

(‌د)معظم مركباتها أيونية وكل أيون يشبه تركيب الغاز النبيل الذى يسبقه فى الجدول الدورى.

(‌ه)عوامل مختزلة قوية جداً.

(‌و) أكثر الفلزات ليونة وأقلها درجة إنصهار وغليان.

[2] أكبر الذرات المعروفة حجما فى الجدول الدورة الخاصة به.

ويزداد الحجم الذرى فى المجموعة بزيادة العدد الذرى وترتيب على ذلك ما يلى:-

(‌أ)زيادة نصف قطر الذرة يؤدى إلى:-

·تقليل ارتباط إلكترون التكافؤ بنواة الذرة ويجعل فقده سهلاً.

·تعتبر أعلى الفلزات إيجابية كهربية ونشاط كيميائى.

(‌ب)  كبر أحجام ذراتها وصغر جهد تأينها يؤدى إلى استخدامها فى الخلايا الكهروضوئية كما فى البوتاسيوم والسيزيوم حيث يسهل تحرر إلكترونات من سطح الفلز عند تعرضها للضوء.

الظاهرة الكهروضوئية:- هى ظاهرة تحرر إلكترونات من سطح بعض المعادن عند تعرضها للضوء.

(‌ج)   قلة كثافتها.

(‌د)     صغر سالبيتها الكهربية ولذلك تكون روابط أيونية قوية.

[3] عند إثارة إلكترونات ذرات هذه العناصر إلى مستويات طاقة أعلى فإنها تعطى الألوان المميزة لهذه العناصر.

الكشف الجاف: (كشف اللهب)طريقة الكشف:-

(1)   يغمس سلك من البلاتين فى حمض الهيدروكلوريك المركز لتنقيته.

(2)   يغمس السلك فى الملح المجهول ويعرض للهب بنزن غير المضىء.

(3)   يكتسب اللهب اللون المميز لكاتيون العنصر.

العنصر

الليثيوم

الصوديوم

البوتاسيوم

السيزيوم

اللون المميز

قرمزى

أصفر ذهبى

بنفسجى فاتح

أزرق بنفسجى

[4] بسبب نشاطها الكيميائى تحفظ تحت هيدروكربونات سائلة مثل الكيروسين لعزلها عن الهواء والرطوبة.

**الخواص الكيميائية:

[1] مع الهواء الجوى:-  تصدأ فى الهواء وتفقد بريقها لتكوين الأكاسيد.

[2] مع النيتروجين:-  يتحد معه الليثيوم مكوناً نيتريد الليثيوم


6Li + N2             2Li3N

ثم يتفاعل نيتريد الليثيوم مع الماء ويعطى هيدروكسيد الليثيوم والنشادر


Li3N + 3H2O                      3LiOH + NH3h

[3] مع الماء:- تحل محل هيدروجين الماء مع انطلاق طاقة حرارية تؤدى إلى اشتعال الهيدروجين المتصاعد؛ لذلك لا يستخدم الماء فى إطفاء حرائق الصوديوم.


2Na + 2H2O                         2NaOH + H2 h+ طاقة

[4] مع الأكسجين:- ينتج ثلاثة أنواع من الأكاسيد

مع الليثيوم: يعطى الأكسيد العادى (عدد تأكسد الأكسجين –2)


4Li + O2      180C0   2Li2O أكسيد الليثيوم                 

مع الصوديوم: يعطى فوق أكسيد الصوديوم (عدد تأكسد الأكسجين –1)


2Na + O2     300C0 Na2O2 فوق أكسيد الصوديوم           

مع البوتاسيوم والربيديوم والسيزيوم: يعطى السوبر أكسيد (عدد تأكسد الأكسجين – ½)


K + O2      300C0  KO2 سوبر أكسيد البوتاسيوم        

vوتعمل مركبات فوق الاكسيدوسوبرأكسيدكعوامل مؤكسدة قوية,حيث تتفاعل مع الماء والاحماض وتعطي فوق اكسيدالهيدروجين وأكسجين.
                 

Na2O2 + 2H2                2NaOH   +   H2O2
  +H2O2+O22NaCl              Na2O2 + 2HCl

  2KO2  + 2HCl                 2KCl     +   H2O2    +  O2

  2KO2  + 2H2                2KOH   +  H2O2
*سوبر أكسيد البوتاسيوم:يستخدم فى تنقية جو الغواصات والطائرات من ثانى أكسيد الكربون ويعطى الأكسجين.


4KO2 + 2CO2      CuCl2 / عامل حفاز   2K2CO3 + 3O2

**ملاحظات:-

·        يمكن تحضير أكاسيد هذه العناصر بإذابة الفلز فى غاز النشادر المسال ثم إضافة الكمية المحسوبة من الأكسجين.

·       
الأكسيد المثالى لهذه العناصر هو الأكسيد العادى(X 2O)  مثل Na2O.

·        أكاسيد الأقلاء أكاسيد قاعدية قوية تتفاعل مع الماء منتجة أقوى القلويات ماعدا أكسيد الليثيوم.

[5] مع الأحماض:- تحل محل هيدروجين الحمض ويكون التفاعل عنيفاً.


2Na + 2HCl          بارد        2NaCl + H2h

 

[6] مع الهيدروجين:-  يتكون هيدريدات الفلز


2Li + H2      Heat    2LiH هيدريد الليثيوم                    


2Na + H2     Heat    2Na H هيدريد الصوديوم               

·        الهيدريدات مركبات أيونية تتحلل كهربياً ويتصاعد الهيدروجين عن المصعد.

·        عدد تأكسد الهيدروجين فيها (-1)

 [7] مع الهالوجينات:- يكون التفاعل مصحوباً بانفجار وتتكون هاليدات أيونية شديدة الثبات.

2Na + Cl2                       2NaCl


2K + Br2                     2KBr

[8] مع اللافلزات الأخرى:- تتحد مع الكبريت والفوسفور


2Na + S                Na2S كبريتيد صوديوم         

3K + P                           K3P فوسفيد بوتاسيوم          

[9] أثر الحرارة على الأملاح الأكسجينية للأقلاء:-

1-      جميع كربونات الأقلاء لا تنحل بالحرارة ماعدا كربونات الليثيوم ينحل عند 1000 5م


Li2CO3        1000 oc        Li2O + CO2

2-      تنحل نترات الأقلاء انحلالاً جزئياً إلى نيتريت الفلز والأكسجين.


2NaNO3     Heat           2NaNO2 + O2

ملاحظات:-   يصاحب انحلال نترات البوتاسيوم انفجار شديد لذلك تستخدم فى صناعة البارود

·   لا يستخدم نترات الصوديوم فى صناعة البارود لأنها مادة متميعة؛ تمتص الرطوبة من الجو.

استخلاص فلزات الأقلاء من خاماتها

1-      لا توجد على حالة انفراد.

2-      توجد فى شكل مركبات أيونية.

3-      يصعب الحصول على الأقلاء بالطرق الكيميائية لصعوبة إرجاع الإلكترون المفقود من الفلز


Na+ + e-                Na

تحضيرها:-بالتحليل الكهربى لمصهور هاليداتهامثل NaCl فى وجود بعد المواد الصهارة التى تخفض درجة انصهار هذه الهاليدات.

حيث تمكن العالم ”ديفى“  من الحصول على الصوديوم والبوتاسيوم بالتحليل الكهربى.

          2Na+ + 2e-            2Na                    (الكاثود)  عندالمهبط


2Cl-                  Cl2 + e-                     (الانود)    عندالمصعد

أشهر مركبات الصوديوم

يتبع.....البوص22

تعليقات

التنقل السريع