Образуют водород

а) железо, цинк, индий, никель, кобальт, марганец, хром, уран, олово – с соляной и серной кислотами;

б) алюминий, галлий, титан, цирконий, медь (в присутствии платины) – только с соляной кислотой;

в) алюминий, галлий, ванадий, олово, двуокись вольфрама – с сильными щелочами.

Не разлагают воду ни при каких условиях, не взаимодействуют с серной и соляной кислотой:

свинец, ртуть, золото, серебро, платина.

2.2. Характеристика элементов главных подгрупп

и их соединений

2.2.1. I группа (подгруппа IА)

Щелочные металлы

Элемент	Название	Кем открыт	Год открытия
Li	Литий ("камень"	Арфведсон, Дэви	1817
Na	Натрий ("вскипающий в уксусе")	Дэви	1807
K	Калий ("алкали" - щелочь)	Дэви	1807
Rb	Рубидий ("красный" – спектр.)	Бунзен	1861
Cs	Цезий ("голубой" – спектр.)	Бунзен	1860
Fr	Франций	М.Перей	1939

В ряду Li – Na – K – Rb – Cs – Fr наблюдается

а) уменьшение электроотрицательности;

б) уменьшение энергии ионизации;

в) усиление металлических (восстановительных свойств);

г) снижение температуры плавления (181⁰C у Li, 29⁰С у Fr);

д) увеличение плотности металла (0,53 г/см³ у Li, 1,9 г/см³ у Fr).

Франций является самым сильным восстановителем среди всех элементов периодической системы.

В природе щелочные металлы главным образом находятся в виде следующих солей: NaCl – поваренная соль, Na₂SO₄10H₂O – глауберова соль, NaNO₃ – чилийская селитра, KCl - сильвин, KClNaCl – сильвинит.

Получены щелочные металлы были сравнительно поздно, поскольку основным способом их получения является электролиз расплавов солей.

_{электролиз}

2NaCl  2Na + Cl₂

Таким образом, с помощью электролиза могут быть получены все щелочные металлы, в том числе и самый сильный металл – франций, следова-тельно, только электрический ток является более сильным восстановителем, чем франций.

Из всех металлов Периодической системы щелочные металлы облада-ют наиболее выраженными восстановительными свойствами и химической активностью. Во всех соединениях щелочные металлы имеют степень окисления +1.

1. Взаимодействие с кислородом.

Все щелочные металлы бурно реагируют с кислородом, образуя при горении оксид (литий), пероксид (натрий), надпероксид (калий и цезий).

4Li + O₂  2Li₂O

2Na + O₂  Na₂O₂

K + O₂  KO₂

Пероксиды и надпероксиды при нагревании разлагаются с выделением кислорода и оксида.

_t

2Na₂O₂  2Na₂O+ O₂

2. Взаимодействие с водой.

С водой бурно реагируют с выделением большого количества тепла как сами щелочные металлы, так и некоторые их соединения (оксиды, пероксиды, гидриды, карбиды). Такие экзотермические химические реакции представляют собой значительную пожарную опасность. Очевидно, что тушение водой этих соединений недопустимо.

2.1. При взаимодействии с водой щелочных металлов выделяяется водород.

2Na + 2H₂O  2NaOH + H₂

2.2. Водород также выделяется при взаимодействии гидридов щелочных металлов с водой.

LiH + H₂O  LiOH + H₂

Гидрид лития используется для наполнения водородом спасательных средств на воде (плотов, подушек, поясов).

2.3. С водой бурно реагируют оксиды и пероксиды щелочных металлов, образуя при этом щелочи.

K₂O + H₂O  2KOH

Na₂O₂ + 2H₂O  2NaOH + H₂O₂O

H₂O

Во второй реакции выделяющаяся перекись водорода разлагается на атомарный кислород и воду. Подобная реакция используется для отбеливания различных материалов в текстильной промышленности. Вещества, выделяющие атомарный кислород называются оксилитами.

2.4. С водой очень бурно (и даже в атмосфере углекислого газа) реагирует карбид лития, выделяя при этом углерод в виде сажи.

2Li₂C₂ + 2H₂O + O₂  4LiOH + 4C

3. Тушение щелочных металлов представляет значительную трудность, поскольку нагретые до высокой температуры, они бурно реагируют с наибо-лее распространенными огнетушащими веществами. При этом часто выделяются горючие вещества и вещества, склонные к взрывному разложению.

4Li + 2CO₂  Li₂CO₃ + LiO₂ + C

6Li + N₂  2Li₃N

4Li + SiO₂ 2Li₂O + Si

4. Пероксид натрия используется для регенерации кислорода в замкнутых объемах (например, на подводных лодках, космических кораблях, а также в противогазах).

2Na₂O₂ + 2СO₂  2Na₂СO₃ + O₂

Некоторые соединения щелочных металлов широко используются как огнетушащие вещества.

Так, порошковые огнетушители на основе соды используются для тушения горящей нефти и масел.

2NaHCO₃  Na₂СO₃ + CO₂ + H₂O

В состав некоторых огнетушащих порошков входит сильвинит

KClNaCl.

Свойства щелочных металлов – это свойства типичных металлов и сильнейших восстановителей. Полной их противоположностью являются элементы – окислители VII группы Периодической системы.