इनमें क्षारीय गुण होते हैं। क्षार धातुओं की सूची और गुण

संपूर्ण आवर्त सारणी में से अधिकांश तत्व धातुओं के समूह का प्रतिनिधित्व करते हैं। उभयचर, संक्रमणकालीन, रेडियोधर्मी - उनमें से बहुत सारे हैं। सभी धातुएँ न केवल प्रकृति और मानव जैविक जीवन में, बल्कि विभिन्न उद्योगों में भी बहुत बड़ी भूमिका निभाती हैं। यह अकारण नहीं है कि 20वीं सदी को "लोहा" कहा जाता था।

धातुएँ: सामान्य विशेषताएँ

सभी धातुओं में समान रासायनिक और भौतिक गुण होते हैं, जिससे उन्हें गैर-धातु पदार्थों से आसानी से अलग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, क्रिस्टल जाली की संरचना उन्हें इसकी अनुमति देती है:

• विद्युत धारा के संवाहक;
• अच्छे ताप संवाहक;
• निंदनीय और लचीला;
• टिकाऊ और चमकदार.

निःसंदेह, उनमें मतभेद हैं। कुछ धातुएँ चांदी जैसे रंग के साथ चमकती हैं, अन्य अधिक मैट सफेद रंग के साथ चमकती हैं, और अन्य धातुएँ आम तौर पर लाल और पीले रंग के साथ चमकती हैं। तापीय और विद्युत चालकता में भी अंतर हैं। हालाँकि, ये पैरामीटर अभी भी सभी धातुओं के लिए सामान्य हैं, जबकि गैर-धातुओं में समानता की तुलना में अधिक अंतर हैं।

रासायनिक प्रकृति से, सभी धातुएँ अपचायक हैं। प्रतिक्रिया स्थितियों और विशिष्ट पदार्थों के आधार पर, वे ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में भी कार्य कर सकते हैं, लेकिन शायद ही कभी। असंख्य पदार्थ बनाने में सक्षम। धातुओं के रासायनिक यौगिक प्रकृति में अयस्कों या खनिजों, खनिजों और अन्य चट्टानों में भारी मात्रा में पाए जाते हैं। डिग्री हमेशा सकारात्मक होती है और स्थिर (एल्यूमीनियम, सोडियम, कैल्शियम) या परिवर्तनशील (क्रोमियम, लोहा, तांबा, मैंगनीज) हो सकती है।

उनमें से कई का व्यापक रूप से निर्माण सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है और विज्ञान और प्रौद्योगिकी की विभिन्न शाखाओं में उपयोग किया जाता है।

धातुओं के रासायनिक यौगिक

इनमें से पदार्थों के कई मुख्य वर्गों का उल्लेख किया जाना चाहिए, जो अन्य तत्वों और पदार्थों के साथ धातुओं की परस्पर क्रिया के उत्पाद हैं।

1. ऑक्साइड, हाइड्राइड, नाइट्राइड, सिलिसाइड, फॉस्फाइड, ओजोनाइड, कार्बाइड, सल्फाइड और अन्य - गैर-धातुओं के साथ द्विआधारी यौगिक, अक्सर लवण वर्ग (ऑक्साइड को छोड़कर) से संबंधित होते हैं।
2. हाइड्रॉक्साइड्स - सामान्य सूत्र मी + एक्स (ओएच) एक्स।
3. नमक। अम्लीय अवशेषों के साथ धातु यौगिक। भिन्न हो सकता है:

• औसत;
• खट्टा;
• दोहरा;
• बुनियादी;
• जटिल।

4. कार्बनिक पदार्थों के साथ धातुओं के यौगिक - ऑर्गेनोमेटेलिक संरचनाएं।

5. धातुओं का आपस में यौगिक - मिश्रधातु, जो भिन्न-भिन्न प्रकार से प्राप्त होती है।

धातु जोड़ने के विकल्प

वे पदार्थ जिनमें एक ही समय में दो या दो से अधिक विभिन्न धातुएँ हो सकती हैं, उन्हें निम्न में विभाजित किया गया है:

• मिश्रधातु;
• दोहरा नमक;
• जटिल यौगिक;
• अंतरधात्विक यौगिक.

धातुओं को एक साथ जोड़ने की विधियाँ भी भिन्न-भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, मिश्रधातु का उत्पादन करने के लिए, परिणामी उत्पाद को पिघलाने, मिलाने और जमने की विधि का उपयोग किया जाता है।

इंटरमेटेलिक यौगिक धातुओं के बीच प्रत्यक्ष रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं, जो अक्सर विस्फोटक होते हैं (उदाहरण के लिए, जस्ता और निकल)। ऐसी प्रक्रियाओं के लिए विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता होती है: बहुत उच्च तापमान, दबाव, निर्वात, ऑक्सीजन की कमी, और अन्य।

सोडा, नमक, कास्टिक सोडा - ये सभी प्रकृति में क्षार धातुओं के यौगिक हैं। वे शुद्ध रूप में मौजूद होते हैं, जमाव बनाते हैं, या कुछ पदार्थों के दहन उत्पादों का हिस्सा होते हैं। कभी-कभी इन्हें प्रयोगशाला विधि से प्राप्त किया जाता है। लेकिन ये पदार्थ हमेशा महत्वपूर्ण और मूल्यवान होते हैं, क्योंकि ये एक व्यक्ति को घेरते हैं और उसके जीवन को आकार देते हैं।

क्षार धातु यौगिक और उनके उपयोग सोडियम तक ही सीमित नहीं हैं। नमक जैसे:

• पोटेशियम क्लोराइड;
• (पोटेशियम नाइट्रेट);
• पोटेशियम कार्बोनेट;
• सल्फेट.

ये सभी कृषि में उपयोग किये जाने वाले मूल्यवान खनिज उर्वरक हैं।

क्षारीय पृथ्वी धातुएँ - यौगिक और उनके अनुप्रयोग

इस श्रेणी में रासायनिक तत्वों की प्रणाली के मुख्य उपसमूह के दूसरे समूह के तत्व शामिल हैं। इनकी स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था +2 है। ये सक्रिय कम करने वाले एजेंट हैं जो अधिकांश यौगिकों और सरल पदार्थों के साथ आसानी से रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। धातुओं के सभी विशिष्ट गुण प्रदर्शित करें: चमक, लचीलापन, गर्मी और विद्युत चालकता।

इनमें से सबसे महत्वपूर्ण और आम हैं मैग्नीशियम और कैल्शियम। बेरिलियम उभयधर्मी है, बेरियम और रेडियम दुर्लभ तत्व हैं। ये सभी निम्नलिखित प्रकार के कनेक्शन बनाने में सक्षम हैं:

• अंतरधात्विक;
• आक्साइड;
• हाइड्राइड्स;
• द्विआधारी लवण (गैर-धातुओं वाले यौगिक);
• हाइड्रॉक्साइड्स;
• लवण (दोहरा, जटिल, अम्लीय, क्षारीय, मध्यम)।

आइए व्यावहारिक दृष्टिकोण से सबसे महत्वपूर्ण यौगिकों और उनके अनुप्रयोग के क्षेत्रों को देखें।

मैग्नीशियम और कैल्शियम लवण

क्षारीय पृथ्वी धातु यौगिक जैसे लवण जीवित जीवों के लिए महत्वपूर्ण हैं। आख़िरकार, कैल्शियम लवण शरीर में इस तत्व का स्रोत हैं। और इसके बिना, जानवरों में कंकाल, दांत, सींग, खुर, बाल और कोट आदि का सामान्य गठन असंभव है।

इस प्रकार, क्षारीय पृथ्वी धातु कैल्शियम का सबसे आम नमक कार्बोनेट है। इसके अन्य नाम:

• संगमरमर;
• चूना पत्थर;
• डोलोमाइट.

इसका उपयोग न केवल जीवित जीव के लिए कैल्शियम आयनों के आपूर्तिकर्ता के रूप में किया जाता है, बल्कि निर्माण सामग्री, रासायनिक उत्पादन के लिए कच्चे माल, सौंदर्य प्रसाधन उद्योग, कांच उद्योग आदि में भी किया जाता है।

सल्फेट्स जैसे क्षारीय पृथ्वी धातु यौगिक भी महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, बेरियम सल्फेट (चिकित्सा नाम "बैराइट दलिया") का उपयोग एक्स-रे डायग्नोस्टिक्स में किया जाता है। क्रिस्टलीय हाइड्रेट के रूप में कैल्शियम सल्फेट जिप्सम है, जो प्रकृति में पाया जाता है। इसका उपयोग दवा, निर्माण और स्टैम्पिंग कास्ट में किया जाता है।

क्षारीय पृथ्वी धातु फास्फोरस

ये पदार्थ मध्य युग से ज्ञात हैं। पहले, उन्हें फॉस्फोरस कहा जाता था। यह नाम आज भी दिखाई देता है। अपनी प्रकृति से, ये यौगिक मैग्नीशियम, स्ट्रोंटियम, बेरियम और कैल्शियम के सल्फाइड हैं।

कुछ प्रसंस्करण के साथ, वे फॉस्फोरसेंट गुण प्रदर्शित करने में सक्षम होते हैं, और चमक बहुत सुंदर होती है, लाल से चमकीले बैंगनी तक। इसका उपयोग सड़क चिन्ह, वर्कवियर और अन्य चीजों के निर्माण में किया जाता है।

जटिल संबंध

वे पदार्थ जिनमें धात्विक प्रकृति के दो या दो से अधिक विभिन्न तत्व शामिल होते हैं, जटिल धातु यौगिक होते हैं। अक्सर ये सुंदर और रंगीन रंगों वाले तरल पदार्थ होते हैं। आयनों के गुणात्मक निर्धारण के लिए विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में उपयोग किया जाता है।

ऐसे पदार्थ न केवल क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं को बनाने में सक्षम हैं, बल्कि अन्य सभी धातुओं को भी बनाने में सक्षम हैं। हाइड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स, एक्वा कॉम्प्लेक्स और अन्य हैं।

इन्हें एस-तत्वों के रूप में वर्गीकृत किया गया है। क्षार धातु परमाणु की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत का इलेक्ट्रॉन उसी अवधि के अन्य तत्वों की तुलना में नाभिक से सबसे अधिक दूर होता है, अर्थात, क्षार धातु परमाणु की त्रिज्या अन्य तत्वों के परमाणुओं की त्रिज्या की तुलना में सबसे बड़ी होती है। समान अवधि. देय

क्षार धातु परमाणुओं में ऊर्जा स्तर द्वारा इलेक्ट्रॉनों का वितरण तालिका नंबर एक

तत्व	कोर प्रभारी	ऊर्जा स्तरों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या							परमाणु का आधा घेरा
		क	एल	एम	एन	हे	पी	क्यू
									1,57 1,86 2,36 2,43 2,62

इसके साथ, क्षार धातु परमाणुओं की बाहरी परत के वैलेंस इलेक्ट्रॉन को आसानी से हटा दिया जाता है, जिससे वे सकारात्मक एकल आवेशित आयनों में बदल जाते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि अन्य तत्वों के साथ क्षार धातुओं के यौगिक आयनिक बंधन के प्रकार के अनुसार निर्मित होते हैं।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में, क्षारीय यौगिक मजबूत कम करने वाले एजेंटों के रूप में व्यवहार करते हैं, और यह क्षमता परमाणु नाभिक के बढ़ते चार्ज के साथ धातु से धातु तक बढ़ती है।

धातुओं में, क्षार धातुएँ सबसे अधिक रासायनिक प्रतिक्रिया प्रदर्शित करती हैं। तनाव श्रृंखला में, सभी क्षार धातुएँ श्रृंखला की शुरुआत में स्थित हैं। बाहरी इलेक्ट्रॉन परत का इलेक्ट्रॉन एकमात्र वैलेंस इलेक्ट्रॉन है, इसलिए किसी भी यौगिक में क्षार धातुएं मोनोवैलेंट होती हैं। क्षार धातुओं की ऑक्सीकरण अवस्था आमतौर पर +1 होती है।
क्षार धातुओं के भौतिक गुण तालिका में दिए गए हैं। 19.

क्षार धातुओं के भौतिक गुण। तालिका 19

तत्व	क्रम संख्या	परमाण्विक भार	गलनांक, डिग्री सेल्सियस	क्वथनांक, डिग्री सेल्सियस	घनत्व, जी/सेमी3	कठोरता का पैमाना
		6,94 22,997 39,1 85,48 132,91	38,5	1336	0,53 0,97 0,86 1,53

क्षार धातुओं के विशिष्ट प्रतिनिधि सोडियम और पोटेशियम हैं।
■ 26. निम्नलिखित योजना के अनुसार क्षार धातुओं का सामान्य विवरण बनायें:
ए) क्षार धातु परमाणुओं की संरचना में समानताएं और अंतर;
बी) रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में क्षार धातुओं के व्यवहार की विशेषताएं;
ग) क्षार धातु यौगिकों में क्रिस्टल जाली का प्रकार;
डी) परमाणु की त्रिज्या के आधार पर धातुओं के भौतिक गुणों में परिवर्तन की विशेषताएं।

सोडियम

सोडियम परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ls 2 2s 2 2p 6 3s 1 है। इसकी बाहरी परत की संरचना:

सोडियम प्रकृति में केवल लवण के रूप में पाया जाता है। सबसे आम सोडियम नमक टेबल नमक NaCl है, साथ ही खनिज सिल्विनाइट KCl · NaCl और कुछ सल्फ्यूरिक एसिड लवण, उदाहरण के लिए ग्लौबर का नमक Na2SO4 · 10H2O, कैस्पियन सागर के कारा-बोगाज़-गोल खाड़ी में बड़ी मात्रा में पाया जाता है।
टेबल नमक NaCl से, पिघले हुए नमक के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा सोडियम धातु प्राप्त की जाती है। इलेक्ट्रोलिसिस स्थापना चित्र में दिखाया गया है। 76. इलेक्ट्रोड को पिघले हुए नमक में डुबोया जाता है। एनोड और कैथोड रिक्त स्थान को एक डायाफ्राम द्वारा अलग किया जाता है, जो गठित सोडियम को अलग करता है ताकि रिवर्स प्रतिक्रिया न हो। सकारात्मक सोडियम आयन कैथोड से एक इलेक्ट्रॉन स्वीकार करता है और एक तटस्थ सोडियम परमाणु बन जाता है। तटस्थ सोडियम परमाणु पिघली हुई धातु के रूप में कैथोड पर एकत्रित होते हैं। कैथोड पर होने वाली प्रक्रिया को निम्नलिखित चित्र द्वारा दर्शाया जा सकता है:
ना + + ना 0 .
चूँकि इलेक्ट्रॉनों की स्वीकृति कैथोड पर होती है, और परमाणु या आयन द्वारा इलेक्ट्रॉनों की सभी स्वीकृति एक कमी है, कैथोड पर सोडियम आयन कम हो जाते हैं। एनोड पर, क्लोरीन आयन इलेक्ट्रॉन छोड़ देते हैं, यानी, ऑक्सीकरण और मुक्त मुक्त होने की प्रक्रिया

क्लोरीन गैस, जिसे निम्नलिखित चित्र द्वारा दर्शाया जा सकता है:

सीएल --- इ— → सीएल 0

परिणामी सोडियम धातु का रंग चांदी जैसा सफेद होता है और इसे चाकू से आसानी से काटा जा सकता है। सोडियम के एक टुकड़े की, अगर काटने के तुरंत बाद जांच की जाए, तो उसमें चमकदार धात्विक चमक होती है, लेकिन धातु के अत्यधिक तेजी से ऑक्सीकरण के कारण वह जल्दी ही फीकी पड़ जाती है।

चावल। 76. पिघले हुए नमक के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए स्थापना आरेख। 1 - रिंग कैथोड; 2 - एनोड स्थान से क्लोरीन गैस हटाने के लिए घंटी

यदि सोडियम को लगभग 180° के तापमान पर थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन में ऑक्सीकृत किया जाता है, तो सोडियम ऑक्साइड प्राप्त होता है:
4Na + O2 = 2Na2O.
ऑक्सीजन में जलाने पर सोडियम पेरोक्साइड उत्पन्न होता है:
2Na + O2 = Na2O2.
इस स्थिति में, सोडियम चमकदार पीली लौ के साथ जलता है।
सोडियम के आसान और तेज़ ऑक्सीकरण के कारण, इसे मिट्टी के तेल या पैराफिन की एक परत के नीचे संग्रहीत किया जाता है, जो बेहतर है, क्योंकि हवा की एक निश्चित मात्रा अभी भी मिट्टी के तेल में घुल जाती है और सोडियम ऑक्सीकरण, हालांकि धीरे-धीरे, अभी भी होता है।

सोडियम हाइड्रोजन के साथ एक यौगिक बना सकता है - हाइड्राइड NaH, जिसमें यह 1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है। यह एक नमक जैसा यौगिक है, जो रासायनिक बंधन की प्रकृति और ऑक्सीकरण अवस्था के परिमाण से भिन्न होता है। समूह IV-VII के मुख्य उपसमूहों के तत्वों के अस्थिर हाइड्राइड।
सोडियम धातु न केवल ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के साथ, बल्कि कई सरल और जटिल पदार्थों के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकती है। उदाहरण के लिए, जब सल्फर के साथ मोर्टार में पीसा जाता है, तो सोडियम इसके साथ हिंसक प्रतिक्रिया करता है, जिससे बनता है:
2Na + S = Na2S

प्रतिक्रिया के साथ प्रकोप भी होता है, इसलिए आपको मोर्टार को अपनी आंखों से दूर रखना चाहिए और अपने हाथ को तौलिये में लपेटना चाहिए। प्रतिक्रिया के लिए आपको सोडियम के छोटे-छोटे टुकड़े लेने चाहिए।
सोडियम क्लोराइड बनाने के लिए सोडियम क्लोरीन में तेजी से जलता है, जो विशेष रूप से कैल्शियम क्लोराइड ट्यूब में देखने के लिए अच्छा होता है जिसमें क्लोरीन की धारा पिघले और अत्यधिक गर्म सोडियम के माध्यम से प्रवाहित की जाती है:
2Na + Cl2 = 2NaCl
सोडियम न केवल सरल, बल्कि जटिल पदार्थों के साथ भी प्रतिक्रिया करता है, उदाहरण के लिए पानी के साथ, इसे विस्थापित करता है, क्योंकि यह एक बहुत सक्रिय धातु है, वोल्टेज की श्रृंखला में यह हाइड्रोजन के बाईं ओर होता है और बाद वाले को आसानी से विस्थापित कर देता है। पानी:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
क्षार धातु की आग को पानी से नहीं बुझाया जा सकता। इसे सोडा ऐश पाउडर से भरना सबसे अच्छा है। सोडियम की उपस्थिति में गैस बर्नर की रंगहीन लौ पीली हो जाती है।
सोडियम धातु का उपयोग कार्बनिक संश्लेषण में उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है, उदाहरण के लिए ब्यूटाडीन से सिंथेटिक रबर के उत्पादन में। यह सोडियम पेरोक्साइड जैसे अन्य सोडियम यौगिकों के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में कार्य करता है।

■ 27. पाठ में दिए गए धात्विक सोडियम से संबंधित प्रतिक्रियाओं के समीकरणों का उपयोग करके साबित करें कि यह एक कम करने वाले एजेंट के रूप में व्यवहार करता है।

28. सोडियम को हवा में संग्रहित क्यों नहीं किया जा सकता?

29. एक छात्र ने नमक से धात्विक नमक को विस्थापित करने की आशा से सोडियम के एक टुकड़े को कॉपर सल्फेट के घोल में डुबोया। लाल धातु के बजाय, परिणाम एक जिलेटिनस नीला अवक्षेप था। होने वाली अभिक्रियाओं का वर्णन करें तथा उनके समीकरण आणविक एवं आयनिक रूपों में लिखें। प्रतिक्रिया की स्थितियों को कैसे बदला जाना चाहिए ताकि प्रतिक्रिया वांछित परिणाम की ओर ले जाए? समीकरणों को आणविक, पूर्ण और संक्षिप्त आयनिक रूपों में लिखें।
30. 2.3 ग्राम सोडियम धातु को 45 मिलीलीटर पानी के साथ एक बर्तन में रखा गया था। प्रतिक्रिया के अंत में बनने वाले सोडियम हाइड्रॉक्साइड की मात्रा क्या है?
31. सोडियम की आग को बुझाने के लिए किस साधन का उपयोग किया जा सकता है? तर्कपूर्ण उत्तर दीजिये.

सोडियम के ऑक्सीजन यौगिक. सोडियम हाइड्रॉक्साइड

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, सोडियम के ऑक्सीजन यौगिक सोडियम ऑक्साइड Na2O और सोडियम पेरोक्साइड Na2O2 हैं।
सोडियम ऑक्साइड Na2O विशेष रूप से महत्वपूर्ण नहीं है। यह पानी के साथ तीव्रता से प्रतिक्रिया करके कास्टिक सोडा बनाता है:
Na2O + H2O = 2NaOH
सोडियम पेरोक्साइड Na202 एक पीले रंग का पाउडर है। इसे एक प्रकार का हाइड्रोजन पेरोक्साइड का नमक माना जा सकता है, क्योंकि इसकी संरचना H2O2 जैसी ही होती है। सोडियम पेरोक्साइड की तरह, यह एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। पानी के संपर्क में आने पर, यह क्षार बनाता है और:
Na2O2 + H2O = H2O2 + 2NaOH
सोडियम पेरोक्साइड पर तनु अम्ल की क्रिया से भी बनता है:
Na2O2 + H2SO4 = H2O2 + Na2SO4
सोडियम पेरोक्साइड के उपरोक्त सभी गुण इसे सभी संभावित सामग्रियों को ब्लीच करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देते हैं।

चावल। 77. टेबल नमक के घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए एक संस्थापन का आरेख। 1 - एनोड; 2 - एनोड और कैथोड रिक्त स्थान को अलग करने वाला डायाफ्राम; 3-कैथोड

एक बहुत ही महत्वपूर्ण सोडियम यौगिक सोडियम हाइड्रॉक्साइड या सोडियम हाइड्रॉक्साइड, NaOH है। इसे कास्टिक सोडा या केवल कास्टिक भी कहा जाता है।
कास्टिक सोडा प्राप्त करने के लिए, टेबल नमक, सबसे सस्ता प्राकृतिक सोडियम यौगिक, का उपयोग इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन करके किया जाता है, लेकिन इस मामले में, पिघला हुआ नहीं, बल्कि नमक का घोल उपयोग किया जाता है (चित्र 77)। टेबल नमक के घोल के इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया के विवरण के लिए, § 33 देखें। चित्र में। 77 से पता चलता है कि एनोड और कैथोड रिक्त स्थान एक डायाफ्राम द्वारा अलग किए जाते हैं। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि परिणामी उत्पाद एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया न करें, उदाहरण के लिए Cl2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O।

कास्टिक सोडा एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है। जब कास्टिक सोडा को पानी में घोला जाता है, तो बड़ी मात्रा में गर्मी निकलती है और घोल बहुत गर्म हो जाता है। कास्टिक सोडा को जल वाष्प के प्रवेश से बचाने के लिए अच्छी तरह से सीलबंद कंटेनरों में संग्रहित किया जाना चाहिए, जिसके प्रभाव में यह बहुत नम हो सकता है, साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड भी हो सकता है, जिसके प्रभाव में कास्टिक सोडा धीरे-धीरे सोडियम कार्बोनेट में बदल सकता है। :
2NaOH + CO2 = Na2CO3+ H2O.
कास्टिक सोडा एक विशिष्ट क्षार है, इसलिए इसके साथ काम करते समय सावधानियां वही होती हैं जो किसी अन्य क्षार के साथ काम करते समय होती हैं।
कास्टिक सोडा का उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है, उदाहरण के लिए, पेट्रोलियम उत्पादों के शुद्धिकरण के लिए, वसा से साबुन का उत्पादन, कागज उद्योग में, कृत्रिम फाइबर और रंगों के उत्पादन में, दवाओं के उत्पादन में, आदि (चित्र)। 78).

अपनी नोटबुक में कास्टिक सोडा के अनुप्रयोग के क्षेत्रों को लिखें।

सोडियम लवणों में से, सबसे पहले टेबल नमक NaCl पर ध्यान दिया जाना चाहिए, जो कास्टिक सोडा और धात्विक सोडियम के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चे माल के रूप में कार्य करता है (इस नमक के बारे में अधिक जानकारी के लिए, पृष्ठ 164 देखें), सोडा Na2CO3 (पृष्ठ देखें) 278), Na2SO4 (पेज 224 देखें), NaNO3 (पेज 250 देखें), आदि।

चावल। 78. कास्टिक सोडा का प्रयोग

■ 32. टेबल नमक के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा सोडियम हाइड्रॉक्साइड बनाने की विधि का वर्णन करें।
33. सोडियम कार्बोनेट को बुझे हुए चूने के साथ उपचारित करके कास्टिक सोडा तैयार किया जा सकता है। इस प्रतिक्रिया के लिए समीकरण के आणविक और आयनिक रूप लिखें, और यह भी गणना करें कि 40 किलोग्राम सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन करने के लिए 95% कार्बोनेट युक्त कितने सोडा की आवश्यकता होगी।
34. ग्राउंड-इन स्टॉपर्स के साथ फ्लास्क में कास्टिक सोडा समाधान का भंडारण करते समय, स्टॉपर्स "चिपक" क्यों जाते हैं और उन्हें हटाया नहीं जा सकता? यदि आप बोतल को कुछ देर के लिए पानी में उलट कर रख दें तो स्टॉपर को आसानी से हटाया जा सकता है। प्रतिक्रिया समीकरण देकर स्पष्ट करें कि इस स्थिति में किस प्रकार की प्रक्रियाएँ होती हैं।
35. आणविक और आयनिक रूपों में प्रतिक्रिया समीकरण लिखें जो एक विशिष्ट क्षार के रूप में कास्टिक सोडा के गुणों को दर्शाते हैं।
36. कास्टिक सोडा के साथ काम करते समय क्या सावधानियां बरतनी चाहिए? कास्टिक सोडा से जलने पर प्राथमिक उपचार के क्या उपाय किये जाने चाहिए?

पोटैशियम

पोटेशियम K भी एक काफी सामान्य क्षार धातु है, जो अपने परमाणु त्रिज्या (चौथी अवधि) के आकार में सोडियम से भिन्न होती है और इसलिए इसमें सोडियम की तुलना में अधिक रासायनिक गतिविधि होती है। पोटैशियम परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 है।
इसकी बाहरी इलेक्ट्रॉनिक परत की संरचना

पोटैशियम एक नरम धातु है जिसे चाकू से अच्छी तरह काटा जा सकता है। ऑक्सीकरण से बचने के लिए, इसे सोडियम की तरह मिट्टी के तेल की एक परत के नीचे संग्रहित किया जाता है।
पोटेशियम पानी के साथ सोडियम से भी अधिक तीव्रता से प्रतिक्रिया करता है, क्षार बनाता है और हाइड्रोजन छोड़ता है, जो प्रज्वलित होता है:
2K + 2H2O = 2KOH + H2.
जब ऑक्सीजन में जलाया जाता है (और सोडियम को जलाने की तुलना में दहन के लिए धातु के और भी छोटे टुकड़े लेने की सिफारिश की जाती है), तो यह सोडियम की तरह, पोटेशियम पेरोक्साइड बनाने के लिए बहुत तीव्रता से जलता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पोटेशियम परिसंचरण में सोडियम की तुलना में बहुत अधिक खतरनाक है। पोटेशियम काटते समय भी तेज़ विस्फोट हो सकता है, इसलिए आपको इसे और भी सावधानी से संभालने की ज़रूरत है।
पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड KOH, एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है। कास्टिक पोटेशियम सभी प्रकार से कास्टिक सोडा के समान है। साबुन उद्योग में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, लेकिन इसका उत्पादन कुछ अधिक महंगा है, इसलिए इसका उपयोग NaOH की तरह नहीं किया जाता है।
पोटेशियम लवणों पर विशेष रूप से ध्यान दिया जाना चाहिए, क्योंकि उनमें से कुछ का व्यापक रूप से उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है। ये हैं पोटेशियम क्लोराइड KCl, पोटेशियम नाइट्रेट KNO3, जो एक नाइट्रोजन उर्वरक भी है।

■ 37. हम इस तथ्य को कैसे समझा सकते हैं कि कास्टिक पोटेशियम कास्टिक सोडा की तुलना में रासायनिक रूप से अधिक सक्रिय है?
38. पोटेशियम का एक टुकड़ा पानी के साथ एक क्रिस्टलाइज़र में डाला गया था। प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, सफेद जिलेटिनस अवक्षेप के रूप में थोड़ा सा जस्ता वहां रखा गया था। अवक्षेप गायब हो गया, और जब घोल का परीक्षण फिनोलफथेलिन के साथ किया गया, तो वह लाल रंग का हो गया। यहाँ कौन सी रासायनिक प्रक्रियाएँ हुईं?
क्या 34

क्षारीय धातु

क्षार धातुओं में पहले समूह के तत्व शामिल हैं, मुख्य उपसमूह: लिथियम, सोडियम, पोटेशियम, रुबिडियम, सीज़ियम, फ्रांसियम।

में रहनाप्रकृति

Na-2.64% (द्रव्यमान द्वारा), K-2.5% (द्रव्यमान द्वारा), Li, Rb, Cs - बहुत कम, Fr - कृत्रिम रूप से प्राप्त तत्व

ली

ली 2 ओ अल 2 ओ 3 4SiO 2 - स्पोड्यूमिन

ना

NaCl - टेबल नमक (सेंधा नमक), हेलाइट

Na 2 SO 4 10H 2 O - ग्लॉबर का नमक (मिराबिलिट)

NaNO 3 - चिली साल्टपीटर

Na 3 AlF 6 - क्रायोलाइट
Na 2 B 4 O 7 10H 2 O - बोरेक्स

क

KCl NaCl - सिल्विनाइट

KCl MgCl 2 6H 2 O - कार्नेलाइट

K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 - फेल्डस्पार (ऑर्थोक्लेज़)

क्षार धातुओं के गुण

जैसे-जैसे परमाणु संख्या बढ़ती है, परमाणु त्रिज्या बढ़ती है, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को दान करने की क्षमता बढ़ती है, और कम करने वाली गतिविधि बढ़ती है:

भौतिक गुण

कम गलनांक, कम घनत्व, मुलायम, चाकू से काटा हुआ।

रासायनिक गुण

विशिष्ट धातुएँ, बहुत मजबूत कम करने वाले एजेंट। यौगिक +1 की एकल ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। परमाणु द्रव्यमान बढ़ने के साथ घटती शक्ति बढ़ती है। सभी यौगिक आयनिक प्रकृति के होते हैं, लगभग सभी पानी में घुलनशील होते हैं। हाइड्रॉक्साइड्स आर-ओएच क्षार हैं, धातु के बढ़ते परमाणु द्रव्यमान के साथ उनकी ताकत बढ़ जाती है।

मध्यम ताप के साथ हवा में ज्वलनशील। हाइड्रोजन के साथ वे नमक जैसे हाइड्राइड बनाते हैं। दहन उत्पाद प्रायः पेरोक्साइड होते हैं।

Li-Na-K-Rb-Cs श्रृंखला में घटती शक्ति बढ़ती है

1. पानी के साथ सक्रिय रूप से बातचीत करें:

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2. अम्ल के साथ प्रतिक्रिया:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

3. ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया:

4Li + O 2 → 2Li 2 O (लिथियम ऑक्साइड)

2Na + O 2 → Na 2 O 2 (सोडियम पेरोक्साइड)

K + O 2 → KO 2 (पोटेशियम सुपरऑक्साइड)

हवा में, क्षार धातुएँ तुरंत ऑक्सीकरण करती हैं। इसलिए, उन्हें कार्बनिक विलायकों (मिट्टी का तेल, आदि) की एक परत के नीचे संग्रहित किया जाता है।

4. अन्य अधातुओं के साथ अभिक्रिया में द्विआधारी यौगिक बनते हैं:

2Li + सीएल 2 → 2LiCl (हैलाइड्स)

2Na + S → Na 2 S (सल्फाइड)

2Na + H 2 → 2NaH (हाइड्राइड्स)

6Li + N 2 → 2Li 3 N (नाइट्राइड)

2Li + 2C → Li 2 C 2 (कार्बाइड)

5. क्षार धातु धनायनों की गुणात्मक प्रतिक्रिया - लौ का निम्नलिखित रंगों में रंगना:

ली+ - कैरमाइन लाल

ना+ – पीला

K +, Rb + और Cs + - बैंगनी

रसीद

क्योंकि क्षार धातुएं सबसे मजबूत कम करने वाले एजेंट हैं; उन्हें केवल पिघले हुए लवणों के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा यौगिकों से कम किया जा सकता है:
2NaCl=2Na+Cl2

क्षार धातुओं का अनुप्रयोग

लिथियम - असर मिश्र धातु, उत्प्रेरक

सोडियम - गैस डिस्चार्ज लैंप, परमाणु रिएक्टरों में शीतलक

रुबिडियम - शोध कार्य

सीज़ियम - फोटोकल्स

क्षार धातुओं के ऑक्साइड, पेरोक्साइड और सुपरऑक्साइड

रसीद

धातु के ऑक्सीकरण से केवल लिथियम ऑक्साइड उत्पन्न होता है

4Li + O 2 → 2Li 2 O

(अन्य मामलों में, पेरोक्साइड या सुपरऑक्साइड प्राप्त होते हैं)।

सभी ऑक्साइड (Li 2 O को छोड़कर) अतिरिक्त धातु के साथ पेरोक्साइड (या सुपरऑक्साइड) के मिश्रण को गर्म करके प्राप्त किए जाते हैं:

Na 2 O 2 + 2Na → 2Na 2 O

केओ 2 + 3के → 2के 2 ओ

क्षार धातुओं में डी.आई. की आवर्त सारणी के समूह IA की धातुएँ शामिल हैं। मेंडेलीव - लिथियम (Li), सोडियम (Na), पोटेशियम (K), रूबिडियम (Rb), सीज़ियम (Cs) और फ्रैन्शियम (Fr)। क्षार धातुओं के बाहरी ऊर्जा स्तर में एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन होता है। क्षार धातुओं के बाह्य ऊर्जा स्तर का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास ns 1 है। अपने यौगिकों में वे +1 की एकल ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करते हैं। ओवीआर में वे कम करने वाले एजेंट हैं, यानी। एक इलेक्ट्रॉन छोड़ो.

क्षार धातुओं के भौतिक गुण

सभी क्षार धातुएं हल्की होती हैं (कम घनत्व वाली होती हैं), बहुत नरम होती हैं (ली के अपवाद के साथ, उन्हें आसानी से चाकू से काटा जाता है और पन्नी में लपेटा जा सकता है), कम उबलते और पिघलने बिंदु होते हैं (आवेश में वृद्धि के साथ) क्षार धातु परमाणु के नाभिक का गलनांक कम हो जाता है)।

मुक्त अवस्था में, Li, Na, K और Rb चांदी-सफेद धातु हैं, Cs एक सुनहरी-पीली धातु है।

क्षार धातुओं को मिट्टी के तेल या पेट्रोलियम जेली की एक परत के नीचे सीलबंद शीशियों में संग्रहीत किया जाता है, क्योंकि वे अत्यधिक रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील होते हैं।

क्षार धातुओं में उच्च तापीय और विद्युत चालकता होती है, जो धातु बंधन और शरीर-केंद्रित क्रिस्टल जाली की उपस्थिति के कारण होती है

क्षार धातुओं की तैयारी

सभी क्षार धातुओं को उनके लवणों के पिघलने के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन व्यवहार में केवल Li और Na को इस तरह से प्राप्त किया जाता है, जो K, Rb, Cs की उच्च रासायनिक गतिविधि से जुड़ा होता है:

2LiCl = 2Li + Cl 2

2NaCl = 2Na +Cl2

किसी भी क्षार धातु को कम करने वाले एजेंटों के रूप में Ca, Mg या Si का उपयोग करके संबंधित हैलाइड (क्लोराइड या ब्रोमाइड) को कम करके प्राप्त किया जा सकता है। अभिक्रियाएँ हीटिंग (600 - 900C) और वैक्यूम के तहत की जाती हैं। इस प्रकार क्षार धातु प्राप्त करने का सामान्य समीकरण है:

2MeCl + Ca = 2Me + CaCl 2,

जहां मैं एक धातु हूं.

इसके ऑक्साइड से लिथियम उत्पादन की एक ज्ञात विधि है। प्रतिक्रिया 300 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके और वैक्यूम के तहत की जाती है:

2Li 2 O + Si + 2CaO = 4Li + Ca 2 SiO 4

पिघले हुए पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड और तरल सोडियम के बीच प्रतिक्रिया से पोटेशियम का उत्पादन किया जा सकता है। प्रतिक्रिया 440°C तक गर्म करके की जाती है:

KOH + Na = K + NaOH

क्षार धातुओं के रासायनिक गुण

सभी क्षार धातुएँ सक्रिय रूप से पानी के साथ क्रिया करके हाइड्रॉक्साइड बनाती हैं। क्षार धातुओं की उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, पानी के साथ प्रतिक्रिया की प्रतिक्रिया विस्फोट के साथ हो सकती है। लिथियम पानी के साथ सबसे अधिक शांति से प्रतिक्रिया करता है। सामान्य प्रतिक्रिया समीकरण है:

2Me + H2O = 2MeOH + H2

जहां मैं एक धातु हूं.

क्षार धातुएँ वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ परस्पर क्रिया करके कई अलग-अलग यौगिक बनाती हैं - ऑक्साइड (Li), पेरोक्साइड (Na), सुपरऑक्साइड (K, Rb, Cs):

4Li + O 2 = 2Li 2 O

2Na + O 2 = Na 2 O 2

गर्म होने पर सभी क्षार धातुएँ अधातुओं (हैलोजन, नाइट्रोजन, सल्फर, फॉस्फोरस, हाइड्रोजन, आदि) के साथ प्रतिक्रिया करती हैं। उदाहरण के लिए:

2Na + सीएल 2 = 2NaCl

6Li + N 2 = 2Li 3 N

2Li +2C = Li 2 C 2

2Na + H 2 = 2NaH

क्षार धातुएं जटिल पदार्थों (एसिड समाधान, अमोनिया, लवण) के साथ बातचीत करने में सक्षम हैं। इस प्रकार, जब क्षार धातुएं अमोनिया के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, तो एमाइड बनते हैं:

2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2

क्षार धातुओं की लवणों के साथ परस्पर क्रिया निम्नलिखित सिद्धांत के अनुसार होती है - वे कम सक्रिय धातुओं (धातुओं की गतिविधि श्रृंखला देखें) को उनके लवणों से विस्थापित करते हैं:

3Na + AlCl 3 = 3NaCl + Al

अम्लों के साथ क्षार धातुओं की परस्पर क्रिया अस्पष्ट होती है, क्योंकि जब ऐसी प्रतिक्रियाएँ होती हैं, तो धातु प्रारंभ में अम्ल घोल के पानी के साथ प्रतिक्रिया करेगी, और इस अंतःक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाला क्षार अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करेगा।

क्षार धातुएँ कार्बनिक पदार्थों, जैसे अल्कोहल, फिनोल, कार्बोक्जिलिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करती हैं:

2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2

2के + 2सी 6 एच 5 ओएच = 2सी 6 एच 5 ओके + एच 2

2Na + 2CH 3 COOH = 2CH 3 COONa + H 2

गुणात्मक प्रतिक्रियाएँ

क्षार धातुओं के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया लौ को उनके धनायनों द्वारा रंगना है: Li + लौ को लाल, Na + पीला, और K +, Rb +, Cs + बैंगनी रंग देता है।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम

रासायनिक परिवर्तन करें Na→Na 2 O→NaOH→Na 2 SO 4

समाधान

4Na + O 2 →2Na 2 O ये आवर्त सारणी के समूह I के तत्व हैं: लिथियम (Li), सोडियम (Na), पोटेशियम (K), रुबिडियम (Rb), सीज़ियम (Cs), फ्रैन्शियम (Fr); बहुत नरम, लचीला, पिघलने योग्य और हल्का, आमतौर पर चांदी-सफेद रंग; रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय; पानी के साथ तीव्र प्रतिक्रिया करके निर्माण करना क्षार(इसके कारण नाम)। सभी क्षार धातुएँ अत्यंत सक्रिय हैं, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं में कम करने वाले गुण प्रदर्शित करती हैं, अपने एकमात्र वैलेंस इलेक्ट्रॉन को छोड़ देती हैं, धनात्मक रूप से आवेशित धनायन में बदल जाती हैं, और +1 की एकल ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करती हैं। श्रृंखला में कम करने की क्षमता बढ़ जाती है -Li-Na-K-Rb-Cs। सभी क्षार धातु यौगिक आयनिक प्रकृति के होते हैं। लगभग सभी लवण पानी में घुलनशील होते हैं। कम पिघलने का तापमान, कम घनत्व, नरम, चाकू से काट लें उनकी गतिविधि के कारण, क्षार धातुओं को हवा और नमी की पहुंच को अवरुद्ध करने के लिए मिट्टी के तेल की एक परत के नीचे संग्रहित किया जाता है। लिथियम बहुत हल्का होता है और मिट्टी के तेल में सतह पर तैरता है, इसलिए इसे वैसलीन की एक परत के नीचे संग्रहित किया जाता है। क्षार धातुओं के रासायनिक गुण 1. क्षार धातुएँ पानी के साथ सक्रिय रूप से क्रिया करती हैं: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2 2. क्षार धातुओं की ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया: 4Li + O 2 → 2Li 2 O (लिथियम ऑक्साइड) 2Na + O 2 → Na 2 O 2 (सोडियम पेरोक्साइड) K + O 2 → KO 2 (पोटेशियम सुपरऑक्साइड) हवा में, क्षार धातुएँ तुरंत ऑक्सीकरण करती हैं। इसलिए, उन्हें कार्बनिक विलायकों (मिट्टी का तेल, आदि) की एक परत के नीचे संग्रहित किया जाता है। 3. क्षार धातुओं की अन्य अधातुओं के साथ अभिक्रिया में द्विआधारी यौगिक बनते हैं: 2Li + सीएल 2 → 2LiCl (हैलाइड्स) 2Na + S → Na 2 S (सल्फाइड) 2Na + H 2 → 2NaH (हाइड्राइड्स) 6Li + N 2 → 2Li 3 N (नाइट्राइड) 2Li + 2C → Li 2 C 2 (कार्बाइड) 4. क्षार धातुओं की अम्लों के साथ अभिक्रिया (शायद ही कभी किया जाता है, पानी के साथ प्रतिस्पर्धात्मक प्रतिक्रिया होती है): 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2 5. अमोनिया के साथ क्षार धातुओं की परस्पर क्रिया (सोडियम एमाइड बनता है): 2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2 6. अल्कोहल और फिनोल के साथ क्षार धातुओं की परस्पर क्रिया, जो इस मामले में अम्लीय गुण प्रदर्शित करती है: 2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2; 2के + 2सी 6 एच 5 ओएच = 2सी 6 एच 5 ओके + एच 2 ; 7. क्षार धातु धनायनों की गुणात्मक प्रतिक्रिया - लौ को निम्नलिखित रंगों में रंगना: ली+ - कैरमाइन लाल ना+ – पीला K +, Rb + और Cs + - बैंगनी क्षार धातुओं की तैयारी धातु लिथियम, सोडियम और पोटेशियम पानापिघले हुए लवणों (क्लोराइड्स) के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा, और रुबिडियम और सीज़ियम को वैक्यूम में कमी करके जब उनके क्लोराइड को कैल्शियम के साथ गर्म किया जाता है: 2CsCl+Ca=2Cs+CaCl 2 सोडियम और पोटेशियम का वैक्यूम-थर्मल उत्पादन भी छोटे पैमाने पर किया जाता है: 2NaCl+CaC 2 =2Na+CaCl 2 +2C; 4KCl+4CaO+Si=4K+2CaCl 2 +Ca 2 SiO 4. सक्रिय क्षार धातुओं को उनकी उच्च अस्थिरता के कारण वैक्यूम-थर्मल प्रक्रियाओं में छोड़ा जाता है (उनके वाष्प प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटा दिए जाते हैं)। समूह I के तत्वों के रासायनिक गुणों की विशेषताएं और उनके शारीरिक प्रभाव लिथियम परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 1 है। इसकी दूसरी अवधि में सबसे बड़ी परमाणु त्रिज्या है, जो एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन को हटाने और एक अक्रिय गैस (हीलियम) के स्थिर विन्यास के साथ ली + आयन की उपस्थिति की सुविधा प्रदान करती है। नतीजतन, इसके यौगिक एक इलेक्ट्रॉन को लिथियम से दूसरे परमाणु में स्थानांतरित करके और थोड़ी मात्रा में सहसंयोजकता के साथ एक आयनिक बंधन बनाकर बनते हैं। लिथियम एक विशिष्ट धातु तत्व है। पदार्थ के रूप में यह एक क्षार धातु है। यह अपने छोटे आकार और उनकी तुलना में सबसे कम गतिविधि के कारण समूह I के अन्य सदस्यों से भिन्न है। इस संबंध में, यह ली से तिरछे स्थित समूह II तत्व मैग्नीशियम जैसा दिखता है। समाधानों में, Li+ आयन अत्यधिक घुलनशील होता है; यह कई दर्जन पानी के अणुओं से घिरा हुआ है। विलायक ऊर्जा के संदर्भ में - विलायक अणुओं का योग, लिथियम क्षार धातु धनायनों की तुलना में एक प्रोटॉन के अधिक निकट है। ली+आयन का छोटा आकार, नाभिक का उच्च आवेश और केवल दो इलेक्ट्रॉन इस कण के चारों ओर सकारात्मक आवेश के एक महत्वपूर्ण क्षेत्र की उपस्थिति के लिए स्थितियाँ बनाते हैं, इसलिए, समाधानों में, ध्रुवीय सॉल्वैंट्स के अणुओं की एक महत्वपूर्ण संख्या होती है। इसकी ओर आकर्षित होने और इसकी समन्वय संख्या अधिक होने पर, धातु महत्वपूर्ण संख्या में ऑर्गेनोलिथियम यौगिक बनाने में सक्षम है। सोडियम तीसरी अवधि शुरू करता है, इसलिए बाहरी स्तर पर इसका केवल 1e होता है - , 3s कक्षक पर कब्ज़ा। Na परमाणु की त्रिज्या तीसरे आवर्त में सबसे बड़ी होती है। ये दो विशेषताएं तत्व के चरित्र को निर्धारित करती हैं। इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 है . सोडियम की एकमात्र ऑक्सीकरण अवस्था +1 है। इसकी इलेक्ट्रोनगेटिविटी बहुत कम है, इसलिए, यौगिकों में, सोडियम केवल सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन के रूप में मौजूद होता है और रासायनिक बंधन को एक आयनिक चरित्र देता है। Na+ आयन आकार में Li+ से बहुत बड़ा है, और इसकी घुलनशीलता इतनी अधिक नहीं है। हालाँकि, यह समाधान में मुक्त रूप में मौजूद नहीं है। K+ और Na+ आयनों का शारीरिक महत्व पृथ्वी की पपड़ी बनाने वाले घटकों की सतह पर उनकी अलग-अलग सोखने की क्षमता से जुड़ा है। सोडियम यौगिक केवल सोखने के प्रति थोड़ा संवेदनशील होते हैं, जबकि पोटेशियम यौगिक मिट्टी और अन्य पदार्थों द्वारा मजबूती से पकड़े रहते हैं। कोशिका झिल्ली, कोशिका और पर्यावरण के बीच इंटरफ़ेस होने के कारण, K + आयनों के लिए पारगम्य होती है, जिसके परिणामस्वरूप K + की इंट्रासेल्युलर सांद्रता Na + आयनों की तुलना में काफी अधिक होती है। इसी समय, रक्त प्लाज्मा में Na+ की सांद्रता उसमें पोटेशियम की मात्रा से अधिक हो जाती है। कोशिका झिल्ली क्षमता का उद्भव इसी परिस्थिति से जुड़ा है। K+ और Na+ आयन शरीर के तरल चरण के मुख्य घटकों में से एक हैं। Ca 2+ आयनों के साथ उनका संबंध सख्ती से परिभाषित है, और इसके उल्लंघन से विकृति उत्पन्न होती है। शरीर में Na+ आयनों के प्रवेश से कोई उल्लेखनीय हानिकारक प्रभाव नहीं पड़ता है। K+ आयनों की मात्रा में वृद्धि हानिकारक है, लेकिन सामान्य परिस्थितियों में इसकी सांद्रता में वृद्धि कभी भी खतरनाक मूल्यों तक नहीं पहुँचती है। आरबी +, सीएस +, ली + आयनों के प्रभाव का अभी तक पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। क्षार धातु यौगिकों के उपयोग से जुड़ी विभिन्न चोटों में से, सबसे आम हाइड्रॉक्साइड समाधान के साथ जलना है। क्षार का प्रभाव उनमें त्वचा प्रोटीन के विघटन और क्षारीय एल्ब्यूमिनेट्स के निर्माण से जुड़ा होता है। उनके हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप क्षार फिर से निकलता है और शरीर की गहरी परतों पर कार्य करता है, जिससे अल्सर की उपस्थिति होती है। क्षार के प्रभाव में नाखून सुस्त और भंगुर हो जाते हैं। आंखों को नुकसान, यहां तक ​​​​कि बहुत पतले क्षार समाधान के साथ, न केवल सतही विनाश के साथ होता है, बल्कि आंख के गहरे हिस्सों (आईरिस) को भी नुकसान होता है और अंधापन होता है। क्षार धातु एमाइड्स के हाइड्रोलिसिस के दौरान, क्षार और अमोनिया एक साथ बनते हैं, जिससे फाइब्रिनस ट्रेकोब्रोंकाइटिस और निमोनिया होता है। 1807 में गीले पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से जी. डेवी द्वारा सोडियम के साथ-साथ पोटेशियम प्राप्त किया गया था। इस यौगिक के नाम से ही तत्व को इसका नाम मिला - "कास्टिक पोटेशियम"। पोटेशियम के गुण सोडियम के गुणों से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं, जो उनके परमाणुओं और आयनों की त्रिज्या में अंतर के कारण होता है। पोटेशियम यौगिकों में बंधन अधिक आयनिक होता है, और K + आयन के रूप में इसके बड़े आकार के कारण सोडियम की तुलना में इसका ध्रुवीकरण प्रभाव कम होता है। प्राकृतिक मिश्रण में तीन समस्थानिक 39 K, 40 K, 41 K होते हैं। उनमें से एक 40 K है। ‑ रेडियोधर्मी है और खनिजों और मिट्टी की रेडियोधर्मिता का एक निश्चित अनुपात इस आइसोटोप की उपस्थिति से जुड़ा हुआ है। इसका आधा जीवन लंबा है - 1.32 अरब वर्ष। किसी नमूने में पोटेशियम की उपस्थिति निर्धारित करना काफी आसान है: धातु और उसके यौगिकों के वाष्प लौ को बैंगनी-लाल रंग देते हैं। तत्व का स्पेक्ट्रम काफी सरल है और 4s कक्षक में 1e की उपस्थिति सिद्ध करता है। इसका अध्ययन स्पेक्ट्रा की संरचना में सामान्य पैटर्न खोजने के आधार के रूप में कार्य करता है। 1861 में, वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा खनिज झरनों के नमक का अध्ययन करते समय, रॉबर्ट बुन्सन ने एक नए तत्व की खोज की। इसकी उपस्थिति स्पेक्ट्रम में गहरी लाल रेखाओं से सिद्ध होती है, जो अन्य तत्वों द्वारा निर्मित नहीं होती हैं। इन रेखाओं के रंग के आधार पर तत्व का नाम रूबिडियम (रूबिडस - गहरा लाल) रखा गया। 1863 में, आर. बन्सेन ने रूबिडियम टार्ट्रेट (टार्ट्रेट) को कालिख के साथ कम करके इस धातु को इसके शुद्ध रूप में प्राप्त किया। तत्व की एक विशेषता उसके परमाणुओं की आसान उत्तेजना है। इसका इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन दृश्य स्पेक्ट्रम की लाल किरणों के प्रभाव में प्रकट होता है। यह परमाणु 4d और 5s कक्षकों की ऊर्जा में मामूली अंतर के कारण है। स्थिर समस्थानिक वाले सभी क्षार तत्वों में से, रूबिडियम (सीज़ियम की तरह) में सबसे बड़ी परमाणु त्रिज्या और एक छोटी आयनीकरण क्षमता होती है। ऐसे पैरामीटर तत्व की प्रकृति निर्धारित करते हैं: उच्च इलेक्ट्रोपोसिटिविटी, अत्यधिक रासायनिक गतिविधि, कम पिघलने बिंदु (39 0 सी) और बाहरी प्रभावों के लिए कम प्रतिरोध। रुबिडियम की तरह सीज़ियम की खोज, वर्णक्रमीय विश्लेषण से जुड़ी है। 1860 में, आर. बन्सन ने स्पेक्ट्रम में दो चमकीली नीली रेखाओं की खोज की जो उस समय ज्ञात किसी भी तत्व से संबंधित नहीं थीं। यहीं से "कैसियस" नाम आया, जिसका अर्थ है आसमानी नीला। यह क्षार धातु उपसमूह का अंतिम तत्व है जो अभी भी मापने योग्य मात्रा में पाया जाता है। सबसे बड़ी परमाणु त्रिज्या और सबसे छोटी पहली आयनीकरण क्षमता इस तत्व के चरित्र और व्यवहार को निर्धारित करती है। इसमें स्पष्ट इलेक्ट्रोपोसिटिविटी और स्पष्ट धात्विक गुण हैं। बाहरी 6s इलेक्ट्रॉन दान करने की इच्छा इस तथ्य की ओर ले जाती है कि इसकी सभी प्रतिक्रियाएँ अत्यंत हिंसक रूप से आगे बढ़ती हैं। परमाणु 5d और 6s कक्षकों की ऊर्जा में छोटा अंतर परमाणुओं की थोड़ी उत्तेजना का कारण बनता है। सीज़ियम से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन अदृश्य अवरक्त किरणों (गर्मी) के प्रभाव में देखा जाता है। परमाणु संरचना की यह विशेषता धारा की अच्छी विद्युत चालकता निर्धारित करती है। यह सब सीज़ियम को इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में अपरिहार्य बनाता है। हाल ही में, भविष्य के ईंधन के रूप में और थर्मोन्यूक्लियर संलयन की समस्या के समाधान के संबंध में सीज़ियम प्लाज्मा पर अधिक ध्यान दिया गया है। हवा में, लिथियम न केवल ऑक्सीजन के साथ, बल्कि नाइट्रोजन के साथ भी सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करता है और Li 3 N (75% तक) और Li 2 O से युक्त एक फिल्म से ढक जाता है। शेष क्षार धातुएं पेरोक्साइड (Na 2 O 2) बनाती हैं और सुपरऑक्साइड (K 2 O 4 या KO 2)। निम्नलिखित पदार्थ पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं: ली 3 एन + 3 एच 2 ओ = 3 लीओएच + एनएच 3; Na 2 O 2 + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2 O 2; के 2 ओ 4 + 2 एच 2 ओ = 2 केओएच + एच 2 ओ 2 + ओ 2। पनडुब्बियों और अंतरिक्ष यान में हवा को पुनर्जीवित करने के लिए, लड़ाकू तैराकों (पानी के नीचे तोड़फोड़ करने वालों) के गैस मास्क और श्वास उपकरण को अलग करने में, ऑक्सन मिश्रण का उपयोग किया गया था: Na 2 O 2 +CO 2 =Na 2 CO 3 +0.5O 2; के 2 ओ 4 + सीओ 2 = के 2 सीओ 3 + 1.5 ओ 2. यह वर्तमान में अग्निशामकों के लिए गैस मास्क कारतूस को पुनर्जीवित करने के लिए मानक फिलिंग है। गर्म होने पर क्षार धातुएँ हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करती हैं, जिससे हाइड्राइड बनता है: लिथियम हाइड्राइड का उपयोग एक मजबूत कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है। हाइड्रॉक्साइडक्षार धातुएं कांच और चीनी मिट्टी के बर्तनों को खराब कर देती हैं; उन्हें क्वार्ट्ज व्यंजनों में गर्म नहीं किया जा सकता है: SiO 2 +2NaOH=Na 2 SiO 3 +H 2 O. सोडियम और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड अपने उबलते तापमान (1300 0 C से अधिक) तक गर्म करने पर पानी से अलग नहीं होते हैं। कुछ सोडियम यौगिक कहलाते हैं सोडा: ए) सोडा ऐश, निर्जल सोडा, कपड़े धोने का सोडा या सिर्फ सोडा - सोडियम कार्बोनेट Na 2 CO 3; बी) क्रिस्टलीय सोडा - सोडियम कार्बोनेट Na 2 CO 3 का क्रिस्टलीय हाइड्रेट। 10एच 2 ओ; ग) बाइकार्बोनेट या पेय - सोडियम बाइकार्बोनेट NaHCO 3; d) सोडियम हाइड्रॉक्साइड NaOH को कास्टिक सोडा या कास्टिक कहा जाता है।