Щелочные металлы

С у л ь ф и д ы щелочных металлов (Э2”S) представляют собой бесцветные твердые вещества, на воздухе постепенно разлагающиеся. Для теплот их образования из элементов даются следующие значения (кДж/моль): 447 (Li), 372 (Nа), 426 (К), 347 (Rb) и 339 (Сs). Они хорошо растворимы в воде и для них известны кристаллогидраты Э2S·nН2О, где n = 9 (Nа), 5 (К) или 4 (Rb, Сs). В результате гидролиза их растворы показывают сильнощелочную реакцию. Под действием кислорода воздуха постепенно идет окисление с образованием тиосульфата:

2 Nа2S + 2 O2 + Н2О = Nа2S2O5 + 2 NаОН

Аналогичные сульфидам с е л е н и д ы и т е л л у р и д ы известны для всех шелочных металлов, но гораздо хуже изучены. При обычных условиях они бесцветны (кроме желтоватого Сs2Те).

Практическое значение имеет почти исключительно сеннистный натрий. Получают его обычно путем восстановления Nа2SO4 c углем при 900 °C. Рсакция илет в основном по уравнению:

Nа2SO4 + 2 С + 222 кДж = 2 СО2 + Na2S

В присутствии соединений железа (играющих роль катализатора) Nа2SO4 может быть восстановлен до Nа2S водородом уже при 600 °С. В отсутствие воздуха он плавится при 1180 °С, а заметно испаряться начинает лишь выше 1300 °С. Сернистый натрий используется главным образом в производстве органических красителей и в кожевенной промышленности. Он является также одним из часто применяемых дегазаторов.

Кипячением раствора сульфида с избытком серы (или сплавление, сульфидов с серой) могут быть получены п о л и су л ь ф и д ы, из которых для К, Rb и Сs были выделены и изучены все члены ряда Э2Sn вплоть до n = 6, а для Na до n = 2. Гидролиз их растворов уменьшается по мере повышения n.

Из н и т р и д о в щелочных металлов (Э3N) легко образуется только Li3N (т. пл. 845 °С). Взаимодействие между литием и азотом медленно идет уже при обычных температурах и быстро при 250 °С.

Нитриды других щелочных металлов могут быть получены взаимодействием их паров с азотом в поле тихого электрического разряда (или термическим разложением соответствуюих азидов в вакууме). Все они более или менее сходны по свойствам с нитридом лития, но гораздо менее устойчивы. Так, Nа3N медленно разлагается на элементы уже при 200 °С, а нитриды К, Rb и Сs даже взрывчаты. Следует отметить, что имеющиеся данные по нитридам тяжелых щелочных металлов не очень надежны.

При нагревании в атмосфере водорода нитрид лития переходит в гидрид (с одновременным образованием аммиака). Наоборот, несколько более сильным нагреванием LiH в атмосфере азота может быть получен Li3N. В качестве промежуточных продуктов при том и другом направлении реакции образуются а м и д (LiNН2) и и м и д лития.

Для фосфидов щелочных металлов характерны формы Э3Р (где Э — Li, Nа, К) и Э3Р (где Э — Nа, К, Rb, Сs). Известен также фосфид лития состава LiP. Все эти вещества могут быть получены прямым взаимодействием элементов. Водой они легко разлагаются.

Из карбидов щелочных металлов (Э2С2) путем непосредственного взаимодействия элементов при нагревании образуются Li2C2 (теплота образования 59 кДж/моль) и отчасти Nа2С2. Последний и его аналоги могут быть получены взаимодействием щелочного металла с ацетиленом. При 50 (К) или 100 °С (Nа) образуются кислые ацетилиды (по схеме, например, 2 К+ 2 Н2С2 = 2 КНС2 + Н2), которые выше 200 °С распадаются на соответствующий карбид и ацетилен (2КНС2= К2С2 + Н2С2).

В чистом состоянии карбиды щелочных металлов представляют собой бесцветные кристаллические вещества. Все они (несколько менее других Li2С2) характеризуются своей исключительно высокой химической активностью. Даже в атмосфере таких газов, как SO2 и СО2, они самовоспламеняются. Взаимодействие их с водой сопровождается взрывом причем металл сгорает, а углерод выделяется в виде угля. Лишь при медленном доступе водяного пара разложение Li2C2 и его аналогов протекает сравнительно спокойно и сопровождается выделением ацетилена по схеме:

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru