Periodičnost svojstava elemenata; vodik i alkalijski metali - Auxilia

3. RMRED - 12. predavanje -
PERIODICNOST KEMIJSKIH SVOJSTAVA
- po najstarijoj podjeli elementi se, na temelju njihovih fizikalnih svojstava, dijele na
metale inemetale
- na lijevoj strani PSE su metali, dok su na desnoj nemetali:> to znadi da su s
porastom broja valentnih elektrona duZ periode sve manje izraaena metalna svojstva a
sve vi5e nemetalna
- naiizrazitiji metali (1. | 2. skupina) i najzrazitrji nemetali (17. skupina) su i
najreaktivniji elementi pa ih u prirodi ne nalazimo u elementarnom stanju
- izraziti se metali zbog male energije ionizacije tako oksidiraju i zato su najjaci
reducensi, dok se nemetali zbog vetikog elektronskog afiniteta lako reduciraju pa su jaki
oksidansi !!!
- buducida metali i nemetali reagiraju s vodikom, kisikom i klorom, na primjeru nekih
od tih spojeva mozemo objasniti periodicnost kemijskih svojstava:
1) spojevi s- i p-bloka s vodikom
- alkalijski izemnoalkalijski metali (osim Li, Be i Mg) tvore s vodikom ionske spojeve
HIDRIDE u kojima vodik ima oksidacijski broj _ I
- za niih je znakovit hidridni ion H- (ili tocnije ['u] I kojije u vodenoj otopini proton
akceptor (baza):
Na*Hi.1 + HrOn, -> Hz(s) + OHi"qt * Nrlor :> tvore lu1natu otopinu
- neki metali, kao Be, Mg iAl daju s vodikom KOVALENTNE polimerne molekule
- bor, kao ielementi 14., 1s., 16.i 17. skupine, s vodikom stvaraju kovalentne
molekule
- najpoznatiji i industrijski najvaZniji su spojevi nemetala s vodikom
- s obzirom na proton-donorsko, odnosno proton-akceptorsko pona5anje, takvi
spojevi mogu biti kiseli, bazidni, amfoterni ili neutralni, npr.:
J
ul
U)
Y
HCI(g) + Hzo -"--+
,3 /----\
}it..
@ ,'l\
HHH
/
--------1
a.
+
t..
H-C|i + 'o. ?-
" r/\
HH
proton-donor
NHr(g) + HzO
proton-akceptor
H..
o: --*
H/
-F--+
A
H:O+(aq) + Ct-(aq)
i+
ol
,/t\ |
HH Hl
NHi(aq)
H
I
N
n-l-H
H
+
+
I .. I -
liCttl
( .. I
+ OH-(aa)
a i-
+ lio-Hl
1.. t

2
CI
LU
F
o
LL
z
JH
q.
(Yl
HzO Hzo
HH
.'i.
u+
/'---\
proton-donor
i
proton-akceptor
H\
H/
(
--;--> u.nt
rrr ./t\ ,/ \
2 H I'H
HHH
2) spojevi elemenata s- i p-bloka s kisikom
- svielementi, osim plemenitih plinova, grade okside razliditih struktura i svojstava :>
u oksidima je oksidacijski broj kisika - ll
- prema vrsti kemUske veze okside dijelimo na ionske i kovalentne, a prema
svojstvima mogu biti: bazidni, kiseli, amfoterni ineutralni
- na lijevoj strani PSE elementi s kisikom tvore bazi6ne okside, na desnoj kisele, a u
sredini amfoterne; primjeri:
oH-
t#
| | .. I
_o.-l+l!o-Hj
/l\ t"
i
HHHI J
CHq HzO =- nema reakcije
Oksid Na2O Mgo Al2o3 si02 PoO,o Sor cl2o/
Vrsta veze aonska koval /ionska kovalentna
Vrsta
oksida
Reakcija
s HCI
Reakcila
s NaOll
baziian amfoteran kiseli
NaCl MgC12 Atct.l
Na[Al(OH).] Na.SiO3 Na3PO. NarSO. NaClO,
raste bazienost raste kiselost
- unutar pojedine skupine elemenata s- i p-bloka bazidna priroda oksida iiji elementi
imaju isti oksidacijski broj, raste s povecanjem njihovog atomskog broja, npr.:
BeO (amfoteran) MgO (slabije bazidan) CaO (baziian) SrO (viSe bazi6an) BaO
(ako bazican)
- neutralni oksidi su oni oksidi koji ne reagiraju ni s vodom, ni s kiselinama, ni s
luZinama (npr. NO, CO, N2O)
3) spojevi s- i p-bloka s klorom
- spojevi metala inemetala s halogenim elementom klorom su KLORIDI :>
oksidacijski broj klora je u tim spojevima uvijek - |
- kloridi elemenata s-bloka su ionski spojevi (osim Be),a kloridi elemenata p-bloka su
kovalentni spojevi
- na primjeru klorida elemenata 3. periode razmatramo kako vrsta veze utjede na
njihova svojstva:

Vrsta veze
Reakcija s
vooom
Disociraju u vodi
Otopina je neutralna
Na.(aq)
Mg'.(aq)
Cl-(aq)
Al(oH)l
H'(aq)
PCl3
ionska/koval. kovalentna
Reagiraju s vodom idaju kisele otopine
I cr-(aq)
|
- izprikazanih podataka se mole oditati da ionski kloridi u vodi disociraju, a
kovalentni hidroliziraju (HIDROLIZA:> reakcija iona ili molekula neke tvari s
molekulama vode)
VODIK
- on nema odreden poloZaj u PSE, on je sam za sebe :> z?to se svojim svojstvima
razlikuje od ostalih elemenata (pa ne pripada ni prvoj ni sedamnaestoj skupini)
- iako ima 1 valentni elektron kao i alkalijski metali, od njih se razlikuje mnogo ve6om
energijom ionizacije i elektronegativnosti
- time Sto mu nedostaje 1 elektron do stabilne elektronske konfiguracije, mogao bi se
smatrati halogenim elementom ali ima od njih manju elektronegativnost iafinitet prema
elektronu
- zato ga proudavamo zasebno
- otkri6e vodika - Cavendish (dokazao da se reakcijom vodika i kisika dobiva voda,
pa ga zato Lavoisier zove "hidrogen" : "onaj koji stvara vodu")
Ras prostranjenost vod i ka
- on je najrasprostranjeniji element u Svemiru (Eini75% mase Svemira)
- na Zemlji ima malo slobodnog vodika (Hr) alije najzastupljeniji element u mnogim
spojevima (gotovo 2/3 povr5ine Zemlje je pokriveno vodom, takoder je i sastavni dio svih
organskih spojeva u prirodi)
- brojevni udio atoma vodika u ljudskom tijelu je najveci i iznosioko 63%
lzotopi vodika
- poznata su 3 izotopa vodika:
procij
]H teSkivodik ili deuterij f H tricij f H
- atomi procija su jedina vrsta atoma koja u jezgri nema neutrone, ve6 samo 1 proton
- jezgra deuterija se sastoji od 1 protona i 1 neutrona
- prisustvo joS jednog neutrona u jezgri atoma tricija uzrok je nestabilnosti njegove
jezgre i podloZnosti radioaktivnom raspadanju :> on je osnovni materijal zaizradu
hidrogenske bombe
- voda sastavljena od deuterija i kisika je feSXn VODA:> najvi5e se koristi kao
usporivad neutrona u nuklearnim reaktorima, kao iza hladenje samih reaktora
Neka fizikalna i kemijska svojstva vodika
- vodik se kao elementarna tvar pri sobnoj temperaturi nalazi u obliku dvoatomnih
molekula, H,
- to je neotrovan plin, bez boje, okusa i mirisa
- slabo je topljiv u vodi, a dobro topiv u nekim metalima
sio,
H'(aq)
Cl-(aq)
H3PO3
H'(aq)
H2SO3
H'(aq)
Cl-(aq)
s(s)

- vodik je najlak5i plin :> zato se baloni puni vodika diZu u zrak,a moguce ga je
sakupljati i u epruveti okrenutoj otvorom prema dolje
- hladenjem pri -253oC se kondenzira u bezbojnu tekucinu, a pri -259oC prelazi u
cvrsto stanje u kojem ima heksagonsku kristalnu strukturu
:> laboratorijsko dobivanje vodika ijo5 neka njegova svojstva:
1) REDUKCIJOM lZ VODE ili iz KISELINE
- za razvlanje plinova najpogodnijije Kippov aparat (pomocu njega se lako reakcija
moZe prekinuti itime se mogu proizvesti samo potrebne kolicine vodika):
Zn + 2HCl -> ZnCl, + H,
- opienito se nastajanje vodika redukcijom vodikovih iona iz kiseline pomodu cinka
pojed nostavljeno ovako prikazuje:
i-oksidacija-i
r-"or_\.'f1-l
2n,,, + 2d[0, -, zn?Jq)+ Azrsr
- i drugi metali negativnog redukcijskog potencijala istiskuju vodik iz razrijedene
sumporne i klorovodi1ne kiseline
2) ELEKTROLIZOM NATRIJEVE LUZINE (nastaju vodik ikisik u omjeru 2:1)
K(-): 2HrO +2e- ->Hr+2OH- l*2
A(+): 2HrO -> 02 + 4H* + 4e-
4H2O + 4e- -> 2H, + 4OH'
2H2O -> 02 + 4H* + 4e'
2H2O ->
0 2{z u svitTt spojevima s metalima vodik ima oksidacijski broj
-l a u spojevima s nemetalima +l
- pri sobnoj temperaturi i bez katalizatora vodik je slabo reaktivan :> razlog je jaka
jednostruka kovalentna veza kojom se veZu atomi vodika (H - H) :> ta je veza najjada
od svih jednostrukih kovalentnih veza izmedu 2 istovrsna atoma (za njeno kidanje
potrebno je utroSiti energiju od 436 kJmol-1)
tt

- pri sobnoj temperaturi atomni vodik (H) je mnogo reaktivniji od molekulskog vodika
(Hz)
3) lz RAZRIJEDENTH KISEL|NA (HCt i H2SO4) | VODENIH OTOPTNA NEKIH SOL!
(NaCl i K2SO4)
:> industrijsko dobivanje vodika
- danas se kao izvorivodika koriste voda i ugljikovodici iz zemnih ili rafinerijskih
plinova
1) lZ VODE se dobiva naj6e56e REDUKCIJOM POMOCU KOKSA ili
ELEKTROLIZOM - to je postupak od nekoliko koraka:
a) u reakciji uZarena koksa ivodene pare pri 1500 do 1600oC nastaje sm7'esa vodika
i CO, poznata kao "vodeni plin":
HzOrsl + C1r1 -> Hzts) + CO,n,
b) CO se iz vodenog plina uklanja reakcijom s vodenom parom u prisustvu
katalizatora (FerO, + CrrOr) pri 450oC:
COtnl + HrO,n, -> Hz(s) + COr,n,
c) nastali ugljikov (lV) oksid se uklanja iz smjese apsorpcijom u luZini ili ispiranjem
vodom pod tlakom
2) NEPOTPUNIM SPALJIVANJEM UGLJIKOVODIKA, npr. butana ili metana:
CoH,o + 20, -> 4CO + 5H,
CH+tsl + HrO,n, -> 3Hz

3. Jedan od nadina dobivanja vodika je reakcija vodene pare s uZarenim ugljikom.
Produkt reakcije je vodeni plin:
HtOtsl + C(r) -> Hz(s) + CO,n,
Kolikije volumen vodene pare, pritemperaturi od 184oC itlaku od 1,53 bar, potrebno
za proizvodnju 100 dm3 vodenog plina pri temperaturi od 820oC i flaku od j.02 bar?
4. Reakciju joda i vodika prikazuje jednadZba:
Hrtsi + lr(s) -t 2Hl(s)
a) napi5i izrazza konstantu ravnoteZe, Ko;
b) pri nekoj temperaturi ravnoteZni parcijalnitlakovi plinova u plinskoj smjesi su: 0,25
bara vodika; 0,16 bara joda; 0,40 bara jodovodika. lz navedenih podataka izradunaj Ko;
c) u drugom pokusu pri istoj temperaturi pomije5ani su jod ijodovodik,a njihovi
parcijalni tlakovi su 0,3 bara. Kolikije parcijalni tlak vodika, joda ijodovodika u ravnoteZi?
ELEMENTI
S-BLOKA
t) ALKALTJSKT METALI
- tu spadaju elementi l. skupine: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
- elektronska konfiguraciia valentne ljuske izoliranih atoma je ns1 (gdje n ima
vrijednost od 2 do 7)
- metalna veza medu atomima alkalijskih metala slaba je jer u vezi sudjeluje samo
po jedan elektron od svakog atoma
:> iakost metalne veze smaniuie se u skupinipovecanjem atomskog broja jer je
valentni elektron sve dalje od jezgre
- obzirom na fizikalna i kemijska svojstva alkalijski metali6ine skupinu medusobno
najslidnijih elemenata, pa je dovoljno upoznati svojstva jednog elementa u skupini da se
zakljude svojstva ostalih elemenata (prouciti cemo natrij)
Natrij - svojstva
- on je jedan od najrasprostranjenijih elemenata u prirodi
- elektronska konfiguracija mu je: 1s2 2s2 2p6 3s1
- elementarni natrij ne izgleda kao metali na koje smo navikli (kao Fe, A1...)
- zbog male tvrdoce, lako se re2e noZem :> n? svjeZem prerezu srebrnasti sjaj brzo
nestaje jer reakcijom s kisikom, ugljikovim (lV) oksidom i vodenom parom nastaje
natrijev hidrogenkarbonat (NaHCO.):
4Na1sy * Or(nl + 4COr,n, + 2HrO,n, -> 4NaHCO.,r,
- zbog nepostojanosti na zarku duva se u petroleju, a zbog velike reaktivnosti u
prirodi ga nema u elementarnom stanju vec samo u spojevima (najvise ga ima u:
alumosifikatima, kamenoi soli - NaCl, iitskoj salitri- NaNO., kriolitu - NarAlFu, boraksu -
NarBoO, * 10HrO idrugdje)
- gorenje natrija - taliSte mu je nisko pa se brzo rastali i poprimi oblik kuglice (na
povr5ini te kuglice se formira sloj natrijeva oksida, NarO, a unutar te opne se nalazi
rastaljeni natrij kojeg dalje zagrijavamo jer se tek oko 8O0oC zapali). lzgaranjem natrija
nastaje uglavnom natrijev peroksid, NarO, kojije svijetloZute boje a po obliku slidan
koraljima. 2Na1sy * or(sr -> Naror,sy :> frdstdjanje peroksida, a ne oksida objasnjava se
e

time Sto se procesom ne razvija dovoljno topline kojom bi se mogla raskinuti veza u
molekuli kisika, pa je kristalna re5etka dobivenog produkta izgradena od natrijevih i
peroksidnih iona (O!-)
- dodatkom vode nastaje burna, egzotermna reakcija pri kojoj nastaje kisik:
2NarOr,., +2HrO,., -> 4Naiuo, * Or(nt + 4OHirql :> reakcUu dokazuiemo tiniaiu1om
trijeicicom (kisik podrZava gorenje!). Ako stavimo par kapi fenolftaleina, boja mu se
promijeni u crvenoljubicastu Sto dokazuje da smo dobili luZnatu otopinu.
- natrij burno reagira s vodom i reakcijom nastaju natrijeva luZina i vodik, koji se zbog
egzotermnosti reakcije zapali i gori Zutim plamenom zbog prisutnosti natrija:
2Nao, + 2HrO,., -> 2Nairo, + Hr(n) + 2OHi"qy :> n? temelju standardnih redukcijskih
potencijala proizlazi da je natrij jaie redukcijsko sredsfyo pa istiskuje vodik iz vode
Dobivanje natrija:
- elektrolizom taljevine NaCl:> provodi se u Downsovom uredaju za elektrolizu (ta
se celija sastoji od kotla nadinjenog od vatrostalnih opeka u koji s donje strane ulazi
grafitna anoda. Katoda u obliku Zelleznog valjka prstenasto okruZuje anodu, koja je
odozgo pokrivena zvonom od Zeljeznog lima kroz koji se odvodi nastali plinoviti klor.
Anodni i katodni prostor odvojeni su dijafragmom. Dobiveni tekuci natrij odovodi se u
poseban spremnik.):
2NaCl1,y -> 2Na[, + 2C1,,,
K(-): 2Na* + 2e- -> 2Na
A(+): 2Cl- -> Cl, + 2e'
2Nafi, + 2C11,, -1 2Na1ry + Clr,n,
Najva2niji spojevi natrija
1) natrijev klorid (kuhinjska sol, NaCl)
- najvaZniji izvor je morska voda, a nalazi se otopljen i u slanim jezerima i izvorima
- u zemljinoj kori nalazi su u naslagama kao kamena sol ilihalit
- industrijski se dobiva isparavanjem morske vode u plitkim bazenima ili kopanjem iz
rudnika kamene soli
- u laboratoriju se dobiva sintezom iz elemenata
- cisti natrijev klorid je bezbojna dvrsta tvar koja kristalizira u kubidnom sustavu,
slanog je okusa
- gradevne jedinice kristalne strukture su natrijevi i kloridni ioni :> kristalje sastavljen
od ploSno centriranih struktura natrijevih i kloridnih iona medusobno pomaknutih za
polovicu duljine brida elementarne celije. Koordinacijski broj natrijevih i kloridnih iona je
6, znadi da je oktaedarski prostorni raspored iona. (pogledaj predavanje 3., lekciju
KRISTALI, 1. razred)
- privladne sile medu ionima u kristalnoj re5etki su jake pa je taliSte natrijeva klorida
relativno visoko
- dobro se otapa u polarnim otapalima (npr. u vodi, metanolu, tekudem amonijaku...)
- vodena otopina NaClje neutralna li zbog aktivirajuceg djelovanja kloridnih iona
djeluje korozivno
- upotrebljavamo ga kao kuhinjsku sol koja je desto vlaZna zbog prisustva
magnezijeva klorida ili sulfata koji su higroskopni, dok 6isti NaCl nije higroskopan
2) natrijev hidroksid (kaustidna soda, NaOH)

- bijela, neprozirna kristalna tvar i najde5ce se proizvodi u obliku granula ili listica
- vrlo je higroskopar :> oSiril vlage, izzraka upija i ugljikov (lV) oksid pri cemu
nastaje natrijev karbonat:
2NaOHlry + COr,n, -> NarCOs(sl + HzO(r)
- zbog navedenih svojstava se cuva u dobro zatvorenim posudama
- dobro se otapa u vodi uz oslobadanje topline pri 6emu nastaje jaka natrijeva luZina:
NaOHl,y -t Nalot + OHi,ol
- natrijeva luZina se ne iuva u staklenim bocama s ubru1enim cepom jer reagira sa
silicijevim dioksidom iz stakla pri demu nastaje natrijev silikat, pa se depovi lako "zapeku"
i ne mogu se izvaditi: SiO, + 2NaOH -> NarSiO. + HrO :> z?to se 6uva u staklenim
bocama s gumenim depom ili u plastidnoj ambalaZi
- laboratorijski se dobiva reakcijom natrija, natrijeva oksida i peroksida s vodom
- industrijski se dobiva elektrolizom zasiiene otopine kuhinjske soli:> taj se
postupak moZe izvesti i u laboratoriju:
Na elektrodama se razvijaju plinovi. Na anodi , oksidacijom kloridnih iona, nastaje
Zutozeleni plin klor, a na katodi, redukcijom vode, bezbojni plin vodik. Zbog jako
negativnog redukcijskog potencijala natrija ne dolazi do redukcije natrijevih iona iz
vodene otopine. Dodatkom fenolftaleina u katodnom prostoru otopina se oboji
crvenoljubi6asto zbog prisutnih hidroksidnih iona. U anodnom prostoru izblijedi boja tinte
zbog oksidacijskog djelovanja razvijenog klora:
2NaCllsy -> 2Naio, + 2Cliuoy
K(-): 2HrO + 2e- -> H, + 2OH
A(+): 2Cl- -> Cl, + 2e'
2H2O + 2Cli.oy -> Hz(s) + Clr,n, + 2OH..qy
2Na* + 2Cl + 2HrO -> H2 + Cl, + 2Na* + 2OH' :> moZemo zakljuditi da su produkti
elektrolize vodene otopine natrijeva klorida: natrijeva luZina, vodik i klor
3) natrijev karbonat (soda, NarCO.)
- neutralizacijom natrijeve luZine ugljikovim (lV) oksidom nastaje natrijev
hidrogenkarbonat (NaHCOr) ili natrijev karbonat (NarCO.), ovisno o odnosu mnoZina
reaktanata:
N"[0, * OHi"ol + COr,n, -> NaHCOr,r,
2Naio, + 2OHi"qy + COr,n, -> 2Naio, + COfi.o, + HrO
- natrijev karbonat jevalna sirovina za kemijsku industriju - u prirodi se nalazi u
malim kolidinama pa se proizvodi raznim industrijskim postupcima. Jedan od nadina je
amonija6ni Solvayev postupak: oViln postupkom uvode se amonijak i ugljikov (lV)
oksid u zasiienu otopinu natrijeva klorida:
N"Lo, + Cli"ol + NH, + COr,n, + H2O1ry -> NaHCOsr.l + NHir"ql + Cli.ql
- reakcijom u vodenoj otopini nastaju NHj, Na*, HCO; i Cl- ioni koji bi moglidati4
razlicite soli: amonijev klorid (NH4Cl), amonijev hidrogenkarbonat (NH4HCO.), natrijev
klorid (NaCl) i natrijev hidrogenkarbonat (NaHCO.) - hladenjem otopine istaloZise
najslabije topljiva sol NaHCO.,a u otopini ostaju amonijevi ikloridni ionijer je amonijev
klorid najbolje topljiv

- istaloZeni natrijev hidrogenkarbonat odvaja se od otopine amonijeva klorida
filtracijom,azatim se zagrijavanjem u rotacijskoj peci dobije natrijev karbonat:
2NaHCO.lsy -> N?rCOa1.y + COztsi + HrO,n,
4) natrijev hidrogenkarbonat (soda bikarbona, NaHCO.)
- bijeli prah, slabo topljiv u vodi
- otopina reagira slabo luZnato zbog hidrolize
- osim po Solvayevom postupku, soda bikarbona se dobiva uvodenjem ugljikova (lV)
oksida u vodenu otopinu sode:
NarCO. + CO, + HrO -> 2NaHCO,
- soda bikarbona s kiselinom daje ugljikov (lV) oksid - pjenu5ava pica:
NaHCOr,r, + HgO[ql -t Nr[., + COr,n, + 2HrO
5) natrijev hidrid (NaH)
- ionski spoj, kao iostali hidridi metala l. skupine
- hidridi alkalijskih metala kristaliziraju u kubidnom sustavu, a imaju strukturu
natrijeva klorida (vodik ovdje ima oksidacijski broj -l !!)
- dobivaju se sintezom iz elemenata, npr.:
2Na1sy + Hrtsl -> 2NaHlsy
- natrijev hidrid je jako redukcijsko sredstvo pa reakcijom s vodom oslobaila vodik:
Na*H1ry + HrO.,, -> Hzts) + OHirql * N.bol
Neka fizikalna i kemijska svojstva alkalijskih metala
- svi alkalisjki metali kristaliziraju u kubidnom sustavu, a elementarna celija je
volumno centrirana kocka
- taliSta su im niska, a gusto6a mala
- Li, Na i K imaju gustocu manju od gusto6e vode
- male su tvrdode imogu se rezati noZem
- na prerezu imaju srebrnometalni sjaj koji se na zraku brzo gubi, jer su kemijski
najreaktivniji metali
- duvaju se u petroleju, osim Cs koji se 6uva u vakuumu
- grade iskljucivo pozitivne ione, bezbojne katione
- imaju najniie vrijednosti koeficijenta elektronegativnostipa im je oksidacijski broi u
spojevima uvijek pozitivan (+l)
- atomi alkalijskih metala su uvijek veci od odgovarajucih iona, koji imaju 1
elektronsku ljusku manje
- posebnost:> litij se nekim svojstvima razlikuje od ostalih elemenata u skupini. Po
nekim je svojstvima slicniji Mg nego Na. Mali polumjer atoma Li ijoS manji polumjer
njegova iona uzrokuju vecu jakost metalne veze u kristalnoj re5etki u odnosu na ostale
alkalijske metale. Zato je Li znatno tvrdi od ostalih elemenata svoje skupine, te ima viSe
taliite i vreliite.
:> Li ima najvecu energiju ionizacije, te je najjade redukcijsko sredstvo:> energij?
ionizacije odnosi se na izolirani atom, a redukcijska sposobnost ovisi o redukcijskom
elektrodnom potencijalu koji se odnosi na proces u vodenoj otopini, Sto zna6i prijelaz
metala u hidratizirani ion
:> litijev ion (Li-)je najmanji metalni kation i najjade hidratiziran (oko 1 iona Li se
nalazi oko 17 molekula vode)
:> osirn fizikalnim svojstvima, Li se od ostalih alkalijskih metala razlikuje i kemijskim
I

svojstvima, posebno u reakciji s kisikom. Naime, gorenjem alkalijskih metala nastaju
oksidi, peroksidi i superoksidi:
Li -> Li2o
Na -> NarO -> NarO,
K -> K2O -, KrO, -t KO,
Rb -> Rb2o -> Rb2o2 -> Rbo2
Cs -> CsrO -> CsrO, -> CsO,
- gorenjem Li nastaje iskljuiivo litijev oksid (Li2O), pri demu se oslobada dovoljno
energije za kidanje veze u molekuli kisika i stvaranje oksdinog iona (O2 ) :>
oksidacijski broj kisika u oksidima je -ll
- gorenjem natrija oslobada se manje energije, pa ona nije dovoljna za kidanje veze
u molekuli kisika. Zato se u kristalnu re5etku ugraduje peroksidni ion (O3-) :>
oksidacijski broj kisika u peroksidima je -l
- K, Rb i Cs gorenjem kao krajnji produkt daju superokside opde formule MO, (M :
K, Rb, Cs):> oksidacijski broj kisika u superoksidima j. -
+
- afkalijski metali boje plamen karakteristidnim bojama jer se njihovi valentni elektroni
lako pobuduju i prelaze na vi5e energetske razine u atomu. Pri povratku u osnovno
stanje emitiraju primljenu energiju djelomicno kao svjetlosno zradenje u vidljivom dijelu
spektra. Boje plamena koriste se za dokazivanje alkalijskih metala u spojevima.
- na temelju vrijednosti redukcijskih elektrodnih potencijala moZe se zakljuditi da su
to najreaktivniji metali i najjaia redukcijska sredstva, pa ih i najslabiji oksidans moZe
oksidirati
- hidroksidi alkalijskih metala su kristalne higroskopne tvari koje jako nagrizaju
koZu
- svi osim L|OH su dobro topljivi u vodi, pri demu gotovo potpuno disociraju idaju
najjace luZine :> jakost luZina povecava se od natrijeve prema cezijevoj luZini
MOH1., -r MLor + OHi"ol
- alkalijske luZine (LUZINE : vodene otopine hidroksida) dobivaju se i reakcijom
alkalisjkih metala ili njihovih oksida s vodom:
2M,,, + 2H2O1ry -t 2MLo, * Hr(nl + 2OHi"oy
Li2O1,y + H2O1ry -> 2Li;q) + 20Hirql
2NarOr,r, + 2HrOr, -> 4Nai"o, + 4OHi"qy * Or(nt
4KO2(r) + 2HrO,', -r 4KLol + 4OH1"qy + 3Or,n,
- reaktivnost alkalijskih metala raste od Li prema Cs:> tako je reakcija litija s vodom
vrlo spora, reakcija natrija i kalija vrlo burne, a reakcije rubidija i cezija eksplozivne
- s halogenim elementima (Xr) nastaju tipi\no ionski spojevi, halogenidi'. fluoridi,
kloridi, bromidi i jodidi
2M,r, + X2 -> 2MX1sy
- svi halogenidi, kao idruge soli alkalijskih metala, dobro su topljive u vodi
- s vodikom daju ionske hidride koji su jaka redukcijska sredstva:
2M,r, + Hr(nt -r 2MH1.y
- s du*ikom reagira samo litijkoji vec pri sobnoj temperaturi daje ionski spoj, litijev
nitrid:
(o

6Li,r, + Nr(n) -t 2Li3N(s)
- alkalijski metali se dobivaju elektrolizom talina njihovih klorida
DOMACA ZADACA (12)
1. Odaberi todan odgovor; Jedan od nadina dobivanja vodika je:
a) reakcijom sumporne ijodovodidne kiseline
b) grijanjem sumporne kiseline
c) elektrolizom vodene otopine kuhinjske soli
d) reakcijom ugljikova (lV) oksida i vode
2. a) Koji se od niZe navedenih metala mogu upotrijebiti za dobivanje vodika iz
klorovodidne kiseline: Cu, Al, Fe, Hg, Mg, Ag? Napi5i odgovarajuce jednadZbe reakcije!
Za5to neki od navedenih metala ne reagiraju s HCI?
b) Od metala pod a) koji reagiraju s HCI odredionaj koji ce razviti najvi5e vodika pri
jednakim uvjetima ako su im mase jednake!
3. Sto ce se dogoditi s reakcijskom smjesom:
COrnt + 2{rrn, -> CH3OH(') ArH : -92 kJmol-1 u ravnoteZi, ako:
a) se volumen smjese smanjiza polovinu
b) poraste temperatura
c) se parcijalnitlak vodika udvostrudi
d) dodamo katalizator
e) smjesi dodamo neki inertni plin?
4. Koji ce od niZe navedenih spojeva provoditi elektridnu struju u rastaljenom stanju i
zaSto?
a) fosforovodik
b) barijev hidric
c) amonijak
d) klorovodik
e) kalijev hidrid
5. a) U kojim galvanskim dlancima je standardna vodikova elektroda pozitivan, a u
kojima negativan pol, ako je druga elektroda:
1) Pb2./Pb
2) Cuz*lCu
3) Zn2nlzn
4) Ag./Ag
b) shematski prikaZi te dlanke
c) jednadZbama prikaZi procese na elektrodama za clanke 1) i 4)!
6. Kakav ce predznak imati promjena entropije za slijedece procese:
a) Hzrsl -t 2Hrn,
b) 3H2(s) + Nrrsl -> 2NH3(s)
7. Kiselost neke otopine iskazujemo pH vrijedno5cu.
a) Kako iemo iskazati kiselost otopine ako je otapalo teSka voda, D2o.?
b) lonski produkt diste te5ke vode je 2 * 10'15 mol2dm-6 pri 25oC. lzradunaj kiselost
diste te5ke vode!
/t4