ChemStudy

Первая группа периодической системы

Структура внешних электронных слоев в атомах элементов I группы позволяет прежде всего предполагать отсутствие у них тенденции к присоединению электронов. С другой стороны, отдача единственного внешнего электрона, казалось бы, должна происходить весьма легко и вести к образованию устойчивых одновалентных катионов рассматриваемых элементов.

Как показывает опыт, предположения эти в полной мере оправдываются только применительно к элементам левого столбца (Li, Na, K и аналогам). Для меди и ее аналогов они верны лишь наполовину: в смысле отсутствия у них тенденции к присоединению электронов. Вместе с тем их наиболее удалённый от ядра 18-электронный слой оказывается еще не вполне закреплённым и при известных условиях способен к частичной потере электронов. Последнее обусловливает возможность существования наряду с одновалентными Cu, Ag и Au также и соединений рассматриваемых элементов, отвечающих их более высокой валентности.

Подобное расхождение выведенных из атомных моделей предположений и результатов опыта показывает, что рассмотрение свойств элементов на основе только электронных структур атомов и без учёта остальных особенностей не всегда достаточно для химической характеристики этих элементов даже в самых грубых чертах.

Щелочные металлы

Применяемое к элементам ряда Li-Cs название щелочные металлы связано с тем, что их гидроксиды являются сильными щелочами. Натрий и калий относятся к наиболее распространенным элементам, составляя соответственно 2,0 и 1,1% от общего числа атомов земной коры. Содержание в ней лития (0,02%), рубидия (0,004%) и цезия (9·10-5) уже значительно меньше, а франция - ничтожно мало.

Хотя некоторые соединения натрия и калия (поваренная соль, сода, поташ) были известны еще в глубокой древности, различие между обоими элементами впервые установлено лишь в начале ХVIII века. Элементарные Na и K выделены только в 1807 г. Литий открыт в 1817 г., цезий и рубидий — соответственно в 1860 и 1861 г. Элемент № 87 — франций — был открыт в 1939 г., а название своё получил в 1946 г.

Природные натрий и цезий являются “чистыми” элементами (23Na и 133Сs), литий слагается из изотопов 6Li (7,4%) и 7Li (92,6%), калий — 39K (93,22%) 40K (0,01%) и 41K (6,77%), рубидий — 85Rb (72,2%) и 87Rb (27,8%). Из изотопов франция основное значение имеет встречающийся в природе 223Fr (средняя продолжительность жизни атома 32 мин).

И ядро атома цезия, и его валентный электрон обладают магнитным моментом. Эти моменты могут быть взаимно ориентированы параллельно или антипараллельно. Разность энергий обоих состояний соответствует излучению со строго определенной частотой колебаний n = 9 192 631 770 с-1 (т. е. длиной волны l » 3,26 см). На этой основе были сконструированы цезиевые “атомные часы”, точность хода которых еще выше, чем у “молекулярных”.

В природе встречаются только соединения щелочных металлов. Натрий и калий являются постоянными составными частями многих силикатов. Из отдельных минералов натрия важнейший — поваренная соль (NaCl) входит в состав морской воды и на отдельных участках земной поверхности образует под слоем наносных пород громадные залежи каменной соли (Соликамск, Артемьевск, Илецк и т. д.). Верхние слои подобных залежей иногда содержат скопления солей калия в виде пластов сильвинита (mKCl·nNaCl), карналита (KCl·MgCl2·6H2O) и др., служащие основным источником получения соединений этого элемента. Имеющих промышленное значение природных скоплений калийных солей известно лишь немного. Важнейшее из них является Соликамское месторождение.

ЮЖНО-ТИХООКЕАНСКОЕ ПОДНЯТИЕ , подводный хребет на юге Тихого ок. На западе соединяется с Австрало-Антарктическим, на востоке - с Восточно-Тихоокеанским поднятиями. Длина ок. 4100 км. Преобладающие глубины над гребнем 2500-3000 м, наименьшая - 878 м.

КВАДРАТУРНАЯ ФОРМУЛА , формула, служащая для приближенного вычисления определенных интегралов по значениям подынтегральной функции в конечном числе точек. Примеры квадратурной формулы - прямоугольников формула, трапеций формула, Симпсона формула.

ЖУРЧАЛКИ (сирфиды) , семейство насекомых отряда двукрылых. Длина обычно 5-15 мм (редко до 25 мм). Ок. 4 тыс. видов, преимущественно в тропиках. Личинки многих журчалок - хищные; питаясь главным образом тлями, приносят пользу; многие паразитируют в стеблях и луковицах растений, некоторые обитают в гнездах шмелей, ос, муравьев.