ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ

ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ - ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Атомы щелочных металлов имеют по одной валентной орбитали, содержащей один электрон, поэтому, видимо, эти атомы могут соединяться между собой и образовывать двухатомные молекулы. Формально электронная строение такой молекулы не отличается от строения молекулы Н₂ или двухатомным молекулам галогенов.

Таким образом, элементы ІА группы могут существовать в виде двухатомным молекулам, что и проявляется в газообразном состоянии металлов. Однако в твердом состоянии простые вещества, образованные этими элементами, состоят не из двухатомным молекул, а из атомов.

Большой размер атомов, «размазанность» атомных орбиталей в пространстве приводят к тому, что при перекрывании АО атомов элементов ІА группы электронная плотность между ядрами увеличивается ненамного, поэтому образуется слабая связь (для сравнения отметим, что энергия, которую нужно затратить на разрыв связи в молекуле Н₂, составляет 432 кДж/моль, в молекуле Сl₂, образованной крупными атомами, - 243 кДж/моль, а в молекуле Nа₂, образованной еще больше атомами, - лишь 99 кДж/моль).

Для больших атомов появляется возможность перекрывания АО не двух, а большего числа атомов. И в кристалле щелочного металла перекрываются АО всех соседних атомов и образуются молекулярные орбитали, которые нельзя отнести к ни одной пары атомов, а следует считать их такими, что принадлежат всему кристаллу. Образуется большое количество МО, охватывают весь кристалл. Электроны, которые располагаются на этих МО, движутся в поле ядер не одного или двух атомов, а в поле ядер атомов всего кристалла. В этом случае говорят, что такой кристалл имеет атомную (в отличие от молекулярной) строение. Такое строение имеют все металлы и некоторые неметаллы.

Если среди МО образовавшиеся есть свободные, то электроны, переходя на них, могут изменять свою энергию и брать участие в передаче электрического тока. Это свойственно металлам. Если свободных МЕ нет, то данный атомный кристалл принадлежит неметалу; его электроны не могут участвовать в электропроводности.

Во время перехода от одного элемента к другому сверху вниз по группе размеры атомов увеличиваются и эффективность перекрывание их валентных орбиталей уменьшается, поэтому снижается прочность связей между атомами.

Ослабление связей предопределяет снижение температур плавления и кипения веществ. Действительно, в группе щелочных металлов температуры плавления и кипения понижаются с увеличением протонного числа элемента.

Относительно малая прочность связи между атомами обусловливает и низкую механическую прочность кристаллов: щелочные металлы мягкие, легко режутся ножом.

Большие размеры атомов приводят к малой плотности щелочных металлов. Самые легкие из них - литий, натрий, калий - даже легче воду. Литий, в частности, вообще самый легкий металл, его плотность 0,5 г/см .