S bloks — s‑orbitāles elementi periodiskajā tabulā (1. un 2. grupa)
Uzzini S bloka elementus — 1. un 2. grupas sārma metālus, to s‑orbitāles elektronu īpašības, reakcijas un nozīmi ikdienas lietojumos.
S bloks ir viens no četriem periodiskās sistēmas elementu blokiem. S bloka elementiem ir kopīga īpašība — to vistālāk uz āru izvirzītā elektronu apvalka elektroni atrodas s-orbitālē. S bloka elementi galvenokārt ietilpst pirmajās divās periodiskās tabulas grupās. Pirmās grupas elementi (parasti saukti par sārmu metāliem) parasti dod vienu valentielektronu (elektronu konfigurācija ns1), bet otrās grupas elementi (saukti par zemesalkāliskajiem metāliem) parasti dod divus valentielektronus (ns2).
Periodiskā likuma nozīme
Mūsdienu periodiskais likums nosaka, ka "elementu īpašības ir to atomu skaita periodiska funkcija." Tas nozīmē, ka daudzas ķīmiskās un fizikālās īpašības atkārtojas, palielinoties elementu atomu skaitlim, un šīs atkārtotās iezīmes ļauj elementus klasificēt blokos — s-, p-, d- un f-blokos.
Elektronu konfigurācija un tipiskās valences
S bloka raksturīgās valentkonfigurācijas ir ns1 (pirmā grupa) un ns2 (otrā grupa), kur n ir galvenais kvantu skaitlis (perioda rinda). Piemēri:
- Litijs (Li): [He] 2s1
- Berilijs (Be): [He] 2s2
- Nātrijs (Na): [Ne] 3s1
- Magnijs (Mg): [Ne] 3s2
Šīs konfigurācijas izskaidro biežāk sastopamās oksidācijas pakāpes: +1 pirmajai grupai un +2 otrajai grupai. S bloka elementi viegli zaudē šos valentielektronus un veido pozitīvus jonus (kationus).
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
- Metāliska spīduma (metālisks raksturs), laba elektriskā un siltuma vadītspēja (atbilstoši metālu raksturam).
- Zems pirmā ionizācijas enerģijas līmenis (īpaši pirmajai grupai), kas padara šos elementus ļoti reaģētspējīgus un labus reducētājus.
- Reaktivitāte parasti pieaug, virzoties uz leju grupā, jo valentielektrons kļūst vieglāk atņemams (atomu rādiuss palielinās, ekrānēšana pieaug, ionizācijas enerģija samazinās).
- S bloka metāli veido galvenokārt jonu savienojumus, piemēram, sāļus (NaCl) un hidroksīdus (NaOH, Ca(OH)2).
Reakcijas ar ūdeni un gaisu
Pirmās grupas metāli (sārmu metāli) reaģē strauji ar ūdeni, veidojot attiecīgo hidroksīdu un izdalot ūdeņradi (H2); šo reakciju smagums pieaug no litija līdz cēzijam. Otrās grupas metāli reaģē ar ūdeni lēnāk; berilijs gandrīz nereaģē ar ūdeni, magnijs reaģē lēni ar karstu ūdeni, bet kalcijs, strončijs un bārijs reaģē enerģiskāk.
Īpaši gadījumi
- Ūdeņradis (H) elektroniski pieder s-blokam (1s1), tomēr ķīmiskajās īpašībās tas atšķiras no sārmu metāliem un bieži tiek apskatīts atsevišķi.
- Helijs (He) elektroniski ir 1s2 (s-bloka konfigurācija), taču to periodiskajā tabulā parasti izvieto kopā ar inertajiem gāzēm grupā 18, jo tā ķīmiskās īpašības atbilst šai grupai.
Praktiskā nozīme un bioloģiskā loma
S bloka elementi ir ļoti svarīgi gan rūpniecībā, gan bioloģijā. Piemēri:
- Nātrijs (Na) un kālijs (K) ir būtiski organismu šķidruma līdzsvaram un nervu impulsu vadīšanai.
- Kalcijs (Ca) ir svarīgs kaulu un zobu struktūrai, kā arī muskuļu un šūnu signālu funkcijām.
- Magnijs (Mg) ir būtisks fermentu darbībai un hlorofila centrā augu fotosintēzē.
- Rūpnieciskās pielietošanas piemēri: nātrija un kālija sāļi, kalcija savienojumi būvniecībā (cementa un stiklšķiedras ražošanā), magnija sakausējumi vieglmetālos utt.
Kopumā s bloks ietver elementus ar vienkāršām valentkonfigurācijām, skaidrām oksidācijas pakāpēm (+1 un +2) un raksturīgām periodiskām tendencēm, kas ļauj prognozēt to ķīmisko uzvedību un plaši izmantot gan laboratorijā, gan rūpniecībā.
S- elementu īpašības
Visi s-elementi ir metāli (izņemot ūdeņradi). Kopumā tie ir spīdīgi, sudrabaini, labi siltuma un elektrības vadītāji. Tie viegli zaudē savus valences elektronus. Patiesībā tie tik viegli zaudē savus preču zīmes s orbitāles valences elektronus, ka s- elementi ir vieni no visreaktīvākajiem periodiskās sistēmas elementiem.
1. grupas elementi, ko kopā sauc par sārmu metāliem (izņemot ūdeņradi), vienmēr zaudē vienu valences elektronu, veidojot +1 jonu. Šiem metāliem raksturīgs sudrabots krāsojums, tie ir ļoti mīksti, nav ļoti blīvi un tiem ir zems kušanas punkts. Šie metāli ārkārtīgi spēcīgi reaģē ar ūdeni un pat skābekli, radot enerģiju un viegli uzliesmojošu ūdeņraža gāzi. Tos glabā minerāleļļā, lai samazinātu nevēlamas reakcijas vai, vēl ļaunāk, sprādziena iespēju.
2. grupas elementi, kas pazīstami kā sārmu zemju metāli (izņemot hēliju), vienmēr zaudē divus valences elektronus, veidojot +2 jonu. Tāpat kā sārmu metāli, sārmu zemju metāli ir sudrabaini, spīdīgi un salīdzinoši mīksti. Daži no šīs kolonnas elementiem arī strauji reaģē ar ūdeni, un tie jāuzglabā uzmanīgi.
S- elementi ir slaveni kā uguņošanas ierīču sastāvdaļas. Kālija, stroncija un bārija jonu formas parādās uguņošanas ierīcēs kā spilgti violeti, sarkani un zaļi toņi.
Franciju uzskata par visretāk sastopamo dabā sastopamo elementu uz Zemes. Tiek lēsts, ka uz Zemes ir tikai 30 gramu francija. Francijam ir ļoti nestabils kodols, un tas ātri sabrūk.
Sārmu metālu ķīmiskās īpašības
1.Sārmu metāli reaģē ar sausu ūdeņradi, veidojot hidrīdus.
a.Šie hidrīdi ir jonu hidrīdi.
b.Šie sārmu metālu hidrīdi reaģē ar ūdeni, veidojot attiecīgos hidroksīdus un ūdeņraža gāzi.
LiH + H O 2⟶ LiOH + H {\displaystyle2 {\ce {LiH + H2O -> LiOH + H2}}} 
c.Šie hidrīdi ir spēcīgi reducējoši aģenti, un to reducējošais raksturs pieaug uz leju no grupas.
d.Sārmu metāli veido arī kompleksus hidrīdus, piemēram, LiAlH {\displaystyle4 {\ce {LiAlH4}}}
, kas ir labs reducējošs līdzeklis. Sārmu metālu hidrīdi neeksistē ūdenī, un šī reakcija ar jebkuru citu aģentu notiek protiskajā šķīdinātājā.
e.Kausēti sārmu metālu hidrīdi elektrolīzē anodā rada H2 gāzi.
2.Oksīdu un hidroksīdu veidošanās.
a.Tie ir visreaktīvākie metāli, un tiem ir spēcīga afinitāte pret O 2 ,tie uz virsmas veido oksīdus.Tos glabā zem petrolejas vai parafīna eļļas, lai pasargātu no gaisa.
b.Sadegot gaisā (O2), Li veido LiO2, Na veido NaO22 un citi sārmu metāli - superoksīdus.
3. Tie ir tīri metāliski, jo tie viegli zaudē elektronus no ārējās čaulas, tie ir ļoti reaktīvi metāli un tiem ir zema jonizācijas enerģija.
4. Berilijs ir amfotērisks.
Diagonālā attiecība
| Grupa | 1 | 2 | 13 | 14 |
| 2. periods | Esi | B | C | |
| 3. periods | Na | Mg | Al |
Pirmais pirmās grupas elements - litijs un pirmais otrās grupas elements - berilijs - uzvedas atšķirīgi no citiem savas grupas elementiem. To uzvedība ir tāda pati kā nākamās grupas otrajam elementam. Tādējādi litijs ir līdzīgs magnijam, bet berilijs ir līdzīgs alumīnijam. []
Periodiskajā tabulā to sauc par "diagonālo sakarību". Diagonālā sakarība ir saistīta ar elementu jonu izmēru un lādiņa/radiusa attiecības līdzību. Līdzība starp litiju un magniju ir saistīta ar to līdzīgajiem izmēriem: []
Rādiusi, Li=152pm Mg=160pm
Litijs
Litijam ir daudz atšķirīgu īpašību salīdzinājumā ar citiem pirmās grupas elementiem. Šo atšķirību izraisa:
- litija atoma un tā jona mazais izmērs.
- jo lielāka polarizācijas jauda (li
+t. i., lādiņa lieluma attiecība). Tas nozīmē, ka tās savienojumiem ir paaugstināts kovalentais raksturs, kas ir atbildīgs par to šķīdību organiskajos šķīdinātājos. - litijam ir augsta jonizācijas entalpija un augsta elektronegativitāte salīdzinājumā ar citiem sārmu metāliem.
- d-orbitāļu nepieejamība tās valences čaulā.
- spēcīga intermetāliskā saite
Daži no veidiem, kā litijs uzvedas atšķirīgi no citiem locekļiem, ir: []
- Litijs ir cietāks nekā nātrijs un kālijs, kas ir tik mīksti, ka tos var sagriezt ar prestižu nazi.
- Litija kušanas un viršanas temperatūra ir augstāka.
- Litijs ar skābekli veido monoksīdu, citi sārmi veido peroksīdu un superoksīdu.
- Litijs savienojas ar slāpekli, veidojot nitrīdus, bet citi sārmu metāli to nedara.
- Litija hlorīds ir šķīstošs un kristalizējas kā hidrāts LiCl.2H2O. Citi sārmu metālu hlorīdi neveido hidrātus.
Saistītās lapas
| · v · t · e | |
| Izkārtojumi |
|
| Elementu saraksts pēc |
|
| Datu lapas |
|
| Grupas |
|
| Citas elementu kategorijas |
|
| Bloki |
|
| |
| Kategorija:Periodiskā tabula | |
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir s-bloks?
A: S bloks ir viens no četriem elementu blokiem periodiskajā sistēmā.
J: Kāda īpašība ir kopīga s grupas elementiem?
A: S grupas elementiem ir kopīga īpašība, ka to vistālāk uz āru izvirzītās elektronu čaulas atrodas s orbitālē.
J: Kādas divas grupas veido s bloku?
A: Pirmās grupas elementus sauc par sārmu metāliem, bet otrās grupas elementus sauc par sārmzemju metāliem.
J: Ko mūsdienu periodiskie likumi saka par elementu īpašībām?
A: Mūsdienu periodiskais likums nosaka, ka "elementu īpašības ir to atomu skaita periodiska funkcija", kas nozīmē, ka dažas elementu īpašības atkārtojas, palielinoties to atomu skaitlim.
J: Cik bloku ir, lai sadalītu elementus grupās?
A: Ir četri bloki elementu iedalīšanai grupās: s-, p-, d- un f-.
Meklēt