Общая характеристика лития как элемента

Химический знак – Li

Относительная атомная масса – 6,941

В соединениях литий одновалентен, степень окисления в соединениях с неметаллами равна +1.

Литий как вещество

Способы получения лития:

• Восстановлением из гидрида лития при нагревании:

2LiH → 2Li + H 2

• Электролизом раствора гидрида лития:

2LiH (ж) → 2Li + H 2

• Взаимодействием оксида лития с неметаллами:

2Li 2 O + Si → 4Li + SiO 2

• Взаимодействием оксида лития с металлами:

Li 2 O + Mg → 2Li + MgO

3Li 2 O + 2Al → 6Li + Al 2 O 3

Физические свойства лития:

• Мягкий, пластичный щелочной металл серебристо-белого цвета.
• Имеет металлический блеск.
• На воздухе покрывается оксидно-нитридной пленкой.
• Температура плавления равна 180,5°С и температура кипения равна 1336,6°С.

Химические свойства лития:

Литий весьма реакционноспособен и при химических реакциях, как правило, отдаёт электроны, превращаясь в положительно заряженный ион. Воспламеняется при умеренном нагревании, окрашивая пламя газовой горелки в тёмно-красный цвет.

Реагирует с водой, кислотами, неметаллами, аммиаком.

1. Наиболее энергично реагирует с галогенами, кислородом и серой (это обусловлено их высокой электроотрицательностью):

4Li + O 2 → 2Li 2 O

2Li + S → Li 2 S

2Li + Cl 2 → 2LiCl

2. Может окисляться ионами водорода или ионами других металлов

2Li + 2H 2 O → 2LiOH + H 2

2Li + 2HCl → 2LiCl + H 2

3. Литий, взаимодействуя с аммиаком, образует амид и имид лития

2Li + 2NH 3 → 2LiNH 2 + H 2

2Li + NH 3 → Li 2 NH + H 2

Применение лития:

Сплав, содержащий в своем составе литий, является эффективным полупроводником для термоэлектропреобразователей. Из лития изготавливают аноды химических источников тока (аккумуляторов, гальванических элементов и пр.). Нитрат лития используют в пиротехнике для окрашивания огней в красный цвет. Огромной прочностью обладает стекло, созданное из литий-алюминий-силиката. Сплавы лития с различными металлами – это новые перспективные материалы в авиации и космонавтике. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов. Применяется в ядерных реакторах как эффективный теплоноситель. В медицине соединения лития применяются в виде психотропных препаратов. Соединения лития широко применяют в текстильной промышленности (отбеливание тканей), пищевой (консервирование) и фармацевтической (изготовление косметики).

2. Лидин, Р. А. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. – М.: Химия, 2000.

3. Рудзитис, Г. Е. Химия. Учебное пособие для 7–11 классов вечерней (сменной) общеобразовательной школы. Часть 2. / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 1985.

В данной презентации рассматриваются вопросы характеристики химического элемента-металла по плану: положение в ПСХЭ, строение атома и его электронных оболочек, сравнение его с соседними по группе и периоду, простое вещество и его соединения: оксиды, гидроксиды, соли.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Характеристика химического элемента-металла на основании его положения в ПСХЭ Д.И.Менделеева

Цели урока Дать план общей характеристики хим. Элемента по его положению в ПСХЭ Повторить строение атома, типы хим. связи, классификацию неорганических веществ и их свойства в свете ТЭД и ОВР, генетическую связь между классами неорганических веществ Познакомить учащихся с задачами на выход продукта реакции

План характеристики ХЭ по его положению в ПСХЭ Адрес ХЭ Строение атома, проявляемые свойства, сравнение с соседними элементами Физические свойства простого вещества Оксид, образуемый этим ХЭ и его свойства, тип и схема хим. связи Гидроксид, образуемый этим ХЭ, его свойства, тип связи Водородное соединение, его свойства Соли и их свойства

Дадим характеристику элемента ЛИТИЯ Порядковый номер 3, 2 период (малый), 1 группа, главная подгруппа (IA) + 3 Металлический элемент Li 0 – 1 e Li + Восстановитель окисление 2 1 n = 2 n = 1 S S p 1S 2 2 S 1 + S Li .

Сравним свойства атома лития с соседними ХЭ по группе и периоду В группе: Литий - Натрий На внешней оболочке – по 1 электрону (сходство) Количество оболочек: у натрия на 1 оболочку больше, следовательно, радиус атома натрия больше, чем у лития, металлические и восстановительные свойства натрия сильнее В периоде: Литий – Бериллий Количество оболочек – по 2 (сходство) Количество внешних электронов: у лития 1 e , а у натрия – 2 e , следовательно, радиус атома лития больше, чем у бериллия, металлические и восстановительные свойства лития сильнее

Литий – простое вещество Щелочной металл серебристого цвета, очень легкий, хранится под слоем керосина, не встречается в природе в свободном виде, малиновый цвет пламени Т пл. = 180,6 0 , Т кип. = 1342 0 , плотность 0,534 г / c м 3 Металлическая кристаллическая решетка Металлическая хим. связь Li 0 – 1 e Li + атом ион Электропроводность, теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск, режется ножом, но на срезе быстро окисляется и темнеет из-за своей активности Химические свойства: реагирует с водой и неметаллами (кислородом, азотом, галогенами, водородом и др.) – составить уравнения реакций

Оксид лития – Li 2 O Солеобразующий, основный Ионная связь (записать схему образования связи) Белый цвет Химические свойства: Запишите реакции оксида лития с водой, оксидом углерода (IV), соляной кислотой Получение: Li 2 O 2 + 2 Li = 2 Li 2 O пероксид лития оксид лития

Гидроксид лития - LiOH Li + - OH - ионная связь Li + - простой ион, OH - - сложный ион OH - - КПС Белый гигроскопичный порошок, мылкий на ощупь, едкий Химические свойства: запишите реакции гидроксида лития с серной кислотой, сульфатом меди (II), оксидом углерода (IV), исключение – разложение при нагревании Получение: электролиз расплавов галогенсодержащих солей 2 LiCl 2 Li + Cl 2

Водородное соединение – LiH гидрид лития Твердый Белый Гигроскопичен Используется как восстановитель C оли лития Проверить растворимость солей лития в воде по таблице растворимости

Открытие лития А.Арфведсон, 1817 г. – признал литий новым щелочным металлом Впервые выделен из слоистого силикатного минерала петалита LiAlSi 4 O 10 Название – от греческого «камень» Г.Дэви, 1818 г., электролиз расплавленного оксида лития

Генетический ряд металла Вспомните признаки генетического ряда: Один и тот же химический элемент-металл Разные формы существования этого элемента-металла (простое вещество-оксид-основание-соль) Взаимопревращения веществ разных классов

Генетический ряд металла лития Li  Li 2 O  LiOH  LiCl, Li 2 SO 4 , LiNO 3 Задание: осуществить цепочку превращений (составить уравнения реакций)

Задачи на примеси и выход продукта реакции Найдите объем углекислого газа (н.у.), который можно получить взаимодействием 250 г известняка, содержащего 20 % примесей, с избытком азотной кислоты. Можно ли получить весь 100 % -ный объем? Найти объем углекислого газа, если выход газа составил 75% от теоретически возможного.

Запомните формулы! η – выход продукта m пр. V пр. η = ----- = ------- m теор. V теор.

Домашнее задание § 1, упражнения Решить задачу. При взаимодействии 800 мг 30%-ного раствора едкого натра с избытком раствора медного купороса (сульфата меди (II)) было получено 196 мг осадка. Каков его выход в % от теоретически возможного?

Домашнее задание №3

Дать характеристику элементов P (фосфор) и K (калий) по плану:

Характеристика элемента по плану:

Положение элемента в периодической системе. Период, группа, подгруппа.

Порядковый номер, заряд ядра, количество протонов, количество электронов, количество нейтронов.

Электронное строение атома. Электронные формулы (полная, сокращённая, электронно-графическая) с учётом возможных возбуждённых состояний. Тип элемента (s, p, d, f).

Возможные валентные состояния атома.

Металл, неметалл, амфотерный металл.

Высший оксид элемента, его характер.

Гидроксид элемента, его характер.

Пример формул солей.

Водородные соединения.
Примерный ответ.

Характеристика химического элемента-металла по его положению в периодической системе на примере лития.

Литий ― это элемент 2 периода главной подгруппы I группы периодической системы Д. И. Менделеева, элемент IA или главной подгруппы (подгруппы щелочных металлов).
Строение атома лития можно отразить так: №3 Li: протонов р + =3, электронов ē=3 (Li ― 2ē, 1ē), нейтронов n 0 =4 (А-р +) Тип элемента-S. Электронная формула: 1s 2 2s 1 Атомы лития будут проявлять сильные восстановительные свойства: легко отдадут свой единственный внешний электрон и получат в результате степень окисления (с. о.) +1. Эти свойства атомов лития будут слабее выражены, чем у атомов натрия, что связано с увеличением радиусов атомов: R (Li) Литий ― простое вещество, представляет собой металл, а, следовательно, имеет металлическую кристаллическую решетку и металлическую химическую связь. Заряд иона лития: не Li +1 (так указывают с. о.), а Li + . Общие физические свойства металлов, вытекающие из их кристаллического строения: электро- и теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск и т. д.
Литий образует оксид с формулой Li 2 O ― это солеобразующий, основной оксид. Это соединение образовано за счет ионной химической связи Li 2 + O 2- , взаимодействуют с водой, образуя щелочь.
Гидроксид лития имеет формулу LiOH. Это основание ― щелочь. Химические свойства: взаимодействие с кислотами, кислотными оксидами и солями.
В подгруппе щелочных металлов отсутствует общая формула "Летучие водородные соединения". Эти металлы не образуют летучих водородных соединений. Соединения металлов с водородом ― бинарные соединения ионного типа с формулой M + H - .

Часть I

1. Заполните таблицу «Характеристика элемента на основании его положения в Периодической системе (ПС) Д. И. Менделеева» на примере элемента кальция.

2. Подтвердите характер оксида кальция соответствующими уравнениями реакций, в том числе и ионными, для реакций с участием электролитов:

3. Подтвердите характер гидроксида кальция соответствующими уравнениями реакций в молекулярной, полной и сокращённой ионной формах:

Часть II

1. Вычеркните «лишнее».
4) Si

2. Какая из следующих групп элементов содержит только металлы?
Нет правильного варианта ответа.

3. Какая из характеристик металлической связи является неточной?
Металлическая связь:
1) характеризуется ненаправленностью;
2) характеризуется ненасыщенностью.

4. Какое физическое свойство не является общим для всех металлов?
3) твёрдое агрегатное состояние при стандартных условиях.

5. Дайте характеристику элемента лития согласно приведённому в части I плану.
1) Это элемент I A группы, 2-го малого периода.
2) +3Li 2е, 1е.
3) Li – сильный восстановитель, который получает с. о. +1.
4-5) Li – это металл, поэтому имеет металлическую кристаллическую решётку, образованную за счёт металлической химической связи, схема которой:

6) аллотропия для лития нехарактерна.
7) Металлические свойства у лития выражены больше, чем у бериллия.
8) Металлические свойства у лития выражены больше, чем у водорода, но меньше, чем у натрия.
9) Оксид лития имеет основный характер и взаимодействует:
с кислотными оксидами;
с кислотами;
с водой.
10) Гидроксид лития LiOH имеет основный характер и является растворимым основанием – щёлочью. Взаимодействует (напишите уравнения возможных реакций в молекулярной, полной и сокращённой ионной формах):

6. Металлы (М) IА группы, или щелочные металлы, образуют водородные соединения с общей формулой МН. В этих соединениях, в отличие от летучих водородных соединений неметаллов, связь ионная и кристаллическая решётка ионная.
Эти бинарные соединения проявляют следующие физические свойства:
Белые кристаллические вещества, похожие на соль.

7. Металлы IIA группы (начиная с Са) – щелочноземельные металлы – образуют водородные соединения с общей формулой . Они называются гидридами, имеют ионную кристаллическую решётку, построенную за счёт ионной химической связи, и обладают следующими физическими свойствами: белые солеподобные кристаллические вещества.
При взаимодействии с водой наблюдается реакция обмена.

Запишем уравнения окисления лития и натрия избытком кислорода:

4Li + O 2 = 2Li 2 O (1);

2Na + O 2 = Na 2 O 2 (2).

Найдем суммарное количество вещества кислорода:

n(O 2) = V(O 2) / V m ;

n(O 2) = 3,92 / 22,4 = 0,175 моль.

Пусть на окисление лития было израсходовано х моль кислорода, тогда в реакции окисления натрия участвовало (0,175 — х) моль кислорода.

Обозначим количество вещества лития как «а», а натрия - «b», тогда, согласно записанным выше уравнениям реакции:

b = 2 ×(0,175 — х) = 0,35 - 2х.

Найдем массы лития и натрия (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел — Ar(Li) = 7 а.е.м.; Ar(Na) = 23а.е.м.):

m(Li) = 4х × 7 = 28х (г);

m(Na) = (0,35 - 2х)× 23 = 8,05 — 46х (г).

Учитывая, что масса смеси лития и натрия была равна 7,6 г можно записать уравнение:

28х + (8,05 — 46х) = 7,6;

(-18)× х = -(0,45);

Следовательно, количество вещества кислорода,израсходованное на окисление лития равно 0,025 моль, а натрия - (0,175 - 0,025) = 0,15 моль.

По уравнению (1) n(O 2) :n(Li 2 O) = 1: 2, т.е.

n(Li 2 O) = 2×n(O 2) = 2×0,025 = 0,05 моль.

Согласно уравнению (2) n(O 2) :n(Na 2 O 2) = 1: 1, т.е. n(Na 2 O 2)=n(O 2)= 0,15 моль.

Запишем уравнения реакции растворения продуктов окисления лития и натрия в серной кислоте:

Li 2 O + H 2 SO 4 = Li 2 SO 4 + H 2 O (3);

2Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O + O 2 (4).

Рассчитаем массу серной кислоты в растворе:

m solute (H 2 SO 4) = m solution (H 2 SO 4) ×w(H 2 SO 4) / 100%;

m solute (H 2 SO 4) = 80 × 24,5 / 100% = 19,6 г.

Количество вещества серной кислоты будет равно (молярная масса - 98 г/моль):

n (H 2 SO 4) = m (H 2 SO 4) / M (H 2 SO 4);

n (H 2 SO 4) = 19,6 / 98 = 0,2моль.

Определим число молей продуктов реакций (3) и (4). Согласно уравнению (3) n(Li 2 O) :n(Li 2 SO 4) = 1: 1, т.е. n(Li 2 O) = n(Li 2 SO 4) = 0,05 моль. По уравнению (4) n(Na 2 O 2) :n(Na 2 SO 4) = 2: 2, т.е. n(Na 2 O 2) =n(Na 2 SO 4) = 0,15 моль.

Найдем массы образовавшихся сульфатов (М(Li 2 SO 4) = 110 г/моль; М(Na 2 SO 4) = 142 г/моль):

m(Li 2 SO 4) = 0,05 × 110 = 5,5 (г);

m(Na 2 SO 4) = 0,15 × 142 = 21,03 (г).

Чтобы рассчитать массовые доли полученных веществ, необходимо найти массу раствора. В него входят серная кислота, оксид лития и пероксид натрия. Необходимо учесть массу кислорода, который выделяется из реакционный смеси, в ходе реакции (4). Определим массы оксида лития и пероксида натрия (М(Li 2 O) = 30 г/моль, М(Na 2 O 2) = 78 г/моль):

m(Li 2 O) = 0,05 ×30 = 1,5 (г);

m(Na 2 O 2) = 0,15 ×78 = 11,7 (г).

Согласно уравнению (4) n(O 2) :n(Na 2 O 2) = 1: 2, т.е.

n(O 2) = ½ ×n(Na 2 O 2) = ½ × 0,15 = 0,075 моль.

Тогда масса кислорода будет равна (М(O 2) = 32 г/моль):

m(O 2) = 0,075 × 32 = 2,4 (г).

Для того, чтобы найти массу итогового раствора необходимо определить осталась ли в растворе серная кислота. Согласно уравнению (3) n(Li 2 O):n(H 2 SO 4) = 1: 1, т.е. n(H 2 SO 4) = n(Li 2 O) = 0,05 моль. По уравнению (4) n(Na 2 O 2) :n(H 2 SO 4) = 2: 2, т.е. n(H 2 SO 4) = n(Na 2 O 2) = 0,15 моль.Таким образом в реакцию вступило (0,05 + 0,15) = 0,2 моль серной кислоты, т.е. она прореагировала полностью.

Рассчитаем массу раствора:

m solution = m(Li 2 SO 4) + m(Na 2 SO 4) — m(O 2);

m solution = 5,5 + 21,03 — 2,4 = 24,13 г.

Тогда, массовые доли сульфатов натрия и лития в растворе будут равны:

w(Li 2 SO 4) = m(Li 2 SO 4) /m solution × 100%;

w(Li 2 SO 4) = 5,5 /24,13× 100% = 22,79%.

w(Na 2 SO 4) = m(Na 2 SO 4) /m solution × 100%;

w(Na 2 SO 4) = 21,03 / 24,13 × 100% = 87,15%.