S-plokk: määratlus, omadused ja s-grupi elemendid
S-plokk: määratlus ja omadused — avasta s-grupi elemendid, leelismetallide ja leelismuldmetallide elektronstruktuur, keemilised ja füüsikalised tunnused.
S-plokk on üks neljast elementide plokist perioodilisustabelis. S-ploki elementide ühine tunnus on see, et nende kõige väljapoole suunatud elektronkesta elektronid paiknevad s-orbitaalis. S-ploki elemendid kuuluvad perioodilisustabelis kahe esimese rühma alla: esimese rühma elemendid on tuntud kui leelismetallid ja teise rühma elemendid kui leelismuldmetallid. Lisaks kuuluvad s-plokki ka vesinik ja heelium — vesinik on erijuhtum, heelium aga on s-orbitaaliga gaasne toitaineline element.
Elektronkonfiguratsioon ja orbitaalne seletus
S-orbitaali iseloomustab sfääriline ruumiline paigutus ja see võib mahutada maksimaalselt kaks elektroni (spin +½ ja -½). S-ploki elementide kõrgeima energia elektronide paigutus lõpeb s-orbitaaliga (näiteks 1s, 2s, 3s jne), mistõttu neid nimetatakse s-ploki elementideks. See omadus määrab paljuski nende keemilised ja füüsikalised omadused, näiteks kalduvuse moodustada ühelauselisi või kaheselisi katioone (+1 või +2).
Omadused ja keemiline käitumine
Kaasaegne perioodilisuse seadus ütleb, et "elementide omadused on perioodiline funktsioon nende aatomiarvust". See tähendab, et elementide omadused korduvad kindlas mustris kasvava aatomiarvu korral. Seetõttu jagatakse elemendid plokkideks (s-, p-, d- ja f-plokid), mis vastavad sellele, milline orbitaal sisaldab kõrgeima energia e‑d‑elektrone. S-ploki elementidel on mõned ühised tunnused:
- Keemiline reaktiivsus: leelismetallid (I rühm) on väga reaktiivsed, eriti veega; reaktiivsus suureneb alla liikudes. Leelismuldmetallid (II rühm) on samuti reaktiivsed, kuid üldiselt vähem kui leelismetallid.
- Oktaavenergia ja elektronegatiivsus: madalamad ionisatsioonienergiad ja madalamad elektronegatiivsusväärtused kui p- või d-plokis olevatel elementidel.
- Laengud ja ühendid: tüüpilised oksüdeerumisdomeenid on +1 (I rühm) ja +2 (II rühm); moodustavad ioonilisi ühendeid, nt halogeniidid, hüdroksiidid ja oksüdid.
- Füüsikalised omadused: paljud s-ploki elemendid on pehmed, hõlpsasti läikima kaotavad metallid, millel on suhteliselt madalad sulamis- ja keemistemperatuurid võrreldes paljude üleminekumetallidega.
S-grupi tüüpelendid — näited ja erandid
S-plokk hõlmab järgmisi tuntumaid elemente: vesinik (H) ja heelium (He) ning kõik rühmade 1 ja 2 elemendid nagu liitium (Li), berüllium (Be), naatrium (Na), magneesium (Mg), kaalium (K), kaltsium (Ca), rubiidium (Rb), strontsium (Sr), tseesium (Cs), barrium (Ba) ning looduses haruldased ja radioaktiivsed frantsium (Fr) ja raadium (Ra). Heelium on erandlik: kuigi selle elektronkonfiguratsioon lõpeb 1s2-ga, on heelium keemiliselt inertne ja kuulub aatomitestikuliselt gaaside hulka.
Rakendused ja esinemine
S-ploki elementidel on laialdaselt kasutusvaldkondi:
- Liitium (Li) — laialt kasutatud laetavates akudes (li‑ioonakud).
- Naatrium (Na) ja kaalium (K) — tähtsad bioloogilised ioonid, naatriumsoolad (näiteks NaCl) on igapäevased toiduainesood.
- Magneesium (Mg) ja kaltsium (Ca) — kasutatakse sulamites, ehituses ja bioloogilistes rakendustes (luude koostis).
- Frantsium ja raadium — radioaktiivsed ning tavaliselt uurimuses või meditsiinis eritingimustel.
Turvalisus ja looduse roll
Paljud s-ploki metalle tuleb käidelda ettevaatlikult: leelismetallid reageerivad veega ettearvamatult ja võivad süttida, eriti raskemad elemendid (näiteks kaalium, tseesium). Radioaktiivsed s-ploki liikmed nõuavad spetsiaalset käsitsemist. Paljud s-ploki elemendid on looduses laialt levinud fosfaatides, karbonaatidena või lahustunud ioonidena meres ja mullas ning on olulised nii geokeemias kui ka biokeemias.
Kokkuvõtlikult on S-plokk perioodilisustabeli üks põhiplokke, mille elemente iseloomustavad s-orbitaalil paiknevad väliselektronid, lihtsad oksüdeerumisstaadiumid (+1, +2), tugev reaktiivsus (eriti rühma 1 elementidel) ning palju tehnilisi ja bioloogilisi rakendusi.
S-elementide omadused
Kõik s-elemendid on metallid (välja arvatud vesinik). Üldiselt on nad läikivad, hõbedased, head soojuse ja elektri juhid. Nad kaotavad oma valentselektronid kergesti. Tegelikult kaotavad nad oma kaubamärgi s-orbitaali valentselektronid nii kergesti, et s-elemendid on ühed kõige reaktiivsemad elemendid perioodilisustabelis.
1. rühma elemendid, mida tuntakse ühiselt leelismetallidena (v.a vesinik), kaotavad alati ühe valentselektroni, moodustades +1 iooni. Neid metalle iseloomustavad hõbedane, väga pehme, vähese tihedusega ja madalad sulamistemperatuurid. Need metallid reageerivad äärmiselt jõuliselt veega ja isegi hapnikuga, tekitades energiat ja tuleohtlikku vesinikgaasi. Neid hoitakse mineraalõlis, et vähendada soovimatu reaktsiooni või halvemal juhul plahvatuse võimalust.
2. rühma elemendid, mida nimetatakse leelismuldmetallideks (v.a heelium), kaotavad alati oma kaks valentselektroni, et moodustada +2 ioon. Nagu leelismetallid, on leelismuldmetallid hõbedased, läikivad ja suhteliselt pehmed. Mõned selle veeru elemendid reageerivad veega samuti jõuliselt ja neid tuleb säilitada ettevaatlikult.
S-elemendid on kuulsad ilutulestiku koostisosade poolest. Kaaliumi, strontsiumi ja baariumi ioonsed vormid esinevad ilutulestikes säravate lillade, punaste ja roheliste värvidena.
Frantsiumi peetakse kõige haruldasemaks looduslikult esinevaks elemendiks Maal. Hinnanguliselt leidub Maal ainult 30 grammi frangtsiumi. Frantsiumil on väga ebastabiilne tuum ja ta laguneb kiiresti.
Leelismetallide keemilised omadused
1. leelismetallid reageerivad kuiva vesinikuga, moodustades hüdriide.
a.Need hüdriidid on oma olemuselt ioonilised
b.Need leelismetallide hüdriidid reageerivad veega, moodustades vastavaid hüdroksiide ja vesinikgaasi.
LiH + H O 2⟶ LiOH + H {\displaystyle2 {\ce {LiH + H2O -> LiOH + H2}}} 
c.Need hüdriidid on tugevad redutseerijad ja nende redutseeriv olemus suureneb grupi allapoole.
d.Leelismetallid moodustavad ka komplekshüdriide, nagu LiAlH {\displaystyle4 {\ce {LiAlH4}}
, mis on hea redutseerija. Leelismetallide hüdriidid ei eksisteeri vees ja see reaktsioon mis tahes muu ainega toimub protilises lahustis.
e. sulatatud leelismetallide hüdriidid tekitavad elektrolüüsil anoodil H2 gaasi.
2.Oksiidide ja hüdroksiidide moodustumine.
a.Need on kõige reaktiivsemad metallid ja neil on tugev afiinsus 2 ,oksiidide suhtes.Neid hoitakse petrooli või parafiiniõli all, et kaitsta neid õhu eest.
b. Li moodustab õhus (O2) põletamisel LiO2, Na moodustab NaO22 ja teised leelismetallid moodustavad superoksiide.
3. Nad on puhtmetallid , kuna nad kaotavad elektronid kõige välimisest kestast kergesti , nad on väga reaktiivsed metallid ja neil on madal ionisatsioonienergia .
4. Berüllium on oma olemuselt amfoteeriline .
Diagonaalne suhe
| Rühm | 1 | 2 | 13 | 14 |
| Periood 2 | Ole | B | ||
| Periood 3 | Na | Mg | Al |
Esimese rühma esimene element, liitium, ja teise rühma esimene element, berüllium, käituvad teistest oma rühma liikmetest erinevalt. Nende käitumine on sarnane järgmise rühma teise elemendi omaga. Seega on liitium sarnane magneesiumiga ja berüllium sarnane alumiiniumiga. []
Perioodilises tabelis nimetatakse seda "diagonaalseks seoseks". Diagonaalsuhe tuleneb ioonide suuruse ja elemendi laengu/raadiuse suhte sarnasusest. Liitiumi ja magneesiumi sarnasus tuleneb nende sarnastest suurustest: []
Raadiused, Li=152pm Mg=160pm
Liitium
Liitium käitub teistest esimese rühma elementidest väga erinevalt. See erinevus on põhjustatud:
- liitiumi aatomi ja selle iooni väiksus.
- suurem polarisatsioonivõimsus (li
+st laengu suuruse suhe). See tähendab selle ühendite suurenenud kovalentset iseloomu, mis on vastutav nende lahustuvuse eest orgaanilistes lahustites - liitiumi kõrge ionisatsioonientalpia ja kõrge elektronegatiivsus võrreldes teiste leelismetallidega
- d-orbitaalide mittekättesaadavus selle valentsuskoores
- tugev intermetalliline side
Mõned viisid, kuidas liitium käitub teistest liikmetest erinevalt, on: []
- Liitium on kõvem kui naatrium ja kaalium, mis on nii pehmed, et neid saab lõigata prestiižse noaga.
- Liitiumi sulamis- ja keemistemperatuurid on kõrgemad.
- Liitium moodustab koos hapnikuga monoksiidi, teised leelised moodustavad peroksiidi ja superoksiidi.
- Liitium ühineb lämmastikuga nitriidide moodustamiseks, teised leelismetallid aga mitte.
- Liitiumkloriid on lahustuv ja kristalliseerub hüdraadina LiCl.2H2O. Teised leelismetallide kloriidid ei moodusta hüdraate.
Seotud leheküljed
| · v · t · e | |
| Plaanid |
|
| Elementide loetelu |
|
| Andmete leheküljed |
|
| Rühmad |
|
| Muud elementide kategooriad |
|
| Blokid |
|
| |
| Kategooria:Perioodiline tabel | |
Küsimused ja vastused
K: Mis on s-blokk?
V: S-plokk on üks neljast elementide plokist perioodilisustabelis.
K: Milline omadus on s-grupi elementidel ühine?
V: S-grupi elementidel on ühine omadus, et nende kõige väljapoole suunatud elektronkesta on s-orbitaalis.
K: Millised kaks rühma moodustavad s-bloki?
V: Esimese rühma elemente nimetatakse leelismetallideks ja teise rühma elemente nimetatakse leelismuldmetallideks.
K: Mida ütleb kaasaegne perioodilisuse seadus elementide omaduste kohta?
V: Kaasaegne perioodilisuse seadus ütleb, et "elementide omadused on perioodiline funktsioon nende aatomarvust", mis tähendab, et mõned elementide omadused korduvad, kui nende aatomarv suureneb.
K: Mitu plokki on olemas elementide rühmadesse jaotamiseks?
V: Elementide rühmadesse jaotamiseks on neli plokki, mille hulka kuuluvad s-, p-, d- ja f-.
Otsige