Litowce (1)

e

O

o!

180

160

140

120

100

80

60

40

Wykłady • Piotr Kmcrtu&p

£

o.

r

o

c

o

O

E

£

a.

Chemiczne właściwości litowców są skorelowane z wielkością atomu:

1. <:,Wzrost wielkości - spadek entalpii jonizacji

2.    Ponieważ AH małe - metale reaktywne do Me⁺ (reaktywność rośnie w dół grupy)

3.    Tendencję do tworzenia Me' w roztworach wodnych potwierdzają potencjały standardowe M'/M -duże i ujemne

4.    Wskazuje to jednocześnie na łatwość utleniania a) Zadziwiająco zbliżone wartości potencjałów

standardowych - dlaczego?

5.    Większość właściwości chemicznych pierwiastków w układzie okresowym dyskutujemy w konwencji zmian horyzontalnych

i wertykalnych - jednakże pierwszy pierwiastek danej grupy wykazuje także diagonalne relacje z pierwiastkiem leżącym niżej po prawej stronie - dlaczego ?

Wykłady • Piotr (Orsm&ztrjn

M⁺

(q)

+ e-

1.    Entalpie sublimacji i jonizacji (obie) obniżają się w dół grupy co prowadzi do większego faworyzowania reakcji utlenienia

2.    Powyższemu trendowi przeciw -działa mniejsza entalpia hydratacji kiedy wzrasta promień Jonowy - czyniąc reakcję utleniania mnie) faworyzowaną.

Zmiany entalpii standardowej [kj mol¹] dla połówkowych reakcji utleniania

wykłady - Piotr Klrezensztejn

Diagonalne podobieństwa

Podobieństwa diagonalne są konsekwencją podobieństwa promieni atomowych (U -157 pm ; Mg - 160 pm)_

1.    Wiele soli U i Mg posiada w dużym stopniu charakter kowalencyjny

r Jest to konsekwencją dużej sity polaryzacyjne) związane) z wysoką gęstością ładunku na małym kationie

2.    Li i Mg tworzą proste tlenki podczas gdy inne pierwiastki grupy t tworzą nadtlenki czy ponadtlenki

3.    U Jest Jedynym metalem grupy pierwiastków alkalicznych, który tworzy azotek Li₃N tak jak wszystkie pierwiastki ziem alkalicznych tzn. 2 grupa

4.    CO/; PO,³'; I F- litu słabo rozpuszczają się w H,0. Odpowiadające im związki z pierwiastkami grupy 2 są nierozpuszczalne

5.    U tworzy podobne organo-metaliczne związki Jak Mg

6.    CO/; U i Mg rozkładają się dając tlenek metalu i COj podczas gdy węglany innych metali alkalicznych rozkładają się dość opornie

Wykłady • Ptótr fcrsientttejn

Granica jonizacji

t- polaryzacja atomu jest Jego zdolnością do zniekształcanie s»ę przez pole elektryczne (np. sąsiadującego jonu)    ^

• Atom czy jon Jest łatwo polaryzowany jeżeli jego elektronowa dystrybucja może być łatwo zniekształcona, jak to jest w przypadku kiedy niewypełnione atomowe orbitale (LUMO), lezą blisko do HOMO. Oznacza to, że połaryzowalność będzie prawdopodobnie wysoka, jeśli separacja granicznych orbitali jest niewielka et vice versa polaryzowalność będzie niska Jeśli powy2sza separacja granicznych orbitali będzie duża.

•Bliskość orbitali HOMO i LUMO zazwyczaj obserwujemy dla dużych i ciężkich atomów lub Jonów, tak Jak dla atomów lub jonów cięższych metali alkalicznych i cięższych halogenów tak więc są one łatwo polaryzowalne.

•Małe i lekkie atomy Jak i jony (blisko fluoru) zazwyczaj posiadają szeroko rozdzielone poziomy energetyczne -są więc najmniej polaryzowalne.

UJ		I
LUMO		] s
a	HOMO	•i >5 r	W

(a)

(b)

Trudna

polaryzacja

Łatwa

Polaryzacja

Rozpuszczalność i hydratacja

1.    Wszystkie powszechne sole metali grupy 1 są rozpuszczalne w Hp. a. Rozpuszczalności zmieniają się w szerokim zakresie

i.    Najbardziej rozpuszczalne są te gdzie istnieje największa różnica pomiędzy promieniem kationu i amonu, stąd rozpuszczalność halogenków Li wzrasta od fluorku do bromku

ii.    Zrozumiałe, Ze dla Cs ten trend będzie odwrotny

2.    Nie wszystkie sole metali alkalicznych występują w postaci hydratów

a. Entalpia sieciowa hydratowanych soli jest niższa aniżeli ich bezwodnych odpowiedników ponieważ promień kationu Jest skutecznie zwiększony przez sferę hydratacyjną i jest dalej od swoich otaczających Jonów

i. Hydratowane sole będą faworyzowane jeśli ich entalpia sieciowa {ad pederr Htterae - Ich spadek entalpii w odniesieniu do bezwodnych soli) będzie rekompensowany przez większą entalpię hydratacji li. Entalpia hydratacji zależy od interakcji Jon-dipol pomiędzy kationem i cząsteczką wody

iii.    Interakcja ta Jest większa kiedy kation posiada wysoką gęstość ładunku

iv.    Kationy metali grupy 1 mają niską gęstość ładunku w stosunku do ich dużego promienia i niskiego ładunku

v.    W konsekwengi większość ich soli jest bezwodna vl. Kilka odstępstw dla małego U l Na (LłOH • łB-lzO)

Wykłady - Piotr Kirszensztejn

2