Αντίδραση αλκαλικών μετάλλων με αμμωνία

Η υγρή αμμωνία είναι ένα άχρωμο αέριο με μια ευδιάκριτη δυσάρεστη οσμή. Είναι ελαφρύτερο από τον αέρα γιατί η πυκνότητά του είναι 0,589 φορές μεγαλύτερη από αυτή του αέρα. Λόγω των ισχυρών δεσμών υδρογόνου που υπάρχουν μεταξύ των μορίων, υγροποιείται γρήγορα. το υγρό βράζει στους 33,1°C (27,58 F).

Υγρή αμμωνία

Η υγρή αμμωνία παράγεται φυσικά και από την ανθρώπινη δραστηριότητα. Είναι σημαντικός προμηθευτής αζώτου, το οποίο απαιτούν τα φυτά και τα ζώα. Η αμμωνία μπορεί να παραχθεί από βακτήρια στα έντερα. Η υγρή αμμωνία είναι ένα άχρωμο αέριο με έντονη μυρωδιά. Επειδή η αμμωνία χρησιμοποιείται σε μυρίζοντας άλατα, πολυάριθμα οικιακά και εμπορικά καθαριστικά και προϊόντα καθαρισμού παραθύρων, πολλοί άνθρωποι είναι εξοικειωμένοι με αυτή τη δυσοσμία. Η αμμωνία θα μπορούσε να αραιωθεί με νερό. Η υγρή αμμωνία, συχνά γνωστή ως υδατική αμμωνία, είναι ένα είδος αμμωνίας. Όταν η υγρή αμμωνία εκτίθεται στον αέρα, μετατρέπεται γρήγορα σε αέριο. Η αμμωνία χρησιμοποιείται για την παραγωγή λιπασμάτων για καλλιέργειες, χλοοτάπητες και φυτά και τοποθετείται απευθείας στο έδαφος σε αγροκτήματα.

Χημικά χαρακτηριστικά

Καθώς τα αλκαλικά μέταλλα έχουν την υψηλότερη ηλεκτροθετικότητα, αντιδρούν με ένα ευρύ φάσμα μη μετάλλων.

Αντιδράσεις που περιλαμβάνουν οξυγόνο

Τα αλκαλιμέταλλα τείνουν να παράγουν ιοντικά στερεά με αριθμό οξείδωσης +1. Ως αποτέλεσμα, οι ουδέτερες ουσίες που περιέχουν οξυγόνο μπορούν εύκολα να κατηγοριοποιηθούν με βάση τα είδη οξυγόνου που εμπλέκονται. Το οξείδιο, Ο, υπεροξείδιο, O₂ ,, υπεροξείδιο, Ο, και οζονίδιο, O₃ – είναι είδη ιοντικού οξυγόνου. Μπορούν να παραχθούν ενώσεις που περιέχουν αλκαλιμέταλλο, Μ και οξυγόνο. Μονοξείδιο, M₂ Ο, υπεροξείδιο, M₂ O₂ , υπεροξείδιο, MO₂ και όζον, MO₃ είναι έτσι μονοξείδιο, M₂ Ο, υπεροξείδιο, M₂ O₂ , υπεροξείδιο, MO₂ και όζον, ΜΟ3. M₄ O₆ , ένα σεσκιοξείδιο που περιέχει δύο ανιόντα υπεροξειδίου και ένα ανιόν υπεροξειδίου ανά μονάδα τύπου, σχηματίζεται επίσης από ρουβίδιο, καίσιο και ίσως κάλιο. Μόνο μονοξείδιο και υπεροξείδιο παράγονται από το λίθιο.

Αντίδραση που περιλαμβάνει νερό

Σύμφωνα με το M + H₂ O → MOH + 1/2 H₂ , όλα τα αλκαλικά μέταλλα αντιδρούν επιθετικά με το νερό. Ο ρυθμός αντίδρασης καθορίζεται από την ποσότητα της μεταλλικής επιφάνειας που εκτίθεται στο υγρό. Η αντίδραση μπορεί να είναι εκρηκτική με μικρές μεταλλικές σταγόνες ή λεπτά στρώματα αλκαλιμετάλλου. Ο ρυθμός αντίδρασης του νερού με τα μέταλλα αλκαλίων αυξάνεται καθώς αυξάνεται το ατομικό βάρος του μετάλλου. Επειδή τα υδροξείδια των βαρύτερων αλκαλιμετάλλων είναι πολύ διαλυτά, μπορούν εύκολα να αφαιρεθούν από την επιφάνεια αντίδρασης, επιτρέποντας στην αντίδραση να συνεχιστεί με ταχύτητα. Η αντίδραση παράγει ένα mol υδροξειδίου αλκαλιμετάλλου και μισό mol υδρογόνου από ισομοριακά μείγματα αλκαλιμετάλλου και νερού.

Αντίδραση που περιλαμβάνει αλκαλικά μέταλλα:

Μόνο το λίθιο αλληλεπιδρά με το άζωτο για να δημιουργήσει ένα νιτρίδιο μεταξύ των αλκαλικών μετάλλων (Li₃ Ν). Το λίθιο δημιουργεί επίσης ένα σχετικά σταθερό υδρίδιο, σε αντίθεση με τα πιο δραστικά υδρίδια που σχηματίζονται από τα άλλα μέταλλα αλκαλίων. Το λίθιο σχηματίζει ένα καρβίδιο (Li₂ C₂ ) που είναι συγκρίσιμο με το καρβίδιο του ασβεστίου. Τα άλλα μέταλλα αλκαλίων δεν δημιουργούν σταθερά καρβίδια, αν και σχηματίζουν ενώσεις παρεμβολής όταν αντιδρούν με τη μορφή γραφίτη του άνθρακα.

Αντίδραση που περιλαμβάνει υδρογόνο

Σε περίπου 673 K (λίθιο στους 1073 K), όλα τα αλκαλιμέταλλα αντιδρούν με το υδρογόνο για να δημιουργήσουν ιοντικά υδρίδια. Από το Li έως το Cs, η αντιδραστικότητα των μετάλλων αλκαλίων με το υδρογόνο μειώνεται.

2M + H₂ → 2 M + H-

(M =λίθιο, ναφθαλίνη, κάλιο, έρβιο και καίσιο)

Η ιοντική φύση των υδριδίων αλλάζει από Li σε Cs και η σταθερότητά τους μειώνεται. Τα υδρίδια είναι ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες και η αναγωγική τους τάση αυξάνεται καθώς προχωρά η ομάδα.

Αντίδραση που περιλαμβάνει αλογόνα

Τα ιοντικά αλογονίδια MX σχηματίζονται όταν τα αλκαλικά μέταλλα αντιδρούν εύκολα με τα αλογόνα. Η αντιδραστικότητα των αλκαλιμετάλλων με τα αλογόνα αυξάνεται μαζί με την ομάδα καθώς μειώνεται η ενθαλπία ιονισμού.

2M + X₂ →  MX

(Το M σημαίνει Li, Na, K, Rb και Cs.) (F, Cl, Br, I) (X=F, Cl, Br, I) (X=F, Cl, Br,)

Οι ιοντικοί κρύσταλλοι βρίσκονται σε όλα τα αλογονίδια μετάλλων. Από την άλλη πλευρά, το ιωδιούχο λίθιο έχει ομοιοπολική φύση αφού είναι το μικρότερο κατιόν με υψηλή πολωτική ισχύ στο ανιόν ιωδίου. Επιπλέον, επειδή το ιόν ιωδιδίου είναι το μεγαλύτερο, το ιόν Li+ μπορεί να το πολώσει σε μεγαλύτερο βαθμό.

Η σύνθεση των κραμάτων

Η ομοιότητα των συστατικών που συμμετέχουν στο κράμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση των χαρακτηριστικών της συμπεριφοράς του κράματος στα αλκαλικά μέταλλα. Τα στερεά διαλύματα αποτελούνται από στοιχεία με ίδιους ατομικούς όγκους. Σε συστήματα ευτηκτικού τύπου, υπάρχει κάποια ανομοιότητα στους ατομικούς όγκους.

Η σύνθεση των συμπλεγμάτων

Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1960, υπήρχαν λίγα σύμπλοκα κατιόντος αλκαλιμετάλλου-οργανικού μορίου. Εξειδικευμένες βιολογικές ενώσεις όπως η βαλινομυκίνη ήταν γνωστό ότι συμπλέκουν το κατιόν καλίου Κ+ επιλεκτικά για μεταφορά μέσω των κυτταρικών μεμβρανών, αλλά τα συνθετικά ιονοφόρα ήταν άγνωστα. Εκτός από το λίθιο, όλα τα κατιόντα αλκαλίων έχουν φορτίο +1 και είναι χημικά πανομοιότυπα και αδρανή. Το μέγεθος ενός κατιόντος αλκαλίου είναι η μόνη σημαντική διάκριση.

Συμπέρασμα

Η υγρή αμμωνία είναι βασικό συστατικό στην παραγωγή λιπασμάτων και είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες συνθετικές ενώσεις παγκοσμίως. Όταν η υγρή αμμωνία εκτίθεται στον αέρα, μετατρέπεται γρήγορα σε αέριο. Όταν τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών διαλύονται σε υγρή αμμωνία, παράγονται δύο διαλυτωμένα ηλεκτρόνια ανά άτομο μετάλλου. Τα αλκαλικά μέταλλα διαλύονται σε υγρή αμμωνία για να παράγουν ζωηρά μπλε διαλύματα που είναι ηλεκτρικά αγώγιμα.