Аномальное поведение лития и бериллия

Элементы расположены в периодической таблице по строкам и столбцам в соответствии с их химическими и физическими свойствами. Элементы в первом столбце известны как элементы группы 1, в состав которых входят следующие элементы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций. Все эти элементы имеют схожие свойства, кроме лития, поэтому все элементы этой группы, включая литий (хотя он имеет разные свойства), известны как щелочные металлы. . Элементы во второй колонке известны как элементы группы 2, в состав которых входят следующие элементы: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Все эти элементы имеют схожие свойства, кроме бериллия, поэтому все элементы этой группы, кроме бериллия, известны как щелочноземельные металлы.

Аномальные свойства лития

Химические свойства лития

1. Щелочные металлы бурно реагируют с кислородом и образуют оксиды, пероксиды и супероксиды в зависимости от металла и его размера. Литий является единственным элементом среди щелочных металлов, который образует оксид, в то время как остальные элементы образуют пероксиды и супероксиды.

4Li + O ₂ → 2Li ₂ O Литий образует оксид

2. Щелочные металлы реагируют с водой с образованием гидроксидов и выделением газообразного Н2, но реакция лития с водой менее бурная, чем у других щелочных металлов, однако значение стандартного потенциала для лития наиболее отрицательное.

2X + 2H ₂ O → 2M ⁺ + 2OH ^– + H ₂ , где X – щелочной металл.

3. При высоких температурах около 673 К щелочные металлы могут реагировать с водородом с образованием соответствующих гидридов, но литий реагирует с водородом при очень высокой температуре около 1073 К.

2X + H ₂ → 2X ⁺ H ^– где X – щелочной металл.

4. Щелочные металлы реагируют с группой галогенов, состоящей из фтора, хлора, брома и йода, с образованием соответствующих галогенидов, которые являются ионными по своей природе, а литий образует галогениды, ковалентные по своей природе.

2M + X ₂ → 2MX, где X представляет собой галоген, а M представляет собой щелочной металл.

5. Природа щелочных металлов восстанавливает природу, в то время как литий известен как самый сильный восстановитель.

Использование лития:

1. Литий используется для изготовления различных типов сплавов, один из которых известен как белый металл.

2. Литий также используется для хранения энергии в электрохимических элементах.

3. Литий с алюминием очень прочен и используется в производстве деталей различных самолетов и истребителей.

4. Некоторые изотопы лития используются в ядерных реакциях.

5. Прочные и легкие броневые листы изготавливаются путем смешивания лития и магния.

Причины аномальных свойств лития

Есть в основном две причины аномальных свойств лития:

1. Размер: Атомный размер лития действительно очень мал.

2. Поляризационная способность. Поляризационная способность может быть определена как отношение заряда элемента к радиусу этого элемента. Литий обладает высокой поляризующей способностью, поскольку его размер очень мал, поэтому заряд, деленный на радиус, дает большое число.

Некоторые основные различия между литием и другими щелочными металлами

1. Хлорид лития имеет способность образовывать гидраты, в то время как остальные щелочные металлы не могут образовывать гидраты.

2. Щелочные металлы образуют гидрокарбонаты, которые образуются в твердой фазе, в то время как гидрокарбонат лития не может образовываться в твердом состоянии.

3. Все щелочные металлы имеют тенденцию к образованию этинида при взаимодействии с этином, за исключением лития.

4. Нитраты щелочных металлов при нагревании образуют нитриты, а нитрат лития дает оксид лития.

5. Фториды щелочных металлов хорошо растворимы в воде, но фторид лития менее растворим в воде.

Аномальные свойства бериллия

Химические свойства бериллия

1. Щелочноземельные металлы реагируют с водой с образованием гидроксидов. Среди элементов 2 группы бериллий является элементом, который не реагирует с водой из-за защитного слоя, который образовался на поверхности этого щелочного металла.

2. Щелочноземельные металлы также реагируют с воздухом, образуя различные оксиды металлов. Среди элементов 2 группы Be является элементом, который не реагирует с воздухом также из-за защитного слоя, который образовался на поверхности этих металлов.

3. При нагревании щелочноземельные металлы могут реагировать с водородом с образованием соответствующих гидридов. Гидриды щелочноземельных металлов представляют собой гидриды металлов, за исключением Be, который образует ковалентные гидриды.

X + H ₂ → 2XH ₂ , где X — щелочноземельный металл.

4. Щелочноземельные металлы реагируют с группой галогенов, состоящей из фтора, хлора, брома и йода, с образованием соответствующих галогенидов, которые являются ионными по своей природе, а бериллий образует галогениды, которые являются ковалентными по своей природе.

M + X ₂ → MX ₂ , где X представляет собой галоген, а M представляет собой щелочноземельный металл.

5. Щелочноземельные металлы имеют тенденцию реагировать с кислотами с выделением газообразного водорода, но бериллий не реагирует с выделением газообразного водорода.

Использование бериллия

1. Бериллий используется для изготовления различных сплавов.

2. Бериллий в смеси с медью используется в производстве мощных пружин, которые используются в автомобильных амортизаторах.

3. Используется для изготовления зеркал космических аппаратов.

4. Некоторые изотопы бериллия используются в ядерных реакциях.

5. Бериллий используется при изготовлении различных деталей компьютеров, ракет и самолетов.

Причины аномальных свойств бериллия

Есть в основном две причины аномальных свойств бериллия:

1. Размер: Атомный размер бериллия действительно очень мал по сравнению с другими элементами той же группы, поэтому он не следует тем же тенденциям, что и другие щелочноземельные металлы.

2. Атомный номер: Поскольку атомный номер бериллия равен 4, его координационное число не может быть больше 4, в то время как другие члены той же группы также могут иметь координационное число 6.

Некоторые основные различия между бериллием и другими щелочноземельными металлами

1. Оксиды и гидроксиды бериллия имеют амфотерную природу, тогда как оксиды и гидроксиды других щелочноземельных металлов имеют ионную природу.

2. Бериллий плохо реагирует с кислотами из-за защитного слоя, который образовался на поверхности бериллия.

3. Сульфат бериллия легко растворяется в воде, но другие сульфаты щелочноземельных металлов не растворяются в воде.

4. Карбонаты щелочноземельных металлов стабильны, а карбонат бериллия нестабилен, поэтому в целях безопасности его хранят в среде с углекислым газом.

5. Нитрат бериллия является безводным по своей природе, в то время как другие нитраты щелочноземельных металлов не являются безводными.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Реагирует ли бериллий с кислотами? Объяснять.

Отвечать:

Beryllium does not react with acids easily as it is being protected by a layer of the oxide film which forms at the surface. But Beryllium reacts with acids more easily when beryllium is in powdered form.

Вопрос 2: Почему растворимость гидроксидов щелочноземельных металлов в воде увеличивается вниз по группе?

Отвечать:

The hydroxides of alkaline earth metals have more anion than cations so the cationic radius affects the lattice energy and as a result lattice energy become less than hydration energy as size increases so the solubility of these metal hydroxides increases in a group from top to bottom.

Вопрос 3: Растворимость карбонатов и сульфатов щелочноземельных металлов в воде уменьшается вниз по группе, объясните, почему?

Отвечать:

In alkaline earth metal carbonates and sulphates the size of anions is bigger when compared to cations so the cationic radius will not affect the lattice energy and hence lattice energy will remain constant but hydration energy decreases down the group so as a result, the solubility of these metal carbonates and sulphates decreases down the group.

Вопрос 4: Какова диагональная связь между бериллием и алюминием?

Отвечать:

The diagonal relationship is a term that describes the unusual behaviour of Beryllium and Aluminium. These two elements show many similarities to one another rather than their own group elements. The two common reasons for this diagonal relationship are:

• Size: The ionic size of Beryllium and Aluminium is nearly equal to 31 pm.
• Polarising power: Polarising power of Beryllium and Aluminium is also nearly the same.

Вопрос 5: Назовите некоторые сходства между бериллием и алюминием.

Отвечать:

Some of the similarities are:

1. Both the elements follow the trend of making complexes.
2. Chlorine ion bridged chloride structure is present in both chlorides of Beryllium and Aluminium.
3. Beryllium and Aluminium do not react easily with acids.
4. In the presence of excess alkali, hydroxides of both Beryllium and Aluminium gives beryllate and aluminate ions.