主族元素
IA族:
鹼金屬元素
(第
I
主族元素
)
氫是最簡單的原子, 週期系的第一個元素, 也是太陽系中含量最高的元素,
太陽能量的來源自氫聚合成氦的核反應。氫氣在地球上很少,
但化合狀態的氫卻廣泛分布,
水是氫和氧的化合物。從分類而言:
氫既未形成惰性氣體的原子核結構, 亦不如鹼金屬,
故此很多文籍將氫分開討論。然而, 氫化合物一般呈+1價,
這點與鹼金屬很相同, 故將之併合論之。
鹼金屬已知共有六個元素,
鈁(Fr)的同位素壽命很很短(Fr-223半衰期僅22分鐘), 迄今為止,
人類對它的性質所知甚少。這族元素的金屬和水產生猛烈反應而生成強鹼性化合物,
故名鹼金屬。其中以鈉和鉀在地殼中含量很廣(Na: 2.83%, K
2.59%), 除外,
其他同族元素含量很少, 鋰、銣及銫為稀有元素,
鈁為放射性元素。
鹼金屬的原子半徑是同一週期的元素中最大者,
它們外層電子構型為 ns1,
這個成鍵的s電子在金屬晶格的吸引力很弱,
以致鹼金屬的硬度及熔點皆很低,
而且原子核對該電子的引力亦少, 其化學活潑性極高,
它們在室溫的空氣中立即被氧化, 在水中猛烈反應(鋰)至爆炸的程度(銫),
隨著原子序數的增加, 其化學活潑性亦隨之增加。
鹼金屬的中鋰呈銀灰色;
鉀和銣呈微灰藍的銀白色; 鈉呈銀白色略有灰白;
銫呈微金黃色。
由於技術的進步, 人類在極低溫的環境中製造了金屬氫, 及後又發現了鋰鍵, 這顯然說明氫和鋰及其他鹼金屬是較相近的。
IA族元素的保存: 氫和氧混合氣體加以電激、明火或火花便猛烈爆炸, 收集時注意安全, 氫較空氣輕, 排氣收集時管口應向下, 非常密閉的容器并不能保證可以長期保存氫, 除非將之熔封在玻璃容器或以水封於玻璃容器中。全部鹼金屬必須浸於煤油或液狀石蜡中, 嚴禁暴露於空氣或接近有盛水的場所。所有上述元素為易燃物品, 銫在空氣中極易自燃, 鹼金屬燃燒時產生極濃的鹼霧獸重危害健康, 如觸及正在燃燒的金屬, 被灼的後果更為堪虞。
鋰在空氣中受熱燃燒;
鈉、鉀、及銫金屬與水接觸時發生猛烈反應
|
元素: |
氫 H | 鋰 Li | 鈉 Na | 鉀 K | 銣 Rb | 銫 Cs |
| 拉丁文學名: | Hydrongenium | Lithium | Natrium | Kallium | Rubidium | Cesium |
| 命名辭源(含意): | hydro
genes (水的生成者) |
lithos(石頭) | natrium (蘇打=soda) | kallium(草木灰=potash) | rubidius(紅色) | caesius(天藍色) |
| 發現者(國家), 年代: | H.Cavendish (英),1766 |
Arfvedson (瑞典),1821 |
H.Davy(英), 1807 | 同Na元素, 1807 | Bunsen & Kirchoff(德),1861 | 同Rb元素, 1860 |
| 原子序數: | 1 | 3 | 11 | 19 | 37 | 55 |
| 原子量: | 1.00794 | 6.941 | 22.98977 | 39.0983 | 85.4678 | 132.9054 |
| 熔點(凱氏 K, 0K= -273 oC): | 14.01 | 453.69 | 370.96 | 336.80 | 312.2 | 301.55 |
| 沸點(凱氏 K, 0K= -273 oC): | 20.28 | 1620 | 1156.1 | 1047 | 961 | 951.6 |
| 密度(克/厘米3): | 0.08988 (273K) | 0.534(293K) | 0.971(293K) | 0. 862(293K) | 1.532(293K) | 1.873(293K) |
| 主要光譜線波長(nm): | 656.28 | 670.784 | 589.00 | 766.49 | 780.02 | 852.11 |
| 己知同位素數目(個): | 3 | 5 | 7 | 10 | 20 | 22 |
| 同位素質量範圍: | 1- 3 | 5 - 9 | 20 - 26 | 37 - 45 | 79 - 95 | 123 - 144 |
| 地表中豐度(ppm): |
大氣0.53; 地表1520 |
18 | 22700 | 18400 | 78 | 2.6 |
| 海水中豐度(ppm): | 主要成分 | 0.2 | 10600 | 380 | 0.12 | 0.0005 |
| 生物學上的角色: | 生命基本元素 | 無 | 主要元素 | 主要元素 | 無 | 無 |
|
館 藏 概 要 |
||||||
| 樣本狀態:(一般採用玻璃熔封) | 常態氫:
純度>99.99%, 熔封於玻璃瓶, 容積2cc 氘: 熔封於放電管 |
粒狀,直徑~2.5mm, 純度99%,保護劑: 液體石蠟 | 純度99%,重熔錠塊,保護劑: 液體石蠟 | 純度>98%,雜質(Ca+Na)0.4%, 重熔錠塊,保護劑: 液體石蠟 | 純度: >99.9%, 重熔錠塊,保護劑: 液體石蠟 | 純度~99.5%,重熔錠塊,保護劑: 液體石蠟 |
| 首次收集的日期: | 30/03/1986 | 13/09/1986 | 29/06/1986 | 29/06/1986 | 06/12/1990 | 26/10/1990 |
| 館藏編號: | NGE-10 | NGE-32 | NGE-24 | NGE-25 | NGE-64 | NGE-61 |
化合物
氫(H)的化合物大體可分為三大類型:
1)分子型:
一般是非金屬元素與氫的化合物,
由於分子間有較強的氫鍵連接, 一般具較高的穩定性, 如水(H2O)、
氨(NH3)、氯化氫(HF)以及碳氫化合物(如丁烷,
C4H10)等,
此類化合物中氫為+1價(H
I )。
2)氫化物: 它是由負價氫離子(H
-I 或
H-)與金屬陽離子構成的化合物,
這類化合物在水中很不安定, 遇酸立即分解形成氫氣: H- +
H+ →
H2, 如二元氫化物的氫化鈉(NaH)以及氫合絡合物的硼氫化鈉(NaBH4)。
2)金屬間充型氫化物:
過渡元素於高溫時和氫反應氐成的不透明,
且具金屬性質的化合物, 氫在化合物中的含量沒有一定比例,
如鋯的間充氫化氫的成分為 ZrH1.4~1.965
。
鹼金屬僅生成+1價化合物, 它們一般皆呈白色, 且可溶於水, 溶液是無色的。
H
-I
(H-) :
硼氫化鈉 ( NaBH4
)
HI
(H+) : 水
( H2O
)
2H/DI
D+ :
重水(氧化氘) (
D2O )
LiI
(Li+) :
氯化鋰 (
LiCl )
NaI
(Na+) : 氯化鈉
( NaCl )
KI
(K+) :
氯化鉀 (
KCl )
RbI
(Rb+) : 氯化銣
( RbCl )
CsI
(Cs+) :
氯化銫 (
CsCl )
|
 電郵聯絡本室 |
本網頁中所有圖片及文本受延陵科學綜合室版權保障
All images and text on this page are
copyright protected © Acta Scientrium Ngensis
返回元素週期表