Елементляр кимйасы

I Fəsil. s-elementləri

1. I QRUPUN ƏSAS YARIMQRUP ELEMENTLƏRİ
(I A qrupu)


1.1. I qrupun əsas yarımqrup elementlərinin ümumi
xarakteristikası

Dövri sistemin I qrupunun əsas yarımqrup elementlərinə litium – Li, kalium – K, rubidium – Rb, sezium – Cs və fransium – Fr aiddir.

Bu elementlərin hidroksidləri qələvi olduğundan, bu elementlərə qələvi metallar deyilir. Qələvi metalların atomlarının xarici energetik səviyyəsində bir elektron yerləşir (ns¹). Həmin xarici elektron s-orbitalında yerləşdiyi üçün qələvi metallar s-elementləri adlanır. Kimyəvi reaksiyalarda qələvi metallar öz yeganə valent elektronunu verərək (+1) oksidləşmə dərəcəsi göstərirlər: Me – .
Qələvi metalların sıra nömrəsi və nisbi atom kütləsi artdıqca, onların atom radiusu böyüyür və nəticədə qrup üzrə yuxarıdan aşağıya doğru LiNaKRbCsFr sırasında xarici elektronların nüvəyə cəzb olunması zəifləyir, elektronların verilməsi asanlaşır, nəticədə ionlaşma enerjisi azalır və metalların aktivliyi artır. Bu sırada ən aktiv metal fransiumdur – Fr.
Qələvi metalların bəzi xassələri aşağıdakı cədvəldə verilmişdir (cədvəl 1).

Qələvi metalların bəzi xassələri

Cədvəl 1

Xassələri	Li	Na	K	Rb	Cs	Fr
Valent elektronları	2s^1	3s^1	4s^1	5s^1	6s^1	7s^1
Atom kütləsi	6,94	22,989	39,098	85,48	132,905	(223)
Atom radiusu, nm	0,155	0,189	0,236	0,248	0,268	0,280
İon radiusu	0,068	0,098	0,133	0,149	0,165	0,75
İonlaşma enerjisi, eV	5,39	5,14	4,34	4,18	3,89	-
Sıxlığı, q/sm^3	0,53	0,97	0,86	1,53	1,90	2,1-2,4
Ərimə tempera- turu, ^0C	180,5	97,9	63,5	39,3	28,5	20
Qaynama tempera­turu, ^0C	1340	886	771	690	672	650

Bu elementlərin yer qabığında kütlə payları: Li – 3,210^3 %; Rb – 1,510^3 % ; Cs - 3,710^4 % -dür. Fransium az miqdarda aktini­um və uran filizlərində olur.
Kəşfi. Litium 1817-ci ildə isveçrə alimi J.A.Arfvedson lepidolit Li₂Al₂(SiO₃)₃(FOH)₂ mineralını analiz etdikdə kəşf etmişdir. Litium yunanca «lites» sözündən götürülüb, mənası «daş» deməkdir. Onu sərbəst halda 1855-ci ildə bir-birindən asılı olmayaraq, alman kimyaçısı R.Bunzen və ingilis kimyaçısı O.Matiissen almışlar.
Natrium və kaliumu 1807-ci ildə ingilis kimyaçısı Devi onların ərinmiş hidroksidlərinin elektrolizindən almışdır. Elementə verilən natrium adı müxtəlif dillərdə işlədilən «Nİtron» (yunan) və «natron» (ərəb) sözlərindən əmələ gəlmişdir. Kalium ərəbcə «kili» sözündən götürülüb, «bitki külü» deməkdir. Rus dilində «kaliy» adlandırılması 1831-ci ildə Hess tərəfindən təklif edilmişdir.
Rubidium 1861-ci ildə, sezium isə 1860-cı ildə spektral analiz vasitəsilə R.Bunzen və Q.Kirxhof tərəfindən kəşf edilmişdir. Metallik rubidium RbCl-in ərintisinin elektrolizindən və ya RbCl, RbOH və ya Rb₂CO₃-in metallarla (Ca, Mg) reduksiyasından alınır:

2RbCl 2Rb + Cl₂

ərinti
2RbCl + Ca 2Rb + CaCl₂

2RbOH + 2Mg  2Rb + 2MgO + H₂

Rb₂CO₃ + 3Mg  2Rb + 3MgO + C

Sezium ilk elementdir ki, spektral analiz üsulu ilə kəşf edilmişdir. O ilk dəfə 1860-cı ildə Kirxhof və Bünzen tərəfindən Almaniyada mineralların analizi zamanı müəyyən edilmiş, adı isə onu xarakterizə edən spektr xətlərinin rənginə görə verilmişdir, bu xətlərin rəngi seziumda göydür.
Sezium ilk dəfə 1882-ci ildə Setterberq tərəfindən CsCN və Ba(CN)₂ ərintisinin elektrolizindən alınmışdır. Eyni zamanda sezium aşağıdakı kimi alınır:
2CsCl + Ca  2Cs + CaCl₂

Adları onları xarakterizə edən spektr xətlərinin rənginin latınca adlarına görə verilmişdir. Bu xətlərin rəngi seziumda göy, rubidiumda isə qırmızıdır.

Fransium radioaktiv elementdir. O, 1939-cu ildə Fransa kimyaçısı Marqarita Pere tərəfindən aktiniumun alınması zamanı kəşf edilmiş və ona «aktinium-K» adı verilmişdir. Sonra 1946-cı ildə Pere bu elementi öz vətəninin şərəfinə «fransium» adlandırmışdır.