Коротко: у всех трёх элементов одна и та же внешняя электронная конфигурация ns1 Li:2s1,Na:3s1,K:4s1Li: 2s1, Na: 3s1, K: 4s1Li:2s1,Na:3s1,K:4s1, поэтому химическое поведение определяется в первую очередь тем, как легко этот единственный валентный электрон отдается. Главное дополнительное влияние оказывает размер атома радиусрадиусрадиус — он контролирует энергию ионизации, поляризацию и энергию решётки/гидратации, что даёт объясняемые наблюдаемые различия.
1) Электронная конфигурация ns1ns1ns1
Общий эффект: у всех один валентный электрон → склонность образовывать катион M+ M=Li,Na,KM = Li, Na, KM=Li,Na,K путём однократной отдачи электрона. Это делает их типичными восстановителями и образующими однозарядные ионы в соединениях с водой и галогенами.Следствие: реакция протекает как окисление металла M→M++e−M → M+ + e−M→M++e− и восстановление другого реагента H2O→H2;X2→2X−H2O → H2; X2 → 2X−H2O→H2;X2→2X−.
2) Радиус атома и энергия ионизации
При движении вниз по группе радиус растёт, энергия ионизации заметно падает. То есть K отдает валентный электрон легче, чем Na, а Na легче, чем Li.Это объясняет общую тенденцию по активности: реакционная способность с водой и с галогенами увеличивается вниз по группе: K > Na > Li реакциистановятсяболеебыстрымииболееэнергичнымиреакции становятся более быстрыми и более энергичнымиреакциистановятсяболеебыстрымииболееэнергичными.
3) Реакции с водой обобщённообобщённообобщённо
Уравнение: 2M + 2H2O → 2MOH + H2 M=Li,Na,KM = Li, Na, KM=Li,Na,K.Наблюдения: Li реагирует с водой сравнительно медленно обычнодаётслабоевыделениегаза,кусочекможетплаватьобычно даёт слабое выделение газа, кусочек может плаватьобычнодаётслабоевыделениегаза,кусочекможетплавать, Na даёт бурное шипение и часто «катится» по поверхности, K реагирует ещё энергичнее — выделяемый H2 может воспламеняться.Причины: у K ниже энергия ионизации, легче образуется K+ и OH−, реакция более экзотермична; у Li более высокий IE и меньший размер иона — это тормозит скорость отдачи электрона и даёт специфические эффекты см.нижесм. нижесм.ниже.
4) Реакции с галогенами
Уравнение: 2M + X2 → 2MX X=F,Cl,Br,IX = F, Cl, Br, IX=F,Cl,Br,I.Тенденция: по активности при взаимодействии с галогенами также K > Na > Li. Чем легче отдавать электрон, тем более энергично протекает реакция с окислителем X2.Дополнительно: степень проявления энергии реакции зависит также от сродства галогена к электрону и от кристаллической энергии образующегося галогенида меньшийкатиондаётбольшуюэнергиюрешёткименьший катион даёт большую энергию решёткименьшийкатиондаётбольшуюэнергиюрешётки.
5) Особенности лития малыйрадиусмалый радиусмалыйрадиус
Малый ион Li+ имеет высокую плотность заряда, сильно поляризует анионы → соединения Li имеют заметно большую ковалентную компоненту FajansFajansFajans. Поэтому: Литиевые соединения в ряде случаев менее «чисто ионные» например,LiClпоказываетболеевыраженнуюковалентность,чемNaClнапример, LiCl показывает более выраженную ковалентность, чем NaClнапример,LiClпоказываетболеевыраженнуюковалентность,чемNaCl.Высокая энергия решётки и высокая энергия гидратации Li+ влияют на растворимость и термическую стабильность некоторых его соединений.Практический след: Li иногда ведёт себя иначе — например, образует нитрид Li3N при действии N2, а также имеет иные свойства солей угольной кислоты/оксидов по сравнению с Na и K.В результате Li в реакциях с водой и галогенами менее «буйный», чем Na и K, несмотря на идентичную ns1-конфигурацию.
6) Краткое суммирование причинности
Электронная конфигурация задаёт базовую возможность: отдать 1 электрон → M+.Радиус и связанная с ним энергия ионизации определяют, насколько легко это происходит: меньше IE → сильнее и быстрее реакция.Дополнительные эффекты маленького радиуса поляризация,высокаяэнергиярешётки/гидратацииполяризация, высокая энергия решётки/гидратацииполяризация,высокаяэнергиярешётки/гидратации дают особеннки для Li, делая его поведение отличным от Na и K в некоторых реакциях и свойствах продуктов.
Вывод: все трое — типичные одновалентные восстановители ns1ns1ns1, но из‑за увеличения радиуса и снижения энергии ионизации реакционная способность возрастает по порядку Li < Na < K; при этом Li демонстрирует специфические отличия из‑за сильной поляризации и высокой плотности заряда своего иона.
Коротко: у всех трёх элементов одна и та же внешняя электронная конфигурация ns1 Li:2s1,Na:3s1,K:4s1Li: 2s1, Na: 3s1, K: 4s1Li:2s1,Na:3s1,K:4s1, поэтому химическое поведение определяется в первую очередь тем, как легко этот единственный валентный электрон отдается. Главное дополнительное влияние оказывает размер атома радиусрадиусрадиус — он контролирует энергию ионизации, поляризацию и энергию решётки/гидратации, что даёт объясняемые наблюдаемые различия.
1) Электронная конфигурация ns1ns1ns1
Общий эффект: у всех один валентный электрон → склонность образовывать катион M+ M=Li,Na,KM = Li, Na, KM=Li,Na,K путём однократной отдачи электрона. Это делает их типичными восстановителями и образующими однозарядные ионы в соединениях с водой и галогенами.Следствие: реакция протекает как окисление металла M→M++e−M → M+ + e−M→M++e− и восстановление другого реагента H2O→H2;X2→2X−H2O → H2; X2 → 2X−H2O→H2;X2→2X−.2) Радиус атома и энергия ионизации
При движении вниз по группе радиус растёт, энергия ионизации заметно падает. То есть K отдает валентный электрон легче, чем Na, а Na легче, чем Li.Это объясняет общую тенденцию по активности: реакционная способность с водой и с галогенами увеличивается вниз по группе:K > Na > Li реакциистановятсяболеебыстрымииболееэнергичнымиреакции становятся более быстрыми и более энергичнымиреакциистановятсяболеебыстрымииболееэнергичными.
3) Реакции с водой обобщённообобщённообобщённо
Уравнение: 2M + 2H2O → 2MOH + H2 M=Li,Na,KM = Li, Na, KM=Li,Na,K.Наблюдения: Li реагирует с водой сравнительно медленно обычнодаётслабоевыделениегаза,кусочекможетплаватьобычно даёт слабое выделение газа, кусочек может плаватьобычнодаётслабоевыделениегаза,кусочекможетплавать, Na даёт бурное шипение и часто «катится» по поверхности, K реагирует ещё энергичнее — выделяемый H2 может воспламеняться.Причины: у K ниже энергия ионизации, легче образуется K+ и OH−, реакция более экзотермична; у Li более высокий IE и меньший размер иона — это тормозит скорость отдачи электрона и даёт специфические эффекты см.нижесм. нижесм.ниже.4) Реакции с галогенами
Уравнение: 2M + X2 → 2MX X=F,Cl,Br,IX = F, Cl, Br, IX=F,Cl,Br,I.Тенденция: по активности при взаимодействии с галогенами также K > Na > Li. Чем легче отдавать электрон, тем более энергично протекает реакция с окислителем X2.Дополнительно: степень проявления энергии реакции зависит также от сродства галогена к электрону и от кристаллической энергии образующегося галогенида меньшийкатиондаётбольшуюэнергиюрешёткименьший катион даёт большую энергию решёткименьшийкатиондаётбольшуюэнергиюрешётки.5) Особенности лития малыйрадиусмалый радиусмалыйрадиус
Малый ион Li+ имеет высокую плотность заряда, сильно поляризует анионы → соединения Li имеют заметно большую ковалентную компоненту FajansFajansFajans. Поэтому:Литиевые соединения в ряде случаев менее «чисто ионные» например,LiClпоказываетболеевыраженнуюковалентность,чемNaClнапример, LiCl показывает более выраженную ковалентность, чем NaClнапример,LiClпоказываетболеевыраженнуюковалентность,чемNaCl.Высокая энергия решётки и высокая энергия гидратации Li+ влияют на растворимость и термическую стабильность некоторых его соединений.Практический след: Li иногда ведёт себя иначе — например, образует нитрид Li3N при действии N2, а также имеет иные свойства солей угольной кислоты/оксидов по сравнению с Na и K.В результате Li в реакциях с водой и галогенами менее «буйный», чем Na и K, несмотря на идентичную ns1-конфигурацию.
6) Краткое суммирование причинности
Электронная конфигурация задаёт базовую возможность: отдать 1 электрон → M+.Радиус и связанная с ним энергия ионизации определяют, насколько легко это происходит: меньше IE → сильнее и быстрее реакция.Дополнительные эффекты маленького радиуса поляризация,высокаяэнергиярешётки/гидратацииполяризация, высокая энергия решётки/гидратацииполяризация,высокаяэнергиярешётки/гидратации дают особеннки для Li, делая его поведение отличным от Na и K в некоторых реакциях и свойствах продуктов.Вывод: все трое — типичные одновалентные восстановители ns1ns1ns1, но из‑за увеличения радиуса и снижения энергии ионизации реакционная способность возрастает по порядку Li < Na < K; при этом Li демонстрирует специфические отличия из‑за сильной поляризации и высокой плотности заряда своего иона.