როდესაც ადამიანებს ესმით სიტყვა "ლითონი", ის ჩვეულებრივ ასოცირდება ცივ და მყარ ნივთიერებასთან, რომელიც ელექტროენერგიას ატარებს. თუმცა, ლითონები და მათი შენადნობები შეიძლება ძალიან განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან. არიან ისეთებიც, რომლებიც მიეკუთვნებიან მძიმე ჯგუფს, ამ ნივთიერებებს აქვთ ყველაზე მაღალი სიმკვრივე. ზოგიერთი კი, მაგალითად, ლითიუმი, იმდენად მსუბუქია, რომ წყალში ცურვას შეძლებდა, თუ მასზე აქტიურად არ რეაგირებდნენ.

რომელი ლითონებია ყველაზე აქტიური?

მაგრამ რომელი ლითონი ავლენს ყველაზე ინტენსიურ თვისებებს? ყველაზე აქტიური ლითონი არის ცეზიუმი. აქტივობის მხრივ ყველა ლითონს შორის ის პირველ ადგილზეა. ასევე, მის "ძმებად" მიჩნეულია მეორე ადგილზე მყოფი ფრანციუმი და უცნაურები. მაგრამ ამ უკანასკნელის თვისებების შესახებ ცოტა რამ არის ცნობილი.

ცეზიუმის თვისებები

ცეზიუმი არის ელემენტი, რომელიც ადვილად დნება ხელში. მართალია, ეს შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ ერთი პირობით: თუ ცეზიუმი არის მინის ამპულაში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ლითონს შეუძლია სწრაფად მოახდინოს რეაგირება გარემომცველ ჰაერთან - აალდება. ხოლო წყალთან ცეზიუმის ურთიერთქმედებას თან ახლავს აფეთქება - ასეთია ყველაზე აქტიური ლითონი მის გამოვლინებაში. ეს არის პასუხი კითხვაზე, თუ რატომ არის ასე რთული ცეზიუმის კონტეინერებში მოთავსება.

საცდელ მილში მოსათავსებლად აუცილებელია სპეციალური მინისგან დამზადებული და არგონით ან წყალბადით შევსებული. ცეზიუმის დნობის წერტილი არის 28,7 o C. ოთახის ტემპერატურაზე ლითონი ნახევრად თხევად მდგომარეობაშია. ცეზიუმი ოქროს-თეთრი ნივთიერებაა. თხევად მდგომარეობაში ლითონი კარგად ირეკლავს სინათლეს. ცეზიუმის ორთქლს აქვს მომწვანო – ლურჯი ელფერი.

როგორ აღმოაჩინეს ცეზიუმი?

ყველაზე აქტიური ლითონი იყო პირველი ქიმიური ელემენტი, რომლის არსებობა დედამიწის ქერქის ზედაპირზე სპექტრალური ანალიზის მეთოდით იქნა აღმოჩენილი. როდესაც მეცნიერებმა მიიღეს ლითონის სპექტრი, დაინახეს მასში ორი ცისფერი ხაზი. ამრიგად, ამ ელემენტმა მიიღო სახელი. სიტყვა caesius ლათინურად ნიშნავს "ცის ლურჯი".

აღმოჩენის ისტორია

მისი აღმოჩენა გერმანელ მკვლევარებს რ.ბუნსენსა და გ.კირხჰოფს ეკუთვნის. მაშინაც კი, მეცნიერებს აინტერესებდათ რომელი ლითონებია აქტიური და რომელი არა. 1860 წელს მკვლევარებმა შეისწავლეს დიურკემის წყალსაცავის წყლის შემადგენლობა. მათ ეს გააკეთეს სპექტრული ანალიზის დახმარებით. წყლის ნიმუშში მეცნიერებმა აღმოაჩინეს ისეთი ელემენტები, როგორიცაა სტრონციუმი, მაგნიუმი, ლითიუმი და კალციუმი.

შემდეგ მათ გადაწყვიტეს წყლის წვეთი სპექტროსკოპით გაეანალიზებინათ. შემდეგ მათ დაინახეს ორი კაშკაშა ლურჯი ხაზი, რომლებიც ერთმანეთისგან არც თუ ისე შორს მდებარეობს. ერთ-ერთი მათგანი პრაქტიკულად ემთხვეოდა მის პოზიციაში მყოფი ლითონის სტრონციუმის ხაზს. მეცნიერებმა გადაწყვიტეს, რომ მათ მიერ გამოვლენილი ნივთიერება უცნობი იყო და მიაწერეს ის ტუტე ლითონების ჯგუფს.

იმავე წელს ბუნსენმა მისწერა წერილი თავის კოლეგას, ფოტოქიმიკოს გ. როსკოს, სადაც ისაუბრა ამ აღმოჩენაზე. და ოფიციალურად, ცეზიუმი გამოცხადდა 1860 წლის 10 მაისს ბერლინის აკადემიის მეცნიერთა შეხვედრაზე. ექვსი თვის შემდეგ ბუნსენმა შეძლო გამოეყო დაახლოებით 50 გრამი ცეზიუმის ქლოროპლატინიტი. მეცნიერებმა დაამუშავეს 300 ტონა მინერალური წყალი და გამოყო დაახლოებით 1 კგ ლითიუმის ქლორიდი, როგორც სუბპროდუქტი, რათა საბოლოოდ მიეღოთ ყველაზე აქტიური ლითონი. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ მინერალურ წყლებში ცეზიუმი ძალიან ცოტაა.

ცეზიუმის მოპოვების სირთულე მუდმივად უბიძგებს მეცნიერებს მის შემცველი მინერალების ძიებაში, რომელთაგან ერთ-ერთია დაბინძურება. მაგრამ მადნებიდან ცეზიუმის მოპოვება ყოველთვის არასრულია; ექსპლუატაციის დროს ცეზიუმი ძალიან სწრაფად იშლება. ეს მას მეტალურგიაში ერთ-ერთ ყველაზე მიუწვდომელ ნივთიერებად აქცევს. დედამიწის ქერქი, მაგალითად, შეიცავს 3,7 გრამ ცეზიუმს ტონაზე. ხოლო ერთ ლიტრ ზღვის წყალში მხოლოდ 0,5 მიკროგრამი ნივთიერებაა ყველაზე აქტიური ლითონი. ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ ცეზიუმის მოპოვება ერთ-ერთი ყველაზე შრომატევადი პროცესია.

ქვითარი რუსეთში

როგორც აღვნიშნეთ, მთავარი მინერალი, საიდანაც მიიღება ცეზიუმი, არის დაბინძურება. და ასევე ამ ყველაზე აქტიური ლითონის მიღება შესაძლებელია იშვიათი ავოგადრიტიდან. ინდუსტრიაში სწორედ დაბინძურება გამოიყენება. საბჭოთა კავშირის დაშლის შემდეგ რუსეთში არ იყო დანაღმული, მიუხედავად იმისა, რომ მაშინაც კი, ცეზიუმის გიგანტური მარაგი აღმოაჩინეს მურმანსკის მახლობლად მდებარე ვორონიას ტუნდრაში.

იმ დროისთვის, როდესაც შიდა ინდუსტრიას შეეძლო ცეზიუმის მოპოვება, ამ საბადოს განვითარების ლიცენზია კანადიდან ერთმა კომპანიამ შეიძინა. ახლა ცეზიუმის მოპოვებას ახორციელებს ნოვოსიბირსკის კომპანია CJSC Rare Metals Plant.

ცეზიუმის გამოყენება

ეს მეტალი გამოიყენება სხვადასხვა მზის უჯრედების დასამზადებლად. ასევე ცეზიუმის ნაერთები გამოიყენება ოპტიკის სპეციალურ ფილიალებში - ინფრაწითელი მოწყობილობების წარმოებაში, ცეზიუმი გამოიყენება სანახაობების წარმოებაში, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ შეამჩნიოთ მტრის აღჭურვილობა და ცოცხალი ძალა. იგი ასევე გამოიყენება სპეციალური მეტალის ჰალოიდინათურები.

მაგრამ ეს არ ამოწურავს მისი გამოყენების ფარგლებს. ცეზიუმის ბაზაზე ასევე შეიქმნა მთელი რიგი მედიკამენტები. ეს არის მედიკამენტები დიფტერიის, პეპტიური წყლულების, შოკის და შიზოფრენიის სამკურნალოდ. ლითიუმის მარილების მსგავსად, ცეზიუმის მარილებს აქვთ ნორმატიმული თვისებები - ან, უბრალოდ, შეუძლიათ ემოციური ფონის სტაბილიზაცია.

ფრანციუმის ლითონი

კიდევ ერთი ლითონი ყველაზე ინტენსიური თვისებებით არის ფრანციუმი. მან მიიღო სახელი ლითონის აღმომჩენის სამშობლოს საპატივცემულოდ. მ.პერემ, რომელიც დაიბადა საფრანგეთში, 1939 წელს აღმოაჩინა ახალი ქიმიური ელემენტი. ეს არის ერთ-ერთი იმ ელემენტთაგანი, რომლის შესახებაც თავად ქიმიკოსებსაც კი უჭირთ რაიმე დასკვნის გაკეთება.

ფრანციუმი ყველაზე მძიმე მეტალია. ამავდროულად, ყველაზე აქტიური მეტალი ფრანციუმია, ცეზიუმთან ერთად. ფრანციუმს გააჩნია ეს იშვიათი კომბინაცია - მაღალი ქიმიური აქტივობა და დაბალი ბირთვული სტაბილურობა. მის ყველაზე ხანგრძლივ იზოტოპს აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი მხოლოდ 22 წუთი. ფრანციუმი გამოიყენება სხვა ელემენტის - აქტინიუმის გამოსავლენად. ფრანციუმის მარილების გარდა, ადრე იყო შემოთავაზებული მისი გამოყენება კიბოს სიმსივნეების გამოსავლენად. თუმცა, მაღალი ღირებულების გამო, ამ მარილის წარმოება წამგებიანია.

ყველაზე აქტიური ლითონების შედარება

Ununennium ჯერ კიდევ არ არის აღმოჩენილი ლითონი. პერიოდული ცხრილის მერვე რიგში პირველ ადგილს დაიკავებს. ამ ელემენტის შემუშავება და კვლევა ხორციელდება რუსეთში, ბირთვული კვლევების ერთობლივ ინსტიტუტში. ამ ლითონსაც ძალიან მაღალი აქტივობა მოუწევს. თუ შევადარებთ უკვე ცნობილ ფრანციუმს და ცეზიუმს, მაშინ ფრანციუმს ექნება ყველაზე მაღალი იონიზაციის პოტენციალი - 380 კჯ/მოლი.

ცეზიუმისთვის ეს მაჩვენებელია 375 კჯ/მოლი. მაგრამ ფრანციუმი მაინც არ რეაგირებს ისე სწრაფად, როგორც ცეზიუმი. ამრიგად, ცეზიუმი ყველაზე აქტიური ლითონია. ეს არის პასუხი (ქიმია ყველაზე ხშირად არის საგანი, რომლის სასწავლო გეგმაშიც შეგიძლიათ იპოვოთ მსგავსი კითხვა), რომელიც გამოგადგებათ როგორც სკოლის კლასში, ასევე პროფესიულ სკოლაში.

სექციაში კითხვაზე აქტიური ლითონები, რა არის ეს ლითონები? ავტორის მიერ მოცემული ოლესია ოლესკინასაუკეთესო პასუხია ისინი, ვინც ელექტრონებს ყველაზე ადვილად ჩუქნიან.
მენდელეევის სისტემაში ლითონების აქტივობა იზრდება ზემოდან ქვემოდან და მარჯვნიდან მარცხნივ, ამდენად, ყველაზე აქტიურია ფრანციუმი, რომლის ბოლო ფენაზე არის 1 ელექტრონი, რომელიც მდებარეობს ბირთვიდან საკმარისად შორს.
აქტიური - ტუტე ლითონები (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)
ისინი ჩამორჩებიან ტუტე დედამიწას (Ca, Sr, BA, Ra)
შტირლიცი
Ხელოვნური ინტელექტი
(116389)
ისინი არ მიეკუთვნებიან ტუტე დედამიწას

პასუხი ეხლა ნატალია კოსენკო[გურუ]
ვინც ადვილად რეაგირებს

პასუხი ეხლა მკითხველი.[გურუ]
სწრაფად იჟანგება ჰაერში, ნატრიუმში, კალიუმში, ლითიუმში.

პასუხი ეხლა KSY[გურუ]
Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

პასუხი ეხლა დირჩლაუხტ ფურსტი[გურუ]
ტუტე ლითონები არის D.I. მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის I ჯგუფის ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტები: ლითიუმი Li, ნატრიუმის Na, კალიუმი K, რუბიდიუმი Rb, ცეზიუმი Cs და ფრანციუმი Fr. ამ ლითონებს ტუტეს უწოდებენ, რადგან მათი ნაერთების უმეტესობა წყალში ხსნადია. სლავურ ენაზე "ლიჩი" ნიშნავს "დაშლას" და ამან განსაზღვრა ლითონების ამ ჯგუფის სახელწოდება. როდესაც ტუტე ლითონები იხსნება წყალში, წარმოიქმნება ხსნადი ჰიდროქსიდები, რომლებსაც უწოდებენ ტუტეებს.
წყალთან, ჟანგბადთან, აზოტთან მიმართებაში ტუტე ლითონების მაღალი ქიმიური აქტივობის გამო ისინი ინახება ნავთის ფენის ქვეშ. ტუტე ლითონთან რეაქციის განსახორციელებლად, საჭირო ზომის ნაჭერი საგულდაგულოდ იჭრება სკალპელით ნავთის ფენის ქვეშ, ლითონის ზედაპირი კარგად იწმინდება არგონის ატმოსფეროში ჰაერთან მისი ურთიერთქმედების პროდუქტებისგან და მხოლოდ შემდეგ ნიმუში მოთავსებულია სარეაქციო ჭურჭელში.

უპიროვნო მეტალის ანგარიში ვიკიპედიაზე
უპიროვნო ლითონის ანგარიში

ჩვეულებრივი ციყვი ვიკიპედიაში
იხილეთ ვიკიპედიის სტატია ჩვეულებრივი ციყვი

ტუტე ლითონები ვიკიპედიაში
იხილეთ ვიკიპედიის სტატია ტუტე ლითონები

ყველა ლითონი, მათი რედოქსის აქტივობიდან გამომდინარე, გაერთიანებულია სერიაში, რომელსაც ეწოდება ლითონების ელექტროქიმიური ძაბვის სერია (რადგან მასში ლითონები განლაგებულია სტანდარტული ელექტროქიმიური პოტენციალის გაზრდის მიზნით) ან ლითონის აქტივობის სერიაში:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H 2, Cu, Hg, Ag, Рt, Au

ყველაზე რეაქტიული ლითონები მოქმედების რიგით წყალბადამდეა და რაც უფრო მარცხნივ მდებარეობს ლითონი, მით უფრო აქტიურია იგი. ლითონები, რომლებიც წყალბადის გვერდით არიან აქტივობის სერიაში, ითვლება არააქტიურად.

ალუმინის

ალუმინი არის ვერცხლისფერი თეთრი ფერი. ალუმინის ძირითადი ფიზიკური თვისებებია სიმსუბუქე, მაღალი თერმული და ელექტროგამტარობა. თავისუფალ მდგომარეობაში, ჰაერის ზემოქმედებისას, ალუმინი დაფარულია ძლიერი ოქსიდის ფილმით Al 2 O 3, რაც მას გამძლეს ხდის კონცენტრირებული მჟავების მიმართ.

ალუმინი მიეკუთვნება p-ოჯახის ლითონებს. გარე ენერგიის დონის ელექტრონული კონფიგურაცია არის 3s 2 3p 1. თავის ნაერთებში ალუმინი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას, რომელიც ტოლია "+3".

ალუმინი მიიღება ამ ელემენტის გამდნარი ოქსიდის ელექტროლიზით:

2Al 2 O 3 \u003d 4Al + 3O 2

თუმცა, პროდუქტის დაბალი მოსავლიანობის გამო, უფრო ხშირად გამოიყენება Na 3 და Al 2 O 3 ნარევის ელექტროლიზით ალუმინის მიღების მეთოდი. რეაქცია მიმდინარეობს 960C-მდე გაცხელებისას და კატალიზატორების - ფტორიდების (AlF 3, CaF 2 და სხვ.) თანდასწრებით, ხოლო ალუმინი გამოიყოფა კათოდზე, ხოლო ჟანგბადი გამოიყოფა ანოდზე.

ალუმინს შეუძლია წყალთან ურთიერთქმედება მისი ზედაპირიდან ოქსიდის ფირის ამოღების შემდეგ (1), ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან (ჟანგბადი, ჰალოგენები, აზოტი, გოგირდი, ნახშირბადი) (2-6), მჟავები (7) და ფუძეები (8):

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 (1)

2Al + 3 / 2O 2 \u003d Al 2 O 3 (2)

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 (3)

2Al + N 2 = 2AlN (4)

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (5)

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 (6)

2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 (7)

2Al + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na + 3H 2 (8)

კალციუმი

თავისუფალ ფორმაში Ca არის ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი. ჰაერის ზემოქმედებისას ის მყისიერად იფარება მოყვითალო ფენით, რაც ჰაერის შემადგენელ ნაწილებთან მისი ურთიერთქმედების შედეგია. კალციუმი საკმაოდ მყარი ლითონია, აქვს კუბური სახეზე ორიენტირებული ბროლის ბადე.

გარე ენერგიის დონის ელექტრონული კონფიგურაცია არის 4s 2. თავის ნაერთებში კალციუმი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას, რომელიც უდრის "+2".

კალციუმი მიიღება გამდნარი მარილების, ყველაზე ხშირად ქლორიდების ელექტროლიზით:

CaCl 2 \u003d Ca + Cl 2

კალციუმს შეუძლია წყალში დაშლა ჰიდროქსიდების წარმოქმნით, რომლებიც ავლენენ ძლიერ ძირითად თვისებებს (1), რეაგირებენ ჟანგბადთან (2), წარმოქმნიან ოქსიდებს, ურთიერთქმედებენ არალითონებთან (3-8), იხსნება მჟავებში (9):

Ca + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 (1)

2Ca + O 2 \u003d 2CaO (2)

Ca + Br 2 \u003d CaBr 2 (3)

3Ca + N 2 \u003d Ca 3 N 2 (4)

2Ca + 2C = Ca 2 C 2 (5)

2Ca + 2P = Ca 3 P 2 (7)

Ca + H 2 \u003d CaH 2 (8)

Ca + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 (9)

რკინა და მისი ნაერთები

რკინა ნაცრისფერი ლითონია. მისი სუფთა სახით ის საკმაოდ რბილი, ელასტიური და დრეკადია. გარე ენერგიის დონის ელექტრონული კონფიგურაცია არის 3d 6 4s 2. თავის ნაერთებში რკინა ავლენს ჟანგვის მდგომარეობებს „+2“ და „+3“.

ლითონის რკინა რეაგირებს წყლის ორთქლთან, წარმოქმნის შერეულ ოქსიდს (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2

ჰაერში რკინა ადვილად იჟანგება, განსაკუთრებით ტენიანობის არსებობისას (ჟანგდება):

3Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3

სხვა ლითონების მსგავსად, რკინა რეაგირებს მარტივ ნივთიერებებთან, მაგალითად, ჰალოგენებთან (1), იხსნება მჟავებში (2):

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 (2)

რკინა ქმნის ნაერთების მთელ რიგს, რადგან ავლენს რამდენიმე დაჟანგვის მდგომარეობას: რკინის (II) ჰიდროქსიდი, რკინის (III) ჰიდროქსიდი, მარილები, ოქსიდები და ა.შ. ასე რომ, რკინის (II) ჰიდროქსიდის მიღება შესაძლებელია ტუტე ხსნარების მოქმედებით რკინის (II) მარილებზე ჰაერის დაშვების გარეშე:

FeSO 4 + 2NaOH \u003d Fe (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

რკინის (II) ჰიდროქსიდი ხსნადია მჟავებში და იჟანგება რკინის (III) ჰიდროქსიდად ჟანგბადის თანდასწრებით.

რკინის (II) მარილები ავლენენ შემცირების აგენტების თვისებებს და გარდაიქმნება რკინის (III) ნაერთებად.

რკინის ოქსიდი (III) არ მიიღება ჟანგბადში რკინის წვის რეაქციით, მის მისაღებად საჭიროა რკინის სულფიდების დაწვა ან რკინის სხვა მარილების კალცინატი:

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 2 + 3H 2 O

რკინის (III) ნაერთები ავლენენ სუსტ ჟანგვის თვისებებს და შეუძლიათ შეაღწიონ OVR-ში ძლიერი შემცირების აგენტებით:

2FeCl 3 + H 2 S \u003d Fe (OH) 3 ↓ + 3NaCl

რკინისა და ფოლადის წარმოება

ფოლადები და თუჯები რკინის შენადნობებია ნახშირბადთან ერთად, ხოლო ნახშირბადის შემცველობა ფოლადში 2%-მდეა, თუჯში 2-4%-მდე. ფოლადები და თუჯები შეიცავს შენადნობ დანამატებს: ფოლადებს - Cr, V, Ni და თუჯს - Si.

არსებობს სხვადასხვა სახის ფოლადები, ამიტომ მათი დანიშნულების მიხედვით განასხვავებენ სტრუქტურულ, უჟანგავი, ხელსაწყოების, თბოგამძლე და კრიოგენულ ფოლადებს. ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით განასხვავებენ ნახშირბადს (დაბალი, საშუალო და მაღალი ნახშირბადის) და შენადნობს (დაბალი, საშუალო და მაღალი შენადნობი). სტრუქტურის მიხედვით განასხვავებენ ავსტენიტურ, ფერიტულ, მარტენზიტულ, პერლიტურ და ბაინიტურ ფოლადებს.

ფოლადებმა იპოვეს გამოყენება ეროვნული ეკონომიკის ბევრ სექტორში, როგორიცაა სამშენებლო, ქიმიური, ნავთობქიმიური, გარემოს დაცვა, სატრანსპორტო ენერგია და სხვა ინდუსტრიები.

თუჯის - ცემენტიტისა თუ გრაფიტის ნახშირბადის ფორმისა და მათი რაოდენობის მიხედვით, გამოიყოფა თუჯის რამდენიმე სახეობა: თეთრი (მოტეხილობის ღია ფერი ცემენტიტის სახით ნახშირბადის არსებობის გამო), ნაცრისფერი. (მოტეხილობის ნაცრისფერი ფერი გრაფიტის სახით ნახშირბადის არსებობის გამო), ელასტიური და სითბოს მდგრადია. თუჯები ძალიან მყიფე შენადნობებია.

თუჯის გამოყენების სფეროები ფართოა - მხატვრული დეკორაციები (ღობეები, კარიბჭე), სხეულის ნაწილები, სანტექნიკა, საყოფაცხოვრებო ნივთები (ტაფები) დამზადებულია თუჯისგან, იგი გამოიყენება საავტომობილო ინდუსტრიაში.

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

ვარჯიში	მაგნიუმის და ალუმინის შენადნობი, რომლის წონა იყო 26,31 გ, იხსნება მარილმჟავაში. ამ შემთხვევაში 31.024 ლიტრი უფერო აირი გამოიცა. განსაზღვრეთ ლითონების მასური ფრაქციები შენადნობაში.
გადაწყვეტილება	ორივე ლითონს შეუძლია რეაგირება მარილმჟავასთან, რის შედეგადაც წყალბადი გამოიყოფა: Mg + 2HCl \u003d MgCl 2 + H 2 2Al + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2 იპოვეთ გამოთავისუფლებული წყალბადის მოლების საერთო რაოდენობა: v(H 2) \u003d V (H 2) / V m v (H 2) \u003d 31.024 / 22.4 \u003d 1.385 მოლი Mg ნივთიერების რაოდენობა იყოს x mol, ხოლო Al იყოს y mol. შემდეგ, რეაქციის განტოლებაზე დაყრდნობით, შეგვიძლია დავწეროთ გამონათქვამი წყალბადის მოლების მთლიანი რაოდენობისთვის: x + 1.5y = 1.385 ჩვენ გამოვხატავთ ლითონების მასას ნარევში: შემდეგ ნარევის მასა გამოისახება განტოლებით: 24x + 27y = 26.31 ჩვენ მივიღეთ განტოლებათა სისტემა: x + 1.5y = 1.385 24x + 27y = 26.31 მოდი მოვაგვაროთ: 33.24 -36y + 27y \u003d 26.31 v(Al) = 0,77 მოლი ვ(მგ) = 0.23მოლი შემდეგ, ლითონების მასა ნარევში: მ (მგ) \u003d 24 × 0.23 \u003d 5.52 გ მ(Al) \u003d 27 × 0.77 \u003d 20.79 გ იპოვეთ ლითონების მასური წილადები ნარევში: ώ =m(Me)/m ჯამი ×100% ώ(მგ) = 5,52 / 26,31 × 100% = 20,98% ώ(Al) = 100 - 20.98 = 79.02%
უპასუხე	ლითონების მასური ფრაქციები შენადნობაში: 20,98%, 79,02%

ლითონებს, რომლებიც ადვილად რეაგირებენ, აქტიურ ლითონებს უწოდებენ. მათ შორისაა ტუტე, მიწის ტუტე ლითონები და ალუმინი.

მდებარეობა პერიოდულ სისტემაში

მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში ელემენტების მეტალის თვისებები სუსტდება მარცხნიდან მარჯვნივ. ამიტომ I და II ჯგუფების ელემენტები ყველაზე აქტიურებად ითვლება.

ბრინჯი. 1. აქტიური ლითონები პერიოდულ სისტემაში.

ყველა ლითონი შემცირების აგენტია და ადვილად ეყოფა ელექტრონებს გარე ენერგიის დონეზე. აქტიურ ლითონებს აქვთ მხოლოდ ერთი ან ორი ვალენტური ელექტრონი. ამ შემთხვევაში მეტალის თვისებები ძლიერდება ზემოდან ქვემოდან ენერგეტიკული დონეების რაოდენობის ზრდით, რადგან. რაც უფრო შორს არის ელექტრონი ატომის ბირთვიდან, მით უფრო ადვილია მისი გამოყოფა.

ტუტე ლითონები ითვლება ყველაზე აქტიურებად:

• ლითიუმი;
• ნატრიუმი;
• კალიუმი;
• რუბიდიუმი;
• ცეზიუმი;
• ფრანციუმი.

დედამიწის ტუტე ლითონებია:

• ბერილიუმი;
• მაგნიუმი;
• კალციუმი;
• სტრონციუმი;
• ბარიუმი;
• რადიუმი.

ლითონის აქტივობის ხარისხი შეგიძლიათ გაიგოთ ლითონის ძაბვების ელექტროქიმიური სერიით. რაც უფრო მარცხნივ მდებარეობს წყალბადის ელემენტი, მით უფრო აქტიურია იგი. წყალბადის მარჯვნივ მდებარე ლითონები არააქტიურია და შეუძლიათ მხოლოდ კონცენტრირებულ მჟავებთან ურთიერთქმედება.

ბრინჯი. 2. ლითონების ძაბვის ელექტროქიმიური სერია.

ქიმიაში აქტიური ლითონების სიაში ასევე შედის ალუმინი, რომელიც მდებარეობს III ჯგუფში და წყალბადის მარცხნივ. თუმცა, ალუმინი განლაგებულია აქტიური და საშუალო აქტიური ლითონების საზღვარზე და ნორმალურ პირობებში არ რეაგირებს გარკვეულ ნივთიერებებთან.

Თვისებები

აქტიური ლითონები რბილია (იჭრება დანით), მსუბუქი და აქვს დაბალი დნობის წერტილი.

ლითონების ძირითადი ქიმიური თვისებები წარმოდგენილია ცხრილში.

რეაქცია	განტოლება	გამონაკლისი
ტუტე ლითონები ჰაერში სპონტანურად ანთებენ, ურთიერთქმედებენ ჟანგბადთან	K + O 2 → KO 2	ლითიუმი რეაგირებს ჟანგბადთან მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე.
ტუტე მიწის ლითონები და ალუმინი ქმნიან ოქსიდურ ფენებს ჰაერში და სპონტანურად ანთებენ გაცხელებისას.	2Ca + O 2 → 2CaO
რეაგირება მარტივ ნივთიერებებთან მარილების წარმოქმნით	Ca + Br 2 → CaBr 2; - 2Al + 3S → Al 2 S 3	ალუმინი არ რეაგირებს წყალბადთან
მძაფრად რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის ტუტეებს და წყალბადს	- Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2	ლითიუმთან რეაქცია ნელა მიმდინარეობს. ალუმინი წყალთან რეაგირებს მხოლოდ ოქსიდის ფირის ამოღების შემდეგ.
რეაგირება მჟავებთან მარილების წარმოქმნით	Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2; 2K + 2HMnO 4 → 2KMnO 4 + H 2
რეაგირება მარილის ხსნარებით, ჯერ წყალთან და შემდეგ მარილთან	2Na + CuCl 2 + 2H 2 O: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2; - 2NaOH + CuCl 2 → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

აქტიური ლითონები ადვილად რეაგირებენ, ამიტომ ბუნებაში ისინი გვხვდება მხოლოდ ნარევებში - მინერალებში, ქანებში.

ბრინჯი. 3. მინერალები და სუფთა ლითონები.

რა ვისწავლეთ?

აქტიურ ლითონებს მიეკუთვნება I და II ჯგუფების ელემენტები - ტუტე და მიწის ტუტე ლითონები, ასევე ალუმინი. მათი აქტივობა განპირობებულია ატომის სტრუქტურით - რამდენიმე ელექტრონი ადვილად გამოიყოფა გარე ენერგეტიკული დონიდან. ეს არის რბილი მსუბუქი ლითონები, რომლებიც სწრაფად რეაგირებენ მარტივ და რთულ ნივთიერებებთან, წარმოქმნიან ოქსიდებს, ჰიდროქსიდებს, მარილებს. ალუმინი უფრო ახლოს არის წყალბადთან და მისი რეაქცია ნივთიერებებთან მოითხოვს დამატებით პირობებს - მაღალი ტემპერატურა, ოქსიდის ფირის განადგურება.

ოთახის ტემპერატურაზე (20 °C) ყველა ლითონი, გარდა ვერცხლისწყლისა, მყარ მდგომარეობაშია და სითბოს და კარგად ატარებს. ჭრის დროს ლითონები ბრწყინავს და ზოგიერთი, როგორიცაა რკინა და ნიკელი, მაგნიტურია. ბევრი ლითონი არის დრეკადი - მათი გამოყენება შესაძლებელია მავთულის დასამზადებლად - და გაყალბება - ადვილია მათთვის განსხვავებული ფორმის მიცემა.

კეთილშობილი ლითონები

კეთილშობილი ლითონები დედამიწის ქერქში გვხვდება სუფთა სახით და არა ნაერთების შემადგენლობაში. მათ შორისაა სპილენძი, ვერცხლი, ოქრო და პლატინა. ისინი ქიმიურად პასიურები არიან და ძნელად შედიან სხვებთან. სპილენძი კეთილშობილი ლითონია. ოქრო ერთ-ერთი ყველაზე ინერტული ელემენტია. ინერტულობის გამო კეთილშობილი ლითონები არ ექვემდებარება კოროზიას, ამიტომ მათგან მზადდება სამკაულები და მონეტები. ოქრო იმდენად ინერტულია, რომ უძველესი ოქროს ნაჭრები კვლავ ანათებს.

ტუტე ლითონები

პერიოდული ცხრილის 1 ჯგუფი შედგება 6 ძალიან აქტიური ლითონისგან, მათ შორის. ნატრიუმი და კალიუმი. ისინი დნება შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე (კალიუმის დნობის წერტილი 64°C) და იმდენად რბილია, რომ მათი დაჭრა შესაძლებელია დანით. წყალთან ურთიერთქმედებისას ეს ლითონები ქმნიან ტუტე ხსნარს და ამიტომ უწოდებენ ტუტეს. კალიუმი ძალადობრივად რეაგირებს წყალთან. პარალელურად გამოიყოფა, რომელიც იწვის იასამნისფერი ალით.

ტუტე დედამიწის ლითონები

ექვს ლითონს, რომლებიც ქმნიან მე-2 ჯგუფს (მაგნიუმის და კალციუმის ჩათვლით) დედამიწის ტუტე ლითონებს უწოდებენ. ეს ლითონები მრავალი მინერალის ნაწილია. ასე რომ, კალციუმი არის კალციტში, რომლის ძარღვები გვხვდება კირქვაში და ცარცში. ტუტე მიწის ლითონები ნაკლებად რეაქტიულები არიან ვიდრე ტუტე ლითონები, ისინი უფრო მყარია და დნება მაღალ ტემპერატურაზე. კალციუმი გვხვდება ნაჭუჭებში, ძვლებში და ღრუბლებში. მაგნიუმი არის ქლოროფილის ნაწილი, მწვანე პიგმენტი, რომელიც საჭიროა ფოტოსინთეზისთვის.

მე-3 და მე-4 ჯგუფის ლითონები

ამ ჯგუფების შვიდი ლითონი განლაგებულია პერიოდულ სისტემაში გარდამავალი ლითონების მარჯვნივ. ალუმინი ერთ-ერთი ყველაზე ნაკლებად მკვრივი ლითონია, ამიტომ ის მსუბუქი წონაა. მაგრამ ტყვია ძალიან მკვრივია; გამოიყენება რენტგენისგან დამცავი ეკრანების დასამზადებლად. ყველა ეს ლითონი საკმაოდ რბილია და დნება შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე. ბევრი მათგანი გამოიყენება შენადნობებში - კონკრეტული მიზნებისთვის შექმნილი ლითონების ნარევებში. ველოსიპედები და თვითმფრინავები დამზადებულია ალუმინის შენადნობებისგან.

გარდამავალი ლითონები

გარდამავალ ლითონებს, როგორც წესი, აქვთ მეტალის თვისებები. ისინი ძლიერი, მყარი, მბზინავია და დნება მაღალ ტემპერატურაზე. ისინი ნაკლებად რეაქტიულები არიან ვიდრე ტუტე და ტუტე დედამიწის ლითონები. მათ შორისაა რკინა, ოქრო, ვერცხლი, ქრომი, ნიკელი, სპილენძი. ისინი ყველა ელასტიურია და ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში - როგორც სუფთა სახით, ასევე შენადნობების სახით. მანქანის მასის დაახლოებით 77%-ს შეადგენს ლითონები, ძირითადად ფოლადი, ე.ი. რკინისა და ნახშირბადის შენადნობი (იხილეთ სტატია ""). ბორბლების კერები დამზადებულია ქრომირებული ფოლადისგან - ბზინვისა და კოროზიისგან დასაცავად. აპარატის კორპუსი დამზადებულია ფურცლის ფოლადისგან. ფოლადის ბამპერები იცავს მანქანას შეჯახების შემთხვევაში.

აქტივობის რიგი

ლითონის პოზიცია აქტივობის სერიაში მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად ადვილად რეაგირებს ლითონი. რაც უფრო აქტიურია ლითონი, მით უფრო ადვილად ართმევს ჟანგბადს ნაკლებად აქტიური მეტალებისგან. აქტიური ლითონები რთულია იზოლირება ნაერთებისგან, ხოლო არააქტიური ლითონები გვხვდება სუფთა სახით. კალიუმი და ნატრიუმი ინახება ნავთში, რადგან ისინი მყისიერად რეაგირებენ წყალთან და ჰაერთან. სპილენძი ყველაზე ნაკლებად აქტიურია იაფფასიან ლითონებს შორის. იგი გამოიყენება მილების, ცხელი წყლის ავზებისა და ელექტროსადენების წარმოებაში.

ლითონები და ალი

ზოგიერთი ლითონი ცეცხლთან მიახლოებისას ცეცხლს გარკვეულ შეფერილობას აძლევს. ნაერთში კონკრეტული ლითონის არსებობა შეიძლება განისაზღვროს ალის ფერით. ამისთვის ნივთიერების მარცვალს ათავსებენ ცეცხლში ინერტული პლატინისგან დამზადებული მავთულის ბოლოს. ნატრიუმის ნაერთები ცეცხლს ყვითლად ღებავს, სპილენძის ნაერთები ლურჯ-მწვანედ, კალციუმის ნაერთები წითლად და კალიუმის ნაერთები იასამნისფერი. ფეიერვერკების შემადგენლობაში შედის სხვადასხვა ლითონი, რაც ცეცხლს აძლევს სხვადასხვა ფერს. ბარიუმი მწვანეა, სტრონციუმი წითელია, ნატრიუმი ყვითელია, სპილენძი კი ლურჯი-მწვანეა.

კოროზია

კოროზია არის ქიმიური რეაქცია, რომელიც ხდება, როდესაც ლითონი შედის ჰაერთან ან წყალთან. ლითონი ურთიერთქმედებს ატმოსფერულ ჟანგბადთან და მის ზედაპირზე წარმოიქმნება ოქსიდი. ლითონი კარგავს ბზინვარებას და ხდება დაფარული. ძალიან აქტიური ლითონები კოროზირდება უფრო სწრაფად, ვიდრე ნაკლებად აქტიური. რაინდები ფოლადის ჯავშანს ზეთით ან ცვილით ზეთავდნენ, რათა არ დაჟანგულიყო (ფოლადი შეიცავს უამრავ რკინას). ჟანგისაგან დასაცავად, მანქანის ფოლადის კორპუსი დაფარულია საღებავის რამდენიმე ფენით. ზოგიერთი ლითონი (მაგალითად, ალუმინი) დაფარულია მკვრივი ოქსიდის ფირით, რომელიც იცავს მათ. რკინა კოროზიის დროს წარმოქმნის ფხვიერ ოქსიდის ფენას, რომელიც წყალთან ურთიერთქმედებისას წარმოქმნის ჟანგს. ჟანგის ფენა ადვილად იშლება და კოროზიის პროცესი სიღრმისეულად ვრცელდება. კოროზიისგან დასაცავად, ფოლადის ქილა დაფარულია კალის, ნაკლებად აქტიური ლითონის ფენით. დიდი კონსტრუქციები, როგორიცაა ხიდები, დაცულია კოროზიისგან საღებავით. მანქანების მოძრავი ნაწილები, როგორიცაა ველოსიპედის ჯაჭვები, შეზეთებულია ზეთით კოროზიის თავიდან ასაცილებლად.

ფოლადის კოროზიისგან დაცვის მეთოდს თუთიის ფენით დაფარვით ეწოდება გალვანიზაცია. თუთია უფრო აქტიურია ვიდრე ფოლადი, ამიტომ მისგან ჟანგბადს „იზიდავს“. მაშინაც კი, თუ თუთიის ფენა დაიკაწრება, ჰაერში არსებული ჟანგბადი უფრო სწრაფად რეაგირებს თუთიასთან, ვიდრე რკინასთან. გემების კოროზიისგან დასაცავად, მათ კორპუსზე მიმაგრებულია თუთიის ან მაგნიუმის ბლოკები, რომლებიც თავად კოროზირდება, მაგრამ იცავს გემს. კოროზიისგან დამატებითი დაცვის მიზნით, მანქანის კორპუსის ფოლადის ფურცლები შეღებვის წინ სუფთად გალვანდება. შიგნიდან ისინი ზოგჯერ დაფარულია პლასტმასით.

როგორ აღმოაჩინეს ლითონები

სავარაუდოა, რომ ადამიანებმა ლითონების მოპოვება შემთხვევით ისწავლეს, როდესაც ლითონებს მინერალებიდან ნახშირის ღუმელში გაცხელებით მოიპოვებდნენ. შემცირების რეაქციის დროს ნაერთიდან გამოიყოფა სუფთა ლითონი. აფეთქების ღუმელების მოქმედება ეფუძნება ასეთ რეაქციებს. დაახლოებით 4000 წ შუმერებმა (დაწვრილებით სტატიაში "") დაამზადეს ოქროს, ვერცხლის და სპილენძის ჩაფხუტები და ხანჯლები. უპირველეს ყოვლისა, ხალხმა ისწავლა სპილენძის, ოქროსა და ვერცხლის დამუშავება, ე.ი. კეთილშობილური ლითონები, რადგან ისინი სუფთა სახით გვხვდება. დაახლოებით 3500 წ შუმერებმა ისწავლეს ბრინჯაოს დამზადება - სპილენძისა და კალის შენადნობი. ბრინჯაო კეთილშობილ ლითონებზე ძლიერია. რკინა მოგვიანებით აღმოაჩინეს, რადგან ნაერთებიდან მისი ამოღება ძალიან მაღალი ტემპერატურაა საჭირო. ნახატზე მარჯვნივ ნაჩვენებია ბრინჯაოს ცული (ძვ. წ. 500 წ.) და შუმერული ბრინჯაოს თასი.

1735 წლამდე ადამიანებმა იცოდნენ მხოლოდ რამდენიმე ლითონი: სპილენძი, ვერცხლი, ოქრო, რკინა, ვერცხლისწყალი, კალა, თუთია, ბისმუტი, ანტიმონი და ტყვია. ალუმინი აღმოაჩინეს 1825 წელს. დღესდღეობით მეცნიერებმა ასინთეზირეს რამდენიმე ახალი ლითონი ბირთვულ რეაქტორში ურანის ნეიტრონებითა და სხვა ელემენტარული ნაწილაკებით დასხივებით. ეს ელემენტები არასტაბილურია და ძალიან სწრაფად იშლება.