Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.3: Аномальна хімія літію

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    17832

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Хоча літій демонструє багато властивостей, які чітко відповідають його позиції в групі 1, він також має ключові відмінності від інших лужних металів. Насправді багато в чому він більше схожий на свого діагонального сусіда магнію (Mg), ніж інші метали групи 1 - явище, відоме як діагональний ефект.

    Заряд/радіус

    Іонний радіус для катіону літію +1 дуже малий в порівнянні з його наступним найвищим гомологом - натрієм (табл.\(\PageIndex{3}\) 14). Це призводить до відповідно високого значення щільності заряду (z/r). Як видно з табл\(\PageIndex{3}\). 14, щільність заряду для літію значно вища, ніж у його співвідношень Групи 1.

    Елемент z r (Å) z/r (Å -1)
    Лі +1 0,68 1.47
    Na +1 0,97 1.03
    К +1 1.33 0,75
    Мг +2 0.66 3.03
    Таблиця\(\PageIndex{3}\) .14: Порівняння щільностей заряду для літію, натрію, калію та магнію.

    В результаті високої щільності заряду іон Li + є високополяризуючим іоном. Одним з головних наслідків цього є те, що літій має тенденцію утворювати полярні ковалентні зв'язки, а не іонні взаємодії. Наприклад, алкільні сполуки літію (RLi) містять ковалентні Li-C зв'язки аналогічно зв'язкам Mg-C в Гріньярде (RmGx, де X = Cl, Br)

    Енергія решітки

    Сполуки літію мають високі енергії решітки порівняно з іншими металами групи 1 (\(\PageIndex{3}\)табл. 15). Як наслідок Li 2 O, Li 3 N і LiF все нерозчинні у воді, тоді як їх сполуки натрію добре розчинні.

    З'єднання Енергія решітки (кДж/моль)
    ЛіФ -1046
    NaF -923
    КФ -821
    МГФ 2 -2957
    Таблиця\(\PageIndex{3}\) .15: Порівняння енергій решітки для сполук літію, натрію, калію і магнію.

    Номер координації

    Малий розмір літію призводить до меншого координаційного числа (4) для сполук і комплексів, ніж спостерігалося для інших металів групи 1. Однак комплекси літію і магнію і металоорганічні сполуки мають найчастіше чотирикоординатні металеві центри (за відсутності великих стеричних обмежень).

    Хімічна реакційна здатність

    Огляд деяких реакцій літію, магнію та інших металів групи 1 показує аномальну поведінку літію та його схожість з магнієм. І літій, і магній реагують з вуглецем або азотом, утворюючи відповідний карбід і нітрид. Тоді як натрій та інші метали групи 1 не проявляють жодної реакції в умовах навколишнього середовища. Згоряння літію або магнію в повітрі призводить до утворення оксидів, Li 2 O і MgO відповідно. На відміну від цього, натрій утворює пероксид, Na 2 O 2.

    Це співвідношення між літієм та його діагональним сусідом не тільки в реакційній здатності елементів. Багато сполук літію мають подібну реакційну здатність до магнію, а не натрію. Наприклад, карбонати літію і магнію розкладаються при термолізі з отриманням оксидів, (3,14) і (3,15), навпаки, карбонат натрію (Na 2 CO 3) стійкий до термолізу.

    \[ Li_2CO_3 \rightarrow Li_2O + CO_2 \]

    \[ MgCO_3 \rightarrow MgO + CO_2 \]