化学元素的基本性质
  氢  

  氢是元素周期表中的第一号元素,元素名来源于希腊文,原意是“水素”。氢是由英国化学家卡文迪许在1766年发现,称之为可燃空气,并证明它在空气中燃烧生成水。1787年法国化学家拉瓦锡证明氢是一种单质并命名。氢在地壳中的丰度很高,按原子组成占15.4%,但重量仅占1%。在宇宙中,氢是最丰富的元素。在地球上氢主要以化和态存在于水和有机物中。有三种同位素:氕、氘、氚。 氢在通常条件下为无色、无味的气体;气体分子由双原子组成;熔点-259.14°C,沸点-252.8°C,临界温度33.19K,临界压力12.98大气压,气体密度0.0899克/升;水溶解度21.4厘米3/千克水(0°C),稍溶于有机溶剂。 在常温下,氢比较不活泼,但可用合适的催化剂使之活化。在高温下,氢是高度活泼的。除稀有气体元素外,几乎所有的元素都能与氢生成化合物。非金属元素的氢化物通常称为某化氢,如卤化氢、硫化氢等;金属元素的氢化物称为金属氢化物,如氢化锂、氢化钙等。

  氢是重要的工业原料,又是未来的能源。


  锂

  原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。元素名来源于希腊文,原意是“石头”。1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现。自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷铝石等。在人和动物机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都能找到锂。天然锂有两种同位素:锂6和锂7。 金属锂为一种银白色的轻金属;熔点为180.54°C,沸点1342°C,密度0.534克/厘米3,硬度0.6。金属锂可溶于液氨。 锂与其它碱金属不同,在室温下与水反应比较慢,但能与氮气反应生成黑色的一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。在碱金属氯化物中,只有氯化锂易溶于有机溶剂。锂的挥发性盐的火焰呈深红色,可用此来鉴定锂。

  锂很容易与氧、氮、硫等化合,在冶金工业中可用做脱氧剂。锂也可以做铅基合金和铍、镁、铝等轻质合金的成分。锂在原子能工业中有重要用途。


  钠

  原子序数11,原子量22.989768,是最常见的碱金属元素。元素名来源拉丁文,原意是“天然碱”。1807年英国化学家戴维首先用电解熔融的氢氧化钠的方法制得钠,并命名。在地壳中钠的含量为2.83%,居第六位,主要以钠盐的形式存在。 钠是有银白色光泽的软金属,用小刀就能很容易的切割。熔点97.81°C,沸点882.9°C,密度0.97克/厘米3。通常保存在煤油中。 钠是一种活泼的金属。钠与水会产生激烈的反应,生成氢氧化钠和氢;钠还能与钾、锡、锑等金属生成和金;金属钠与汞反应生成汞齐,这种合金是一种活泼的还原剂,在许多时候比纯钠更适用。钠离子能使火焰呈黄色,可用来灵敏地检测钠的存在。

  以往金属钠主要用于制造车用汽油的抗暴剂,但由于会污染环境,已经日趋减少。金属钠还用来制取钛,及生产氢氧化钠、氨基钠、氰化钠等。熔融的金属钠在增值反应堆中可做热交换剂。


  钾

  原子序数19,原子量39.0983。元素名来源于拉丁文,原意是“碱”。1807年由英国化学家戴维首次用电解法从氢氧化钾熔体中制得金属钾,并定名。钾在地壳中的含量是2.59%,居第七位。重要的价矿物有钾石盐、钾硝石等;海水中含有氯化钾,其含量为氯化钠的1/40;土壤中的钾很容易进入植物组织,所以植物灰中都含有碳酸钾。钾有三种天然同位素:钾39、钾40和钾41。 钾是一种轻而软的低熔点金属;熔点为63.25°C,沸点760°C,密度0.86可/厘米3。 钾比钠活泼,金属钾与水或冰的反应,即使温度低到-100°C,也非常剧烈;与酸的水溶液反应更为剧烈。金属钾在空气中燃烧,易生成橘红色的超氧化钾。金属钾与氢气反应很慢,但在400°C时反应很快。金属钾与一氧化碳反应能生成一种爆炸性的羰基化合物。含钾的化合物能使火焰呈现紫色。

  钾盐是重要的肥料,是植物生长的三大营养元素之一。


  铷

原子序数37,原子量85.4678,稀有碱金属元素。元素名来源于铷光谱上的两条明显的红线,拉丁文原意为“深红色”。1861年,德国化学家本生和基尔霍夫在研究锂云母样品的光谱时发现铷。铷是一种分散性元素,难以独立形成矿物,常与钾共生,主要矿物有锂云母和光卤石。如有两种天然同位素:铷85和铷87,其中铷87有放射性。 铷是低熔点活泼轻金属,熔点38.89°C,沸点686°C,密度1.532克/厘米3。 铷的化学性质与钾相似,但比钾活泼;挥发性铷盐的火焰成紫红色,可用来定性检验铷;金属铷可用钙、镁等还原氯化铷来制备。

   金属铷在光的作用下易放出电子,可制光电管。


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