Litowce

LITOWCE to pierwiastki chemiczne stanowiące 1 grupę (dawniej I grupę gł.) układu okresowego pierwiastków: lit (Li), sód (Na), potas (K), rubid (Rb), cez (Cs) i promieniotwórczy frans (Fr); są metalami lekkimi, miękkimi (można je krajać nożem), łatwo topliwymi, bardzo aktywnymi chemicznie; bez dostępu powietrza mają barwę srebrzystobiałą; w powietrzu (zwł. wilgotnym) energicznie utleniają się (należy przechowywać je pod naftą); gwałtownie reagują z wodą z wydzieleniem wodoru i utworzeniem odpowiednich wodorotlenków, które należą do najmocniejszych zasad; litowce łączą się bezpośrednio z wodorem i fluorowcami, lit także z azotem i węglem; są pierwiastkami najbardziej elektrododatnimi; w związkach występują na I stopniu utlenienia; lotne związki litowców barwią płomień, dając charakterystyczne linie w części widzialnej widma. W przyrodzie występują jedynie w postaci związanej. Otrzymuje się je gł. przez elektrolizę stopionych chlorków lub wodorotlenków, a także rozkład termiczny azydków bądź redukcję chlorków za pomocą metalicznego wapnia. Czyste litowce, a zwł. ich związki, znalazły b. wiele zastosowań. Dawniej pot. zw. metalami alkalicznymi.
LIT, Li, lithium, pierwiastek chem. o liczbie atom. 3, masie atom. 6,941; należy do grupy litowców; srebrzystobiały, miękki, b. aktywny chemicznie metal; temp. topn. 180,5C, temp. wrz. 1342C, gęstość 0,53 g/cm 3 (najlżejszy z pierwiastków stałych); stopień utlenienia I; spalany w powietrzu tworzy tlenek Li2O i w nieznacznej ilości nadtlenek Li2O2; bezpośrednio łączy się z wodorem, fluorowcami, azotem, węglem; wodorotlenek litu LiOH jest trudno rozp. mocną zasadą. W przyrodzie lit występuje w niewielkich ilościach; tworzy własne minerały (gł. lepidolit, spodumen, ambligonit) lub nagromadza się w innych minerałach (np. w biotycie, turmalinie). Stosowany jako dodatek do stopów (np. aluminium, ołowiu), odtleniacz w produkcji innych metali, do wyrobu anod w bateriach o długim czasie życia (ogniwo litowe), do otrzymywania związków litoorganicznych; związki litu są używane w produkcji specjalnego szkła, porcelany, emalii, do wyrobu ogni sztucznych (czerwone zabarwienie płomienia) oraz w lecznictwie. Lit odkrył 1817 A. Arfvedson, w czystej postaci zaś otrzymali 1855 R.W. Bunsen i A. Matthiessen.
CEZ [łac.], Cs, caesium, pierwiastek chem. o liczbie atom. 55, masie atom. 132,905; należy do grupy litowców; b. miękki, lekki, srebrzysty metal; temp. topn. 28,4C, temp. wrz. 669,3C, gęstość 1,87 g/cm3; b. aktywny chemicznie; stopień utlenienia I; w powietrzu spala się na nadtlenek CsO2; reaguje gwałtownie z wodą tworząc wodorotlenek CsOH, będący najmocniejszą zasadą; sole cezu, np. chlorek CsCl, węglan Cs2CO3, siarczan Cs2SO4, są rozp. w wodzie; w przyrodzie cez towarzyszy innym litowcom, występuje jednak tylko w śladowych ilościach (np. w pollucycie); cez służy m.in. do pokrywania wnętrz fotodiod, a jego parami zmieszanymi z argonem wypełnia się lampy elektronowe; c. jest też jonowym źródłem napędu rakietowego poza atmosferą ziemską; promieniotwórczy izotop 137Cs jest używany jako źródło promieniowania γ w medycynie i defektoskopii. C. odkryli 1860 R.W. Bunsen i G.R. Kirchhoff.
FRANS, Fr, francium, promieniotwórczy pierwiastek chem. o liczbie atom. 87, liczbie masowej najtrwalszego izotopu 223 (T1/2 = 22 min); metal należący do grupy litowców; pierwiastek najmniej elektroujemny; stopień utlenienia I; podobnie jak cez b. aktywny chemicznie; mało zbadany; człon naturalnego szeregu promieniotwórczego uranowo-aktynowego; odkryty 1939 przez franc. uczoną M. Perey.
SÓD, Na, natrium, pierwiastek chem. o liczbie atom. 11, masie atom. 22,9898; należy do grupy litowców; miękki, b. lekki metal o srebrzystym połysku; w powietrzu matowieje (pokrywa się warstwą tlenku); temp. topn. 97,8C, temp. wrz. 882,9C, gęstość 0,97 g/cm3; jest pierwiastkiem silnie elektrododatnim i b. aktywnym chemicznie — musi być przechowywany w nafcie lub w atmosferze gazu obojętnego; ma właściwości redukujące; bezpośrednio łączy się z wodorem, fluorowcami, w stanie sproszkowanym — z siarką; energicznie reaguje z wodą wydzielając wodór i tworząc wodorotlenek sodu NaOH; spalany w tlenie tworzy gł. nadtlenek sodu. Na2O2; w związkach przyjmuje stopień utlenienia I; lotne sole sodu barwią płomień na żółto. Występuje w przyrodzie w stanie związanym; najważniejszym minerałem sodu jest halit (sól kamienna), wchodzi też w skład innych minerałów, w postaci rozp. soli znajduje się w wodach mor. i niektórych jeziornych; wchodzi w skład organizmów żywych (m.in. jako jon Na+ bierze udział, wraz z jonami K+, w przewodnictwie impulsów elektrochem.); występuje też w atmosferze Słońca. Otrzymywany przez elektrolizę stopionego chlorku sodu NaCl (z dodatkiem składników obniżających temperaturę topnienia) lub stopionego wodorotlenku sodu. Stosowany w metalurgii (domieszka do stali, odtleniacz i reduktor w procesie otrzymywania niektórych metali), w technice jądr. (jako czynnik chłodzący), w syntezach org. (jako reduktor, katalizator procesów polimeryzacji i kondensacji, do odwadniania cieczy org.), w lampach sodowych; liczne związki sodu są stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Sód otrzymał 1807 ang. chemik i fizyk H.B. Davy.
POTAS [franc. < hol.], K, kalium, pierwiastek chem. o liczbie atom. 19, masie atom. 39,0983, należy do grupy litowców; srebrzystobiały, miękki, lekki metal; temp. topn. 63,25C, temp. wrz. 760C, gęstość 0,862 g/cm3; b. aktywny chemicznie; w wilgotnym powietrzu gwałtownie utlenia się (potasu tlenki); energicznie reaguje z wodą (zapala się) i kwasami, wydzielając wodór i tworząc odpowiednio wodorotlenek potasu lub sole potasowe; ma właściwości silnie redukujące; występuje na I stopniu utlenienia; lotne sole potasu barwią płomień na kolor fioletoworóżowy. W przyrodzie b. rozpowszechniony; występuje tylko w stanie związanym; najważniejszymi minerałami potasu są m.in.: skalenie potasowe (ortoklaz, mikroklin), muskowit, sylwin, kainit, karnalit, polihalit, nitrokalit (saletra potasowa); związki potasu występują też w wodzie morskiej. Potas jest pobierany przez rośliny jako składnik konieczny do ich rozwoju; w organizmie zwierząt wyższych jon K+ (z jonem sodu) bierze udział w przewodnictwie impulsów elektrochem. w komórce. Metaliczny potas otrzymuje się przez elektrolizę stopionego wodorotlenku lub chlorku potasu, albo działanie węglika wapnia (karbidu) na fluorek lub chlorek potasu. Zastosowanie potasu metalicznego jest b. ograniczone ze względu na jego aktywność i wysoką cenę; jest używany m.in. jako reduktor w syntezie org., w stopie z sodem jako chłodziwo w reaktorach jądr., do pokrywania wnętrz fotokomórek; naturalny promieniotwórczy izotop potasu 40K jest stosowany w badaniach chem., biol., także w geochronologii; szerokie zastosowanie mają związki potasu (np. jako nawozy). Potas po raz pierwszy otrzymał 1807 H.B. Davy.
RUBID [łac.], Rb, rubidium, pierwiastek chem. o liczbie atom. 37, masie atom. 85,467; należy do grupy litowców; srebrzystobiały metal, b. miękki, lekki, łatwo topliwy; temp. topn. 38,89C, temp. wrz. 686C, gęstość 1,53 g/cm3; w związkach występuje na stopniu utlenienia I; oprócz cezu i fransu jest pierwiastkiem najbardziej elektrododatnim i najbardziej aktywnym chemicznie; spalany w powietrzu tworzy ponadtlenek RbO2; gwałtownie reaguje z wodą, wydzielając wodór i tworząc wodorotlenek rubidu RbOH, który jest b. mocną zasadą; sole rubidu wykazują podobieństwo do odpowiednich soli potasu. W przyrodzie występuje w stanie rozproszonym, zwykle w minerałach potasu (gł. w skaleniach, łyszczykach). Stosowany do pokrywania wnętrz komórek fotoelektr. oraz do produkcji specjalnych szkieł opt. i szkła laboratoryjnego; izotop 87Rb jest stosowany w geochronologii. Rubid odkryli 1861 R.W. Bunsen i G.R. Kirchhoff.
WODÓR, H, hydrogenium, pierwiastek chem. o liczbie atom. 1, masie atom. 1,00794; rozpoczyna układ okresowy pierwiastków; ma 3 izotopy: wodór lekki 11H (prot) oraz wodór ciężki 21H i 31H (deuter, tryt); gaz bezb., bezwonny, słabo rozp. w wodzie, najlżejszy ze wszystkich pierwiastków; temp. topn. –259,14C, temp. wrz. –252,87C, gęstość 0,08987 g/dm3; tworzy cząsteczki dwuatom. H2, występujące w 2 odmianach (ortowodór i parawodór); jest najlepszym spośród gazów przewodnikiem ciepła; łatwo dyfunduje przez materiały porowate; jest pochłaniany przez niektóre metale (np. pallad); szczególnie reaktywny jest wodór in statu nascendi [łac. 'w chwili powstania'], zwykłe reakcje z wodorem wymagają ogrzewania; ma właściwości silnie redukujące; palny, z tlenem tworzy mieszaninę wybuchową; reaguje bezpośrednio z fluorem, z chlorem — podczas naświetlania (obie reakcje przebiegają gwałtownie), po ogrzaniu łączy się z azotem, siarką, niektórymi metalami; występuje na I, niekiedy -I stopniu utlenienia.
Do najważniejszych związków wodoru należą m.in.: woda, nadtlenek wodoru, fluorowcowodory, amoniak, siarkowodór, wodorki metali, węglowodory i wiele innych związków organicznych.
Wodór w stanie wolnym występuje w minim. ilościach w gazach wulk. i w atmosferze ziemskiej; stanowi ok. 50% masy Słońca i innych gwiazd, występuje w atmosferze wielu planet, w mgławicach gazowych i przestrzeni międzygwiezdnej; w stanie związanym jest b. rozpowszechniony; najpospolitszy związek wodoru — woda oraz liczne związki org. stanowią podstawowe składniki materii. W technice otrzymywany gł. z gazu wodnego, ziemnego lub koksowniczego, a także przez elektrolizę wodnych roztworów zasad i kwasów, w laboratorium — zwykle przez działanie kwasów na metale nieszlachetne. Stosowany do syntez wielu związków org., amoniaku, chlorowodoru, do uwodorniania olejów, tłuszczów, paliw; w palnikach (tlenowo-wodorowych, fluoro-wodorowych) służy do topienia, spawania i cięcia metali; dawniej używany do napełniania balonów (obecnie zastąpiony niepalnym helem). Wodór otrzymał 1766 H. Cavendish.