ChemStudy

Из тяжелых щелочных металлов техническое применение находит только цезий, который благодаря малому потенциалу ионизации используется для создания фоточувствительных слоев в вакуумных фотоэлементах.

Простое вещество натрий

В виде простого вещества натрий – легкий (пл. 0,97 г/см3), мягкий серебристо-белый металл со сравнительно невысокими температурами плавления (98°C) и кипения (883°C).

По химическим свойствам это активнейший металл. На воздухе тотчас окисляется, образуя рыхлые продукты окисления. При обычной температуре самовоспламеняется в атмосфере фтора и хлора. При небольшом подогревании энергично взаимодействует с жидким бромом, серой, йодом, водородом и др.

С многими металлами натрий образует интерметаллические соединения. Например, с оловом он дает ряд соединений: NaSn6, NaSn4, NaSn3, NaSn2, NaSn, Na2Sn, Na3Sn и др. С некоторыми металлами дает твердые растворы. Эвтектический сплав 24% Na и 76% K представляет собой жидкость (температура кристаллизации –12,6°C).

Натрий используется в металлотермии. Металлический натрий и его жидкий сплав с калием используется в органическом синтезе. Как восстановитель часто применяется амальгама натрия. Натрий используется также в качестве теплоносителя в ядерных энергетических установках, в клапанах авиационных двигателей, в химических производствах, где требуется равномерный обогрев в пределах 450 – 650°C.

Натрий получают электролизом расплавленного NaCl и реже NaOH. При производстве натрия из NaCl (т. пл. 800°C) температуру плавления электролита снижают (до 575 – 585°C) добавкой KCl, CaCl2, NaF или других солей. Натрий хранят в запаянных сосудах или под керосином.

Элементы подгруппы калия

Калий K, Рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr – полные электронные аналоги. Хотя у атомов щелочных металлов число валентных электронов одинаково, свойства элементов подгруппы калия отличаются от свойств натрия и, особенно, лития. Это обусловлено заметным различием величины радиусов их атомов и ионов. Кроме того, у лития в предвнешнем квантовом слое 2 электрона, а у элементов подгруппы калия – 8. В таблице 1-2 приложения I приведены сведения о литии, натрии и элементах подгруппы калия.

Элементы подгруппы калия – наиболее типичные металлические элементы – катионогены. При этом с повышением порядкового номера этот признак у элементов усиливается. Для них наиболее характерны соединения с преимущественно ионным типом связи. Вследствие незначительного поляризирующего действия ионов (малый заряд, устойчивость электронной структуры, большие размеры), комплексообразование для K+, Rb+, Cs+, Fr+ нехарактерно; даже кристаллогидраты для них почти неизвестны.

Наиболее важными минералами калия являются: сильвин KCl, сильвинит NaCl×KCl, карналлит KCl×MgCl2×6H2O, каинит KCl×MgSO4×3H2O.

Рубидий и цезий содержатся в минералах калия. Франций радиоактивен, стабильных изотопов не имеет. Он открыт в 1939г. в продуктах радиоактивного распада урана (4×10-28г. на 1 грамм природного урана). Его получают искусственно. Наиболее долгоживущий изотоп 212Fr (T1/2 = 20 мин) образуется при облучении урана протонами:

238U (p, 6p21n)212Fr

Вследствие малого периода полураспада изотопов сколько-нибудь заметных количеств франция накопить не удается, поэтому его свойства изучены недостаточно.

Простые вещества подгруппы калия

В виде простых веществ калий и его аналоги – блестящие серебристо-белые (за исключением золотисто-желтого цезия) металлы с объемно-центрированной кристаллической решеткой (как Li и Na). Основные физические константы этих элементов приведены в таблице 1-3 приложения I.

ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА , то же, что диаграмма состояния.

ФЕРМЕНТЫ (от лат . fermentum - закваска) (энзимы), биологические катализаторы, присутствующие во всех живых клетках. Осуществляют превращения веществ в организме, направляя и регулируя тем самым его обмен веществ. По химической природе - белки. Ферменты обладают оптимальной активностью при определенном рН, наличии необходимых коферментов и кофакторов, отсутствии ингибиторов. Каждый вид ферментов катализирует превращение определенных веществ (субстратов), иногда лишь единственного вещества в единственном направлении. Поэтому многочисленные биохимические реакции в клетках осуществляет огромное число различных ферментов. Все ферменты подразделяются на 6 классов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы и лигазы. Многие ферменты выделены из живых клеток и получены в кристаллическом виде (впервые в 1926). Ферментные препараты применяют в медицине, в пищевой и легкой промышленности.

ФАРСАЛ , битва при Фарсале (9 августа по римскому, 6 июня по юлианскому календарю в 48 до н. э.), решившая исход борьбы между Цезарем и Помпеем Великим за единоличную власть над Римом и ознаменовавшая конец римской республики и начало империи.Предыстория битвыСилы Помпея, состоявшие из опытных римских воинов (ок. 45 тыс. пехоты и 7 тыс. конницы), значительно превосходили войско Цезаря (22 тыс. пехоты и 1 тыс. всадников). Сразу после высадки своих войск в Фессалии Цезарь едва не был полностью разгромлен, и только недальновидность Помпея, прекратившего преследование бегущих солдат Цезаря, спасла его от полного разгрома. В поисках продовольствия Цезарь решил уйти вглубь страны, в цветущие районы Фессалии. Здесь ему удалось в один день захватить почти неприступную крепость Гомф и тем самым восстановить боеспособность войска. Помпей, совершенно убежденный в своей победе, следовал за ним.Подготовка сраженияЦезарь остановился лагерем в равнине возле г. Фарсал, весьма удобной для сражения малыми силами. Несмотря на незначительность своих сил, он был заинтересован в немедленном сражении, т. к. снабжение войска на вражеской территории в непосредственной близости сильного противника было почти невозможно. Военачальник Лабиен и другие убеждали Помпея, что от прежних легионов Цезаря осталась лишь жалкая горстка, в основном новобранцев. Многие из приближенных Помпея уже распределяли между собой места консулов и преторов. Уверившись в своем превосходстве, Помпей решил дать генеральное сражение. Цезарь, дабы его воины не надеялись на отступление в лагерь в случае поражения, приказал срыть укрепления, оставив для охраны лагеря 4 тыс. престарелых воинов.Ход сраженияНа рассвете 9 августа оба войска были выстроены в прямую линию, разделенную на три отряда; конница располагалась на флангах. Помпей оставался в лагере. Цезарь, как обычно, командовал на фланге 10-м легионом. Заметив это, Помпей приказал сосредоточить на этом направлении основные силы своей конницы, состоящей из юношей аристократических семей. Цезарь, в свою очередь, поставил здесь в засаде 3 тыс. опытных воинов, приказав им при подходе конницы метать копья, направляя их в лоб всадников. Расчет был верен, юные аристократы особенно опасались за свою внешность.Помпей рассчитывал с помощью превосходящей конницы окружить противника, однако удары отряда из засады привели всадников в замешательство, а затем обратили в беспорядочное бегство. 10-й легион начал окружать фланг Помпея и с разбега сломил линию обороны фаланги противника. Отступление левого крыла войска послужило сигналом к бегству для союзных Помпею войск, почти не участвовавших в сражении. Затем начало отступать и правое крыло; видя это, Помпей бежал в лагерь. Между тем, Цезарь преследовал лишь союзные войска Помпея, к италийцам же послал глашатаев, обещавших неприкосновенность согражданам. Те толпами стали переходить на сторону Цезаря. К концу дня войска Цезаря подступили к лагерю Помпея, который бежал сначала в г. Лариса, а затем морем в Египет, где вскоре был предательски убит, а голова его впоследствии была выдана Цезарю. Из сторонников Помпея в сражении погибло около 6 тыс. италийцев, не считая многочисленных союзников; потери Цезаря были незначительны.Победа Цезаря была полной. Он стал единоличным правителем Рима.Литература:См. при статье Цезарь.Л. Л. Кофанов