Гидроксиды. 
Общая и неорганическая химия

Все бинарные соединения элементов I группы с кислородом реагируют с водой, образуя гидроксиды. Например:

Гидроксиды щелочных металлов, называемые щелочами, в воде хорошо растворимы и практически полностью диссоциированы:

В чистом виде это твердые бесцветные вещества, плавящиеся без разложения при % 300−350 °С. Только гидроксид лития при нагревании выше Тля = 445 °C теряет воду:

Твердые гидроксиды и их концентрированные растворы сильногигроскопичны, они жадно поглощают влагу и используются для осушения газов, не обладающих кислотными свойствами, в частности аммиака. Уже при обычных условиях твердые щелочи легко реагируют с «кислотными» газами —С0₂, S0₂, N0₂, галогенами, галогенои халькогеноводородами. Поэтому щелочи широко используются для поглощения таких газов и очистки от них кислорода, водорода, азота.

В силу этих причин как твердые щелочи, так и их растворы следует хранить в плотно закрытой посуде.

Наибольшее применение находит NaOH — едкий натр, который в громадных количествах получают в промышленности электролизом раствора хлорида натрия. Он широко применяется при производстве целлюлозы, искусственного шелка, при рафинировании жидких растительных масел и нефти, в мыловаренной промышленности, при синтезе красителей и в других химических производствах.

РАСТВОРЫ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

При обсуждении свойств типичных неметаллов — галогенов, серы, фосфора — неоднократно упоминалась их способность растворяться в некоторых растворителях, из которых затем они могут быть выделены в неизменном виде. Такими растворителями для неметаллов являются малополярные вещества вроде CS₂, ССЦ или бензола. По мере перехода от молекулярных кристаллов к атомным и металлическим способность растворяться без химических реакций постепенно уменьшается, и простые вещества элементов IV и III групп переходят в раствор только в результате химического превращения.

В случае щелочных металлов связи в металлических кристаллах, осуществляемые единственным валентным электроном (разумеется, в расчете на один атом; конечно, связь в кристалле осуществляется всеми валентными электронами), настолько слабы, что появляется возможность их разрушения в результате межмолекулярных, а не химических, в полном смысле этого слова, взаимодействий.

Так, в отсутствие следов железа все щелочные металлы достаточно хорошо растворимы в жидком аммиаке. При этом образуются голубые или синие растворы, из которых металлы могут быть выделены в неизменном виде после испарения аммиака. Подобным же образом натрий и другие металлы могут быть растворены (но в меньших количествах) в некоторых органических растворителях-аминах и эфирах. Все эти растворы обладают хорошей электропроводимостью, что говорит о ионной природе растворенных частиц. Различными методами доказано, что во всех случаях имеет место равновесие:

Как катион металла, так и электрон сильно сольватируются молекулами растворителя; например, в аммиаке образуются ионы Na (NH₃)4,иэто приводит к общему выигрышу энергии при растворении.

Очевидно, что сольватированные электроны в заметных количествах не могут существовать в растворах, содержащих протоны, так как непременно должна идти реакция.

или, иначе, обмен электроном между атомом металла и протоном:

В водных растворах этот процесс количественно характеризуется стандартным восстановительным потенциалом. Для щелочных металлов ?*? практически одинаковы и равны —2,9 В. Такие большие отрицательные значения Е° говорят о том, что ни при каких условиях щелочные металлы не могут сосуществовать с водой и любыми водными растворами, а значит, не могут быть восстановлены из водного раствора.

Действительно, все щелочные металлы энергично, во многих случаях со взрывом, реагируют с водой и растворами кислот. Со щелочными растворами, в которых концентрация протонов мала, реакции идут более спокойно. Натрий, брошенный на поверхность воды, немедленно плавится за счет теплоты реакции, а иногда поджигает выделяющийся водород:

Калий всегда реагирует с водой со вспышкой или со взрывом.