19 K 39.098

Калий

Щелочной металл Kalium твёрдое

[Ar] 4s¹ · 2 · 8 · 8 · 1

← Ar Аргон Ca Кальций →

Щелочной металл, без которого не работает ни одна живая клетка. Калий настолько активен, что загорается прямо на влажном воздухе, а внутри нейрона его ионы вместе с натрием создают потенциал действия.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 19
Атомная масса: 39.098 а.е.м.
Электронная конфигурация: [Ar] 4s¹
Электроны по оболочкам: 2 · 8 · 8 · 1
Блок: s-блок
Группа: Щелочные металлы
Период: 4
Электроотрицательность (Полинг): 0.82
Электроотрицательность (Аллен): 0.73
Атомный радиус: 243 pm
Ковалентный радиус: 203 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 275 pm
1-я энергия ионизации: 418.8 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 3 052 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 4 420 kJ/mol
Сродство к электрону: 48.4 kJ/mol
Характерные степени окисления: +1
Степени окисления: -1, +1

Физические свойства

Состояние при 25 °C: твёрдое
Плотность: 0.862 g/cm³
Температура плавления: 336.7 K · 63.6 °C
Температура кипения: 1 032 K · 758.9 °C
Скорость звука: 2 000 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 2.33 kJ/mol
Теплота испарения: 76.9 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.757 J/(g·K)
Теплопроводность: 102.5 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: 3.53 GPa
Модуль сдвига: 1.3 GPa
Модуль объёмного сжатия: 3.1 GPa
Коэффициент Пуассона: нет данных
Твёрдость по Моосу: 0.4
Твёрдость по Бринеллю: 0.363 MPa

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: 72 nΩ·m
Магнитный тип: парамагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: нет данных

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: объёмноцентрированная кубическая (ОЦК)
Параметры решётки: a = 532.8 pm

Распространённость

В земной коре: 20 900 mg/kg
В океане: 399 mg/L
Во Вселенной: 3 000 mg/kg
В теле человека: 2 000 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
³⁹K	93.258 %	стабилен	—
⁴⁰K	0.0117 %	1.25 млрд лет	β−, ЭЗ
⁴¹K	6.73 %	стабилен	—

Калий-40 радиоактивен с периодом 1,25 млрд лет и присутствует в каждом организме: человек весом 70 кг содержит около 4400 распадов калия-40 в секунду.

Открытие

Год открытия: 1807
Кто открыл: Хэмфри Дэви
Где: Англия
Происхождение названия: от арабского «аль-кали» — зола растений; символ K от латинского kalium

История

Хэмфри Дэви получил калий 6 октября 1807 года электролизом расплавленного едкого кали — это был первый металл, выделенный электрическим током. Символ K происходит от латинского kalium, восходящего к арабскому «зола растений».

Где встречается

Седьмой элемент коры, 20 900 мг/кг. Промышленное сырьё — сильвин и карналлит из отложений древних морей; крупнейшие месторождения в Канаде, Беларуси и России.

Как получают

Калийные соли добывают шахтным и скважинным способами и обогащают флотацией. Металлический калий получают восстановлением расплавленного KCl натрием.

Роль в живой природе

Главный внутриклеточный катион. Разность концентраций калия внутри и снаружи клетки создаёт мембранный потенциал; резкое повышение калия в крови останавливает сердце.

Безопасность

Металл воспламеняется во влажном воздухе, а с водой реагирует со взрывом. Соли калия при внутривенном введении в больших дозах смертельны — на этом основан один из компонентов состава для казней.

Применение

Калийные удобрения — свыше 90 % всей добычи
Едкое кали для жидкого мыла и биодизеля
Нитрат калия в чёрном порохе и как консервант
Сплав натрия с калием как теплоноситель, жидкий при комнатной температуре

Любопытные факты

Банан слегка радиоактивен именно из-за калия-40 — на этом построена шутливая единица «банановый эквивалент дозы».
Калий-аргоновый распад даёт почти весь аргон земной атмосферы.
Калий горит фиолетовым пламенем.
Калий был первым металлом, полученным электролизом, — за неделю до натрия.