K 19

Калий (K)

Щелочной металл
Период: 4 Группа: 1 Блок: s

Твердое вещество

Стандартная относительная атомная масса

39,0983 u

Электронная конфигурация

[Ar] 4s1

Температура плавления

63,38 °C

Температура кипения

758,85 °C

Плотность

890 kg/m³

Степени окисления

−1, +1

Электроотрицательность (по Полингу)

0,82

Энергия ионизации (1-я)

4,340664 eV

Год открытия

1807

Атомный радиус

220 pm

Подробные сведения

Происхождение названия Английский: pot ash; символ от латинского: kalium, (щелочь).
Страна открытия Англия
Первооткрыватели сэр Хамфри Дэви

Калий — щелочной металл и важный породообразующий и биологический элемент. В природе он встречается только в соединениях, главным образом в виде K⁺ в солях, полевых шпатах, слюдах и глинистых минералах. Металл обладает высокой электроотрицательностью, энергично реагирует с водой и хранится вдали от воздуха и влаги. В живых клетках калий является основным внутриклеточным катионом и играет центральную роль в осмотическом балансе и электрической сигнализации.

Это один из наиболее реакционноспособных и электроотрицательных металлов. За исключением лития, это самый лёгкий известный металл. Он мягкий, легко режется ножом и сразу после вскрытия свежей поверхности имеет серебристый вид. Он быстро окисляется на воздухе и должен храниться в минеральном масле, например в керосине.

Как и другие металлы щелочной группы, он разлагается в воде с выделением водорода. На воде он самовоспламеняется. Калий и его соли придают пламени фиолетовый цвет.

Название происходит от английского "potash" или "pot ashes", поскольку он встречается в едком поташе (KOH). Символ K происходит от латинского kalium через арабское qali, означающее щелочь. Впервые был выделен британским химиком Хамфри Дэви в 1807 году при электролизе поташа (KOH).

Хотя калий является восьмым по распространенности элементом на Земле и составляет около 2,1% земной коры, это очень реакционноспособный элемент, и в природе в свободном виде не встречается. Металлический калий впервые был выделен сэром Хамфри Дэви в 1807 году путем электролиза расплавленного едкого поташа (KOH). Через несколько месяцев после открытия калия Дэви тем же методом выделил натрий. Калий можно получить из минералов сильвита (KCl), карналлита (KCl·MgCl2·6H2O), лангбейнита (K2Mg2(SO4)3) и полигалита (K2Ca2Mg(SO4)4·2H2O). Эти минералы часто встречаются в древних озерных и морских отложениях. Едкий поташ, еще один важный источник калия, в основном добывают в Германии, Нью-Мексико, Калифорнии и Юте. Чистый калий — мягкий, воскообразный металл, который легко режется ножом. Он реагирует с кислородом с образованием супероксида калия (KO2), а с водой — с образованием гидроксида калия (KOH), водорода и тепла. Выделяется достаточно тепла, чтобы воспламенить водород. Чтобы предотвратить его реакцию с кислородом и водой воздуха, образцы металлического калия обычно хранят погруженными в минеральное масло.

От английского слова potash — pot ashes; латинское kalium, арабское qali, щелочь. Открыт в 1807 году Дэви, который получил его из едкого поташа (KOH); это был первый металл, выделенный электролизом.

Изображения

Свойства

Физические свойства

Атомный радиус (эмпирический)
220 pm Сравнить Атомный радиус (эмпирический) у всех элементов →
Ковалентный радиус
203 pm Сравнить Ковалентный радиус у всех элементов →
Ван-дер-ваальсов радиус
275 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
Металлический радиус
203 pm Сравнить Металлический радиус у всех элементов →
Плотность
890 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
Молярный объём
0,0453 L/mol
Фаза при стандартных температуре и давлении
Твёрдое вещество Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
Температура плавления
63,38 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
Температура кипения
758,85 °C Сравнить Температура кипения у всех элементов →
Теплопроводность
79 Вт/(м·К) Сравнить Теплопроводность у всех элементов →
Удельная теплоёмкость
0,757 Дж/(г·К) Сравнить Удельная теплоёмкость у всех элементов →
Молярная теплоёмкость
29,6 Дж/(моль·К) Сравнить Молярная теплоёмкость у всех элементов →
Кристаллическая структура
Объёмно-центрированная кубическая Сравнить Кристаллическая структура у всех элементов →

Химические свойства

Электроотрицательность (по Полингу)
0,82 Сравнить Электроотрицательность (по Полингу) у всех элементов →
Электроотрицательность (по Аллену)
0,734
Сродство к электрону
0,5014 eV
Энергия ионизации (1-я)
4,340664 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (2-я)
31,625109 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (3-я)
45,803258 eV Сравнить Энергия ионизации (3-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (4-я)
60,91721 eV Сравнить Энергия ионизации (4-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (5-я)
82,660285 eV Сравнить Энергия ионизации (5-я) у всех элементов →
Степени окисления
−1, +1 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
Валентные электроны
1 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
Электронная конфигурация
[Ar] 4s1

Термодинамические свойства

Критическая точка (температура)
1950 °C
Критическая точка (давление)
1,6e+7 Pa
Теплота плавления
0,02414883 eV Сравнить Теплота плавления у всех элементов →
Теплота испарения
0,79701508 eV Сравнить Теплота испарения у всех элементов →
Теплота сублимации
0,92449604 eV
Теплота атомизации
0,92449604 eV
Энтальпия атомизации
0,92242317 eV

Ядерные свойства

Протоны
19 Сравнить Протоны у всех элементов →
Нейтроны
20 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
Известные изотопы
29 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
Стабильные изотопы
2 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
Наиболее стабильный изотоп
K-39
Год открытия
1807

Распространённость

Содержание в земной коре
2,09e+4 мг/кг Сравнить Содержание в земной коре у всех элементов →
Содержание в океане
399 мг/л Сравнить Содержание в океане у всех элементов →

Кристаллическая структура

Параметр решётки a
523 pm

Электронная структура

Электроны по оболочкам
2, 8, 8, 1 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →

Идентификаторы

Номер CAS
7440-09-7 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
Символ терма
2S1/2
InChI
InChI=1S/K
Ключ InChI
ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Измеренные

Заряд иона
Протоны 19
Электроны 19
Заряд Нейтральный атом
Конфигурация K: 4s¹
Электронная конфигурация
Измеренные
[Ar] 4s¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹
Орбитальная диаграмма
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
1/2 1↑
Всего электронов: 19 Неспаренные: 1 ?

Модель атома

Протоны 19
Нейтроны 20
Электроны 19
Массовое число 39
Стабильность Стабильный

Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.

Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.

Атомный отпечаток

Спектр излучения / поглощения

25 / 50 (50 50 с интенсивностью)
Измеренные
Излучение Видимый диапазон: 380–750 нм

Распределение изотопов

3993,2581%416,7302%Массовое числоСодержание в природе (%)
Массовое числоАтомная масса (а. е. м.)Содержание в природеПериод полураспада
39 Стабильный38,9637064864 ± 0,000000004993,2581%Стабильный
41 Стабильный40,9618252579 ± 0,00000000416,7302%Стабильный
Измеренные

Фаза / агрегатное состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое вещество 25 °C (298,15 К)

Причина: на 38,4 °C ниже температуры плавления (63,38 °C)

Температура плавления 63,38 °C
Температура кипения 758,85 °C
Ниже температуры плавления на 38,4 °C
0 К Текущая температура: 25 °C 6000 К
Шкала фазовых состояний

Схематично, без соблюдения масштаба

Твёрдое вещество
Жидкость
Газ
Плавление
Кипение
25°C
Твёрдое вещество
Жидкость
Газ
Текущее значение

Температуры фазовых переходов

Температура плавления Из литературы
63,38 °C
Температура кипения Из литературы
758,85 °C
Текущая фаза Расчётные
Твёрдое вещество

Энергии переходов

Теплота плавления Из литературы
0,02414883 eV

Энергия, необходимая для плавления 1 моль вещества при температуре плавления

Теплота испарения Из литературы
0,79701508 eV

Энергия, необходимая для испарения 1 моль вещества при температуре кипения

Теплота сублимации Из литературы
0,92449604 eV

Энергия, необходимая для сублимации 1 моль вещества при температуре сублимации

Плотность

Справочная плотность Из литературы
890 kg/m³

При стандартных условиях

Текущая плотность Расчётные
890 kg/m³

При стандартных условиях

Расширенные данные

Критическая точка Из литературы
1950 °C

Атомные спектры

Показано 10 из 22. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Данные об энергетических уровнях ?

ИонЗарядУровни
41K I Изотоп08
40K I Изотоп03
39K I Изотоп0123
K I 0299
K II +197
K III +240
K IV +338
K V +440
K VI +528
K VII +681
Данные NIST об энергетических уровнях →
19 K 39.0983

Калий — Визуализатор атомных орбиталей

[Ar]4s1
Энергетические уровни 2 8 8 1
Степени окисления -1, +1
HOMO 4s n=4 · l=0 · m=0
Калий — предварительный просмотр визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
19 K 39.0983

Калий — Визуализатор кристаллической структуры

Объёмно-центрированная кубическая · Символ Пирсона cI2
Экспериментальные
Символ Пирсона cI2
Коорд. число 8
Коэффициент упаковки 68.000%
Калий — предварительный просмотр визуализатора кристаллической структуры
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+14Нет данных137 пм
+16Нет данных138 пм
+17Нет данных146 пм
+18Нет данных151 пм
+19Нет данных155 пм
+110Нет данных159 пм
+112Нет данных164 пм

Соединения

K+
39,098 а. е. м.
K
39,098 а. е. м.
K
39,964 а. е. м.
K
42,961 а. е. м.
K
41,962 а. е. м.
K
37,969 а. е. м.
K
38,964 а. е. м.
K
43,962 а. е. м.
K
44,961 а. е. м.
K+
39,964 а. е. м.
K+
37,969 а. е. м.
K+
38,964 а. е. м.
K+
42,961 а. е. м.
K+
41,962 а. е. м.
K
40,962 а. е. м.

Изотопы (2)

Seventeen isotopes of potassium are known. Ordinary potassium is composed of three isotopes, one of which is 40°K (0.0118%), a radioactive isotope with a half-life of 1.28 x 109 years.

Массовое числоАтомная масса (а. е. м.)Содержание в природеПериод полураспадаТип распада
39 Стабильный38,9637064864 ± 0,000000004993,2581% ± 0,0044%Стабильный
stable
41 Стабильный40,9618252579 ± 0,00000000416,7302% ± 0,0044%Стабильный
stable
39 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 38,9637064864 ± 0,0000000049
Содержание в природе 93,2581% ± 0,0044%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
41 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 40,9618252579 ± 0,0000000041
Содержание в природе 6,7302% ± 0,0044%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 141. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтепень ионизацииТипПереходТочностьИсточник
693.8764 нм20K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.6s 2SИзмереннаяNIST
691.10815 нм19K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.6s 2SИзмереннаяNIST
404.41422 нм18K Iemission3p6.4s 2S → 3p6.5p 2P*ИзмереннаяNIST
404.72132 нм17K Iemission3p6.4s 2S → 3p6.5p 2P*ИзмереннаяNIST
580.17662 нм17K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.7s 2SИзмереннаяNIST
583.18899 нм17K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.5d 2DИзмереннаяNIST
578.23999 нм16K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.7s 2SИзмереннаяNIST
581.21521 нм15K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.5d 2DИзмереннаяNIST
535.95761 нм14K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.6d 2DИзмереннаяNIST
533.96873 нм13K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.8s 2SИзмереннаяNIST
511.225448 нм12K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.7d 2DИзмереннаяNIST
532.32786 нм12K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.8s 2SИзмереннаяNIST
534.29693 нм12K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.6d 2DИзмереннаяNIST
693.62861 нм12K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.4d 2DИзмереннаяNIST
696.46903 нм12K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.4d 2DИзмереннаяNIST
464.23725 нм11K Iemission3p6.4s 2S → 3p6.3d 2DИзмереннаяNIST
509.717137 нм11K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.7d 2DИзмереннаяNIST
509.920005 нм11K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.9s 2SИзмереннаяNIST
464.1875 нм10K Iemission3p6.4s 2S → 3p6.3d 2DИзмереннаяNIST
496.503213 нм10K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.8d 2DИзмереннаяNIST
508.423399 нм10K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.9s 2SИзмереннаяNIST
482.924 нм9K IIemission3p5.4s 3P* → 3p5.4p 3SИзмереннаяNIST
486.975897 нм9K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.9d 2DИзмереннаяNIST
495.081801 нм9K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.8d 2DИзмереннаяNIST
495.614802 нм9K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.10s 2SИзмереннаяNIST
389.7896 нм8K IIemission3p5.4s 3P* → 3p5.4p 1DИзмереннаяNIST
418.6232 нм8K IIemission3p5.4s 3P* → 3p5.4p 3DИзмереннаяNIST
460.849 нм8K IIemission3p5.4s 1P* → 3p5.4p 1DИзмереннаяNIST
480.43395 нм8K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.10d 2DИзмереннаяNIST
485.609209 нм8K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.9d 2DИзмереннаяNIST
486.348075 нм8K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.11s 2SИзмереннаяNIST
500.564 нм8K IIemission3p5.4s 3P* → 3p5.4p 3SИзмереннаяNIST
612.028 нм8K IIemission3p5.3d 3F* → 3p5.4p 3DИзмереннаяNIST
381.7547 нм7K IIemission3p5.4p 3D → 3p5.(2P*<3/2>).5s 2[3/2]*ИзмереннаяNIST
400.122 нм7K IIemission3p5.4s 3P* → 3p5.4p 3PИзмереннаяNIST
413.4705 нм7K IIemission3p5.4s 3P* → 3p5.4p 3DИзмереннаяNIST
422.296 нм7K IIemission3p5.4s 1P* → 3p5.4p 3PИзмереннаяNIST
422.566 нм7K IIemission3p5.3d 3P* → 3p5.4p 1DИзмереннаяNIST
426.334 нм7K IIemission3p5.4s 3P* → 3p5.4p 3DИзмереннаяNIST
430.498 нм7K IIemission3p5.3d 3P* → 3p5.4p 1DИзмереннаяNIST
430.911 нм7K IIemission3p5.4s 1P* → 3p5.4p 3PИзмереннаяNIST
438.816 нм7K IIemission3p5.4s 1P* → 3p5.4p 1PИзмереннаяNIST
475.737719 нм7K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.11d 2DИзмереннаяNIST
479.104132 нм7K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.10d 2DИзмереннаяNIST
484.98645 нм7K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.11s 2SИзмереннаяNIST
505.625 нм7K IIemission3p5.3d 3P* → 3p5.4p 3SИзмереннаяNIST
630.728 нм7K IIemission3p5.3d 3F* → 3p5.4p 3DИзмереннаяNIST
696.41712 нм7K Iemission3p6.4p 2P* → 3p6.4d 2DИзмереннаяNIST
380.0162 нм6K IIemission3p5.4p 3D → 3p5.(2P*<3/2>).5s 2[3/2]*ИзмереннаяNIST
381.657 нм6K IIemission3p5.4p 3P → 3p5.4d 3P*ИзмереннаяNIST

Расширенные данные о свойствах

Ковалентные радиусы (расширенные данные)

Ковалентный радиус (по Пююккё)
196 pm
Ковалентный радиус (по Пююккё, двойная связь)
193 pm
Ковалентный радиус (по Брэггу)
207 pm

Ван-дер-ваальсовы радиусы

Bondi
275 pm
Batsanov
280 pm
Alvarez
273 pm
UFF
381,2 pm
MM3
309 pm

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (по Раму)
234 pm
Металлический радиус (КЧ 12)
235 pm

Шкалы нумерации

Mendeleev
3
Pettifor
10
Glawe
10

Шкалы электроотрицательности

Ghosh
0
Miedema
2
Gunnarsson–Lundqvist
2
Robles–Bartolotti
1

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость
289,7 a.u.
Дипольная поляризуемость (неопределённость)
0,3 a.u.
C₆
3923 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
3910 Ha·Bohr6

Параметры Мидемы

Молярный объём по Мидеме
45,63 cm3/mol
Электронная плотность по Мидеме
0

Риски поставок и экономика

Концентрация производства
21
Относительный риск поставок
5
Распределение запасов
61
Политическая стабильность (ведущий производитель)
81
Политическая стабильность (страна с крупнейшими запасами)
81

Фазовые переходы и аллотропные модификации

Температура плавления336,65 K
Температура кипения1032,15 K
Критическая точка (температура)2223,15 K
Критическая точка (давление)16 MPa

Категории степеней окисления

+1 main
−1 extended

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (6)
nОрбитальσ
1s0,5105
2p3,9728
2s5,9938
3p11,2744
3s10,3201
4s15,5048
Подробные данные о кристаллических радиусах (7)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Происхождение
1IV151
1VI152
1VII160
1VIII165
1IX169
1X173
1XII178
Типы распада изотопов (53)
ИзотопРежимИнтенсивность
313p100%
32p—
33p—
34p—
35B+100%
35B+p0,4%
36B+100%
36B+p0%
36B+A0%
37B+100%
Факторы рассеяния рентгеновского излучения (503)
Энергия (eV)f₁f₂
10—0,03426
10,1617—0,03529
10,3261—0,03635
10,4931—0,03744
10,6628—0,03856
10,8353—0,03972
11,0106—0,04091
11,1886—0,04214
11,3696—0,0434
11,5535—0,04471

Дополнительные данные

Оценочная распространённость в земной коре

The estimated element abundance in the earth's crust.

Оценочная распространённость в земной коре

2.09×104 milligrams per kilogram

Источники (1)

Оценочная распространённость в океане

The estimated element abundance in the earth's oceans.

Оценочная распространённость в океане

3.99×102 milligrams per liter

Источники (1)

Источники

Sources of this element.

The metal is the seventh most abundant and makes up about 2.4% by weight of the earth's crust. Most potassium minerals are insoluble and the metal is obtained from them only with great difficulty.

Certain minerals, however, such as sylvite, carnallite, langbeinite, and polyhalite are found in ancient lake and sea beds and form rather extensive deposits from which potassium and its salts can readily be obtained. Potash is mined in Germany, New Mexico, California, Utah, and elsewhere. Large deposits of potash, found at a depth of some 3000 ft in Saskatchewan, promise to be important in coming years.

Potassium is also found in the ocean, but is present only in relatively small amounts, compared to sodium.

Источники (1)

Получение

Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).

Potassium is never found free in nature, but is obtained by electrolysis of the hydroxide, much in the same manner as prepared by Davy's first process. Thermal methods also are commonly used to produce potassium (such as by reduction of potassium compounds with CaC2, C, Si, or Na).

Источники (1)

Источники

(9)
3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Potassium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Примечание к лицензии: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Potassium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Примечание к лицензии: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Potassium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Potassium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Potassium

This section provides all form of data related to element Potassium.

9 PubChem Elements
Potassium

The element property data was retrieved from publications.

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержание проверено на соответствие новейшим научным данным.