Калий встречается в природе в виде двух стабильных нуклидов: 39К (93,10% по массе) и 41К (6,88%), а также одного радиоактивного 40К (0,02%). Период полураспада калия-40 Т1/2 примерно в 3 раза меньше, чем Т1/2 урана-238 и составляет 1,28 миллиарда лет. При bраспаде калия-40 образуется стабильный кальций-40, а при распаде по типу электронного захвата образуется инертный газ аргон-40.
Калий принадлежит к числу щелочных металлов. В периодической системе Менделеева калий занимает место в четвертом периоде в подгруппе IА. Конфигурация внешнего электронного слоя 4s1, поэтому калий всегда проявляет степень окисления +1 (валентность I).
Атомный радиус калия 0,227 нм, радиус иона K+ 0,133 нм. Энергии последовательной ионизации атома калия 4,34 и 31,8 эВ. Электроотрицательность калия по Полингу 0,82, что говорит о его ярко выраженных металлических свойствах.
В свободном виде — мягкий, легкий, серебристый металл.
| Символ элемента | K |
|---|---|
| Атомный номер | 19 |
| Массовое число | 39.0983 г/моль |
| Плотность | 0.862 г/см³ (при 20 °C) |
| Температура кипения | 759 °C |
| Температура плавления | 63.25 °C |
| Относительная атомная масса | 39.0983 |
| Электронная конфигурация | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ |
| Группа | Щелочные металлы (группа 1) |
| Состояние при обычных условиях | Твердое |
| Цвет | Серебристо-белый |
| Ядро | Безнейтронное |
Калий — это щелочный металл, который широко распространен в природе и является важным макроэлементом для растений и животных. Вот некоторые основные свойства и применения калия:
- Роль в биологии: Калий необходим для живых организмов. Он играет ключевую роль в регулировании водного баланса, нервной системы и мышечной активности у человека и животных. Калий также важен для фотосинтеза в растениях.
- Удобрения: Калийные удобрения используются для обогащения почвы калием и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.
- Химическая промышленность: Калий используется в различных химических процессах и производствах, включая производство стекла, мыла и моющих средств.
- Реакция с водой: Калий реагирует с водой, выделяя водород и образуя гидроксид калия (калиевую щелочь), что делает его опасным в обращении.
- Анализ: Калий используется в аналитической химии в качестве калийных солей для проведения химических анализов.
Калий имеет важное значение как элемент, поддерживающий жизнь на Земле, и его наличие в почве и пищевых продуктах существенно для здоровья человека и роста растений.
Калий — один из важнейших биогенных элементов, постоянно присутствующий во всех клетках всех организмов. Ионы калия К+ участвуют в работе ионных каналов и регуляции проницаемости биологических мембран, в генерации и проведении нервного импульса, в регуляции деятельности сердца и других мышц, в различных процессах обмена веществ.
Содержание калия в тканях животных и человека регулируется стероидными гормонами надпочечников. В среднем организм человека (масса тела 70 кг) содержит около 140 г калия. Поэтому для нормальной жизнедеятельности с пищей в организм должно поступать 2-3 г калия в сутки. Богаты калием такие продукты, как изюм, курага, горох и другие.
Особенности обращения с металлическим калием: металлический калий может вызвать очень сильные ожоги кожи, при попадании мельчайших частичек калия в глаза возникают тяжелые поражения с потерей зрения, поэтому работать с металлическим калием можно только в защитных перчатках и очках.
Загоревшийся калий заливают минеральным маслом или засыпают смесью талька и NaCl. Хранят калий в герметично закрытых железных контейнерах под слоем обезвоженного керосина или минерального масла.