物理

[元素周期表] 钾

钾 (Potassium)

1. 基本信息

• 元素符号: K

• 原子序数: 19

• 原子量: 39.098

• 位置: 位于元素周期表第四周期，第IA族，属于碱金属家族。

• 电子构型: [Ar] 4s¹

2. 原子结构

• 单个价电子: 钾原子最外层只有一个电子（4s¹），该电子离原子核较远，原子核对它的吸引力较弱。

• 高反应性: 这个价电子极易失去，形成K⁺离子，使其化学性质非常活泼，是强还原剂。

3. 物理性质

• 外观: 银白色金属，质地非常软，可以用小刀切割。

• 密度: 比水小（约0.86 g/cm³），能浮在水面上。

• 熔点和沸点: 较低（熔点：63.5°C；沸点：759°C）。

• 导热性和导电性: 良好。

4. 化学性质

• 与空气反应: 极其活泼，在空气中迅速氧化，生成氧化钾（K₂O）和过氧化钾（K₂O₂）。因此通常保存在煤油或石蜡油中。

• 与水剧烈反应: 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂↑ 反应非常剧烈，放出的热量足以使产生的氢气燃烧并发生爆炸，火焰呈紫色。

• 与酸反应: 与酸的反应比与水更剧烈。

• 与卤素反应: 剧烈反应生成卤化物。

• 焰色反应: 钾及其化合物在无色火焰中燃烧呈紫色。

5. 存在与制备

• 自然界存在: 在地壳中含量丰富，位列第七。不以单质存在。

  • 主要矿物: 钾石盐（KCl）、光卤石（KCl·MgCl₂·6H₂O）、硝石（KNO₃）。

  • 广泛存在于硅酸盐矿物中，如正长石。

• 工业制法:

  • 熔融盐电解: 通过电解熔融的氯化钾（KCl）或氢氧化钾（KOH）来制取金属钾。

  • 热还原法: 可用金属钠在高温下还原氯化钾。