第十章s区元素碱碱土金属.ppt

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1、第十章s区元素碱碱土金属1现在学习的是第1页，共26页112Uub111Uuu110Uun109Mt108Hs107Bh106Sg105Db104Rf89-103An88Ra87Fr786Rn85At84PoPo83Bi82Pb81Tl80Hg79Au78Pt77Ir76Os75Re74W73Ta72Hf57-71Ln56Ba55Cs654Xe53I52Te51Sb50Sn49In48Cd47Ag46Pd45Rh44Ru43Tc42Mo41Nb40Zr 39Y 38Sr 37Rb536Kr35Br34Se33As32Ge31Ga30Zn29Cu28Ni27Co26Fe25Mn24Cr23V22

2、Ti21Sc20Ca19K418Ar17Cl16S15P14Si13AlBBBBBBB 12Mg 11Na310Ne9F8O7N6C5B 4Be 3Li2 2HeAAAAAA 1H10A现在学习的是第2页，共26页存存在在形形式式锂辉石锂辉石 氯化钠氯化钠 、钠长石钠长石 光卤石光卤石 钾长石钾长石明矾石明矾石vIA族中，钠和钾的氢氧化物是典型的族中，钠和钾的氢氧化物是典型的“碱碱”，故，故IA族元素有碱金属族元素有碱金属之称。锂、铷、铯是轻稀有金属；钫是放射性元素。之称。锂、铷、铯是轻稀有金属；钫是放射性元素。锂辉石锂辉石钠长石钠长石光卤石光卤石钾长石钾长石明矾石明矾石现在学习的是第3页，共

3、26页IIA族中钙、锶、钡的氧化物性质介于族中钙、锶、钡的氧化物性质介于“碱碱”族与族与“土土”族元素之族元素之间，故间，故IIA族有碱土金属之称。铍属于轻稀有金属，镭是放射性族有碱土金属之称。铍属于轻稀有金属，镭是放射性元素。元素。方解石方解石萤石萤石绿柱石绿柱石石膏石膏绿柱石绿柱石 存存在在形形式式方解石方解石 、萤石、萤石 石膏石膏天青石天青石 重晶石重晶石 菱镁矿菱镁矿 现在学习的是第4页，共26页一、物理性质一、物理性质一、物理性质一、物理性质A原子序数 价电子构型金属半径(pm)熔点()沸点()硬度(金刚石=10)Li(锂)32s1152180.5 13420.6Na(钠)113s

4、118697.82882.90.4K(钾)194s122763.25 7600.5Rb(铷)375s124838.89 6860.3Cs(铯)556s126528.40669.30.2 A原子序数 价电子构型金属半径（pm）熔点()沸点()硬度(金刚石=10)Be(铍)42s21111278 29704Mg(镁)123s2160648.8 11072.0Ca(钙)204s2197839 14841.5Sr(锶)385s2215769 13841.8Ba(钡)566s2217725 1640-原子的原子半径较大、核电荷较少，其金属晶体中的金属键很不牢固，单质的熔、沸点较低，硬度硬度较小。熔点低于

5、人的体温,放在手心里即可熔化为具有银白色(铯为灰色)光泽的金属现在学习的是第5页，共26页 密度密度(kgcm-3)1.85 1.74 1.54 2.6 3.51A Be(A Be(铍铍铍铍)Mg()Mg(镁镁镁镁)Ca()Ca(钙钙钙钙)Sr()Sr(锶锶锶锶)Ba()Ba(钡钡钡钡)电负性电负性电负性电负性 1.5 1.2 1.0 0.9 0.91.5 1.2 1.0 0.9 0.9密度密度(kgcm-3)0.53 0.97 0.86 1.53 1.88A Li(锂锂)Na(钠钠)K(钾钾)Rb(铷铷)Cs(铯铯)电负性电负性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.71.0 0.9 0.8

6、0.8 0.7金属性递增金属性递增金属性递增金属性递增v碱金属和碱土金属的密度小，属轻金属。碱金属和碱土金属的密度小，属轻金属。vCs易失电子，光照时，表面的电子易逸出，可制造易失电子，光照时，表面的电子易逸出，可制造光电管光电管。由铯光电管制成的自动报警装置，可报告远处火警。由铯光电管制成的自动报警装置，可报告远处火警。制成的天文仪器可根据星光转变的电流大小测出太空中星体制成的天文仪器可根据星光转变的电流大小测出太空中星体的亮度，推算星球与地球的距离。的亮度，推算星球与地球的距离。现在学习的是第6页，共26页A Be(A Be(铍铍铍铍)Mg()Mg(镁镁镁镁)Ca()Ca(钙钙钙钙)Sr(

7、)Sr(锶锶锶锶)Ba()Ba(钡钡钡钡)A Li(锂锂)Na(钠钠)K(钾钾)Rb(铷铷)Cs(铯铯)氧化数氧化数 +1 +1 +1 +1 +1E(M+/M)(V)-3.04 -2.713 -2.924 -2.98 -3.026 氧化数氧化数 +2 +2 +2 +2 +2E(M+/M)(V)-1.99 -2.356 -2.84 -2.89 -2.92vv氧化数与族号一致，常见的化合物以离子型为主。由于氧化数与族号一致，常见的化合物以离子型为主。由于氧化数与族号一致，常见的化合物以离子型为主。由于氧化数与族号一致，常见的化合物以离子型为主。由于LiLi+、BeBe2+2+半径半径半径半径小，其

8、化合物具有一定共价性。小，其化合物具有一定共价性。小，其化合物具有一定共价性。小，其化合物具有一定共价性。vE(Li+/Li)反常，是由于反常，是由于LiLi的半径较小，易与水分子结合生成水合的半径较小，易与水分子结合生成水合离子放出较多能量所致。离子放出较多能量所致。锂与水反应没有与钠水反应剧烈？锂与水反应没有与钠水反应剧烈？锂与水反应没有与钠水反应剧烈？锂与水反应没有与钠水反应剧烈？现在学习的是第7页，共26页v碱金属和碱土金属的氨溶液碱金属和碱土金属的氨溶液具有较高的导电性具有较高的导电性与金属本身相同的化学反应与金属本身相同的化学反应稀碱金属氨溶液是还原剂稀碱金属氨溶液是还原剂 碱金属

9、碱金属碱土金属碱土金属可溶于液氨，形成可溶于液氨，形成深蓝色溶液深蓝色溶液vv碱金属碱金属碱金属碱金属 M(s)+(x+y)NHM(s)+(x+y)NH3 3 M M+(NH(NH3 3)x x+e+e-(NH(NH3 3)y yvv碱土金属碱土金属碱土金属碱土金属 M(s)+(x+2y)NHM(s)+(x+2y)NH3 3 M M2+2+(NH(NH3 3)x x+2e+2e-(NH(NH3 3)y y二、化学性质二、化学性质二、化学性质二、化学性质vv化学活泼性化学活泼性化学活泼性化学活泼性 碱金属碱金属碱金属碱金属 碱土金属碱土金属碱土金属碱土金属现在学习的是第8页，共26页M3PM3N

10、(M=Li)MHMNH2+H2MOH+H2汞齐汞齐MX（X=卤素卤素）M2O（M=Li,Na）M2CO3M+(am)+e-(am)M2SM2O2（M=Na,K,Rb,Cs）MO2（M=K,Rb,Cs）v碱金属单质的某些典型反应碱金属单质的某些典型反应PN2NH3(溶液或气态溶液或气态)H2OMX2S液液NH3有有 Fe 存在存在HgO2O2 +CO2现在学习的是第9页，共26页v碱土金属单质的某些典型反应碱土金属单质的某些典型反应M3N2(M=Mg)MO+H2(M=Be,Mg)MO2(M=Ba),MOM(OH)2+H2(M=Ca,Sr,Ba)MH2(M=Ca,Sr,Ba)M(NH2)2+H2H

11、MO2-+H2(M=Be)N2H2O水蒸气水蒸气MO2NH3MX2NaOH现在学习的是第10页，共26页Li2ONa2O2 KO2 镁镁带带的的燃燃烧烧 与水作用与水作用LiNaKCa现在学习的是第11页，共26页元素 Li NaKRbCsCaSrBa颜色深红黄紫红紫蓝橙红深红绿波 长 /nm670.8589.2766.5780.0455.5714.9687.8 553.5Li Li Na Na K K Ca Ca Sr Sr Ba Ba 可以用可以用焰色反应焰色反应焰色反应焰色反应来鉴定来鉴定化合物中某元素的存在。化合物中某元素的存在。vv焰色反应焰色反应焰色反应焰色反应(flame fla

12、me reactionreaction)碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧时，会呈现碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧时，会呈现出一定的颜色出一定的颜色。现在学习的是第12页，共26页vv碱金属与碱土金属的制备碱金属与碱土金属的制备碱金属与碱土金属的制备碱金属与碱土金属的制备一般采用电解熔融盐的方法一般采用电解熔融盐的方法一般采用电解熔融盐的方法一般采用电解熔融盐的方法450450下电解下电解下电解下电解55%LiCl55%LiCl和和和和45%KCl45%KCl的熔融混合物的熔融混合物的熔融混合物的熔融混合物锂锂580580下电解下电解下电解下电解40%NaCl40%NaCl和和

13、和和60%CaCl60%CaCl2 2的混合物的混合物的混合物的混合物 钠钠850850下，用金属还原氯化钾下，用金属还原氯化钾下，用金属还原氯化钾下，用金属还原氯化钾钾钾800800左右、减压下，用钙还原氯化物左右、减压下，用钙还原氯化物左右、减压下，用钙还原氯化物左右、减压下，用钙还原氯化物铷、铯铷、铯铍铍 350-400350-400下电解下电解下电解下电解NaClNaCl和和和和BeClBeCl2 2的熔融盐的熔融盐的熔融盐的熔融盐 用镁还原氯化铍用镁还原氯化铍用镁还原氯化铍用镁还原氯化铍镁镁 先脱去水合氯化镁所含的水，再电解先脱去水合氯化镁所含的水，再电解先脱去水合氯化镁所含的水，再

14、电解先脱去水合氯化镁所含的水，再电解 硅热还原：硅热还原：硅热还原：硅热还原：2(MgOCaO)+FeSi 2Mg+Ca2(MgOCaO)+FeSi 2Mg+Ca2 2SiOSiO4 4+Fe+Fe钙钙700-800 下，下，电解电解CaCl2 和和KCl的混合物的混合物铝热法：铝热法：6CaO+2Al 3Ca+3CaOAl2O3铝热法或硅还原法铝热法或硅还原法铝热法或硅还原法铝热法或硅还原法锶、钡现在学习的是第13页，共26页离子型氢化物（除离子型氢化物（除Be、Mg）vv还原性强还原性强还原性强还原性强 钛的冶钛的冶炼炼一、氢化物一、氢化物一、氢化物一、氢化物vv均为白色晶体均为白色晶体均

15、为白色晶体均为白色晶体,热稳定性差热稳定性差热稳定性差热稳定性差 LiH NaH KH RbH CsH NaCl -90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3-441 vv形成配位氢化物形成配位氢化物形成配位氢化物形成配位氢化物 受潮时强烈水解受潮时强烈水解vv剧烈水解剧烈水解剧烈水解剧烈水解CaHCaH2 2水解水解水解水解现在学习的是第14页，共26页类型氧化数氧存在形式举 例过氧化物-1O22-Na2O2、CaO2超氧化物-1/2O2-KO2 臭氧化物-1/3O3-KO3低氧化物Cs7O正常氧化物-2O2-Na2O、CaO二、氧化物二、氧化物二、氧化物二、氧化物类型空气中直

16、接形成间接形成正常氧化物Li、A族IA、A所有元素过氧化物Na除Be外的所有元素超氧化物 Na、K、Rb、Cs除Be、Mg、Li外所有元素现在学习的是第15页，共26页vv正常氧化物正常氧化物正常氧化物正常氧化物Li2ONa2OK2ORb2OCs2O颜色白色白色淡黄色亮黄色橙红色熔点/17001275350(分解)400(分解)400(分解)BeOMgOCaOSrOBaO熔点/25302852261424301918硬度(金刚石=10)95.64.53.53.3M-O核间距/pm165210240257277 金金金金属属属属与与与与它它它它们们们们的的的的过过过过氧氧氧氧化化化化物物物物或或

17、或或硝硝硝硝酸酸酸酸盐盐盐盐作作作作用用用用，可可可可制制制制备备备备NaNa、KK、RbRb、CsCs的的的的氧氧氧氧化物。化物。化物。化物。LiLi、A A族在空气中点燃族在空气中点燃族在空气中点燃族在空气中点燃现在学习的是第16页，共26页vv过氧化物过氧化物过氧化物过氧化物 在碱性介质中是强氧化剂，常用作熔矿剂在碱性介质中是强氧化剂，常用作熔矿剂在碱性介质中是强氧化剂，常用作熔矿剂在碱性介质中是强氧化剂，常用作熔矿剂2Fe(CrO2)2+7Na2O2 4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O 室温下，与水或稀酸反应生成室温下，与水或稀酸反应生成室温下，与水或稀酸反应生成室温下，与水或稀

18、酸反应生成HH2 2OO2 2Na2O2+2H2O 2NaOH+2H2O2 Na2O2+H2SO4 Na2SO4+2H2O2 与与与与COCO2 2 反应放出反应放出反应放出反应放出OO2 2 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2现在学习的是第17页，共26页 的分子轨道式的分子轨道式的分子轨道式的分子轨道式！Na2O2在熔融时不分解，遇到棉花、木炭或铝粉等还原剂时，会发生爆炸，使用时应特别小心。vv超氧化物超氧化物超氧化物超氧化物除除Li、Be、Mg外，外，IAIA和和IIAIIA族族族族金属能形成相应的超氧化物。金属能形成相应的超氧化物。K、Rb、Cs能在空气中直接燃烧生成超氧化物

19、。能在空气中直接燃烧生成超氧化物。现在学习的是第18页，共26页 室温下，与水或稀酸反应生成室温下，与水或稀酸反应生成室温下，与水或稀酸反应生成室温下，与水或稀酸反应生成HH2 2OO2 22KO2+2H2O 2KOH+2H2O2+O2 2KO2+H2SO4 K2SO4+2H2O2+O2 与与与与COCO2 2 反应放出反应放出反应放出反应放出OO2 2键级键级21键能键能 kJ.mol1498398 142 的分子轨道式的分子轨道式的分子轨道式的分子轨道式 的结构式的结构式的结构式的结构式OO-现在学习的是第19页，共26页vv臭氧化物臭氧化物臭氧化物臭氧化物2MO3 2MO2+O2 室温下

20、，缓慢分解为室温下，缓慢分解为室温下，缓慢分解为室温下，缓慢分解为MOMO2 2和和和和OO2 2 与水反应生成与水反应生成与水反应生成与水反应生成MOHMOH和和和和OO2 24MO3+2H2O 4MOH+5O2三、氢氧化物三、氢氧化物三、氢氧化物三、氢氧化物除除BeO、MgO外外，其其它它碱碱金金属属或或碱碱土土金金属属氧氧化化物物与与水水作作用用，可得到相应的氢氧化物，并放出大量的热量。可得到相应的氢氧化物，并放出大量的热量。vv 酸碱性酸碱性酸碱性酸碱性碱性增强碱性增强现在学习的是第20页，共26页氢氧化物的碱性强弱可以以离子势来判断氢氧化物的碱性强弱可以以离子势来判断l离子离子势势（

21、）：离子）：离子电电荷荷Z和离子半径和离子半径r的比的比值值=Z/rROH,越大，也就是越大，也就是Z越大、越大、r越小，静电引力强，越小，静电引力强，R吸引氧原子电子云的能力越强，吸引氧原子电子云的能力越强，ROH便以酸式解离为主便以酸式解离为主R-O-HRO-+H+ROH,越小，也就是越小，也就是Z越小、越小、r越大，静电引力弱，越大，静电引力弱，R吸引氧原子电子云的能力越弱，吸引氧原子电子云的能力越弱，ROH便以碱式解离为主便以碱式解离为主R-O-HR+OH-碱性增强碱性增强22222)OH(Ba)OH(Sr)OH(Ca)OH(Mg)OH(BeCsOHRbOHKOHNaOHLiOH 现在

22、学习的是第21页，共26页vv溶解性溶解性溶解性溶解性溶解度增大溶解度增大溶解度增大溶解度增大溶解溶解溶解溶解度降度降度降度降低低低低四、重要盐类及其性质四、重要盐类及其性质四、重要盐类及其性质四、重要盐类及其性质 vv绝大多数碱金属、碱土金属盐类的晶体属于离子晶体，熔、沸点绝大多数碱金属、碱土金属盐类的晶体属于离子晶体，熔、沸点绝大多数碱金属、碱土金属盐类的晶体属于离子晶体，熔、沸点绝大多数碱金属、碱土金属盐类的晶体属于离子晶体，熔、沸点较高。常温下是固体，熔化时能导电。较高。常温下是固体，熔化时能导电。较高。常温下是固体，熔化时能导电。较高。常温下是固体，熔化时能导电。碱金属碱金属碱金属碱

23、金属盐类盐类盐类盐类多数是多数是多数是多数是离子型晶体离子型晶体离子型晶体离子型晶体，但但但但锂的某些盐锂的某些盐锂的某些盐锂的某些盐(如如如如LiCl)LiCl)具有一具有一具有一具有一定程度的共价性。定程度的共价性。定程度的共价性。定程度的共价性。碱土碱土碱土碱土盐类盐类盐类盐类多数是离子型晶体，但多数是离子型晶体，但多数是离子型晶体，但多数是离子型晶体，但BeClBeCl2 2 的共价性非常明显。的共价性非常明显。的共价性非常明显。的共价性非常明显。BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔点熔点/405 714 782 876 962 离子性增强离子性增强现在学习的是

24、第22页，共26页vv热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性碱碱碱碱金金金金属属属属盐盐盐盐类类类类通通通通常常常常具具具具有有有有较较较较高高高高的的的的热热热热稳稳稳稳定定定定性性性性，但但但但硝硝硝硝酸酸酸酸盐盐盐盐的的的的热热热热稳稳稳稳定定定定性较差。性较差。性较差。性较差。2 KNO3(s)2 KNO2(s)+O2(g)940K火药的一种成份火药的一种成份碳酸盐的热稳定性碳酸盐的热稳定性 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3T分分/100 573 1110 1370 1570规律：规律：含有大阴离子含有大阴离子(如如 )的热不稳定性化合物的的热不稳定性化合物的分解温

25、度随阳离子半径的增大而增高。分解温度随阳离子半径的增大而增高。2-M2+现在学习的是第23页，共26页无色阴离子无色阴离子(如如 等等)与碱金属或碱土金与碱金属或碱土金属形成的盐一般是无色或白色。属形成的盐一般是无色或白色。有有色色阴阴离离子子与与碱碱金金属属或或碱碱土土金金属属形形成成的的盐盐为为阴阴离离子子颜颜色色，如如:黄色黄色,黄色黄色,紫色紫色,紫色。紫色。vv溶解性溶解性溶解性溶解性溶解度符合溶解度符合“相似溶解相似溶解”规律。规律。碱金属碱金属碱金属碱金属盐类盐类盐类盐类大多数在水中易大多数在水中易大多数在水中易大多数在水中易溶。溶。例例外外的的有有LiF、Li2CO3、Li3P

26、O45H2ONaSb(OH)6、NaZn(UO2)3(CH3COO)96H2OM3Co(NO2)6，MB(C6H5)4，MClO4、M2PtCl6MKMK、RbRb、CsCs碱土金属盐类除卤化物、硝酸盐外多数溶解度较小。碱土金属盐类除卤化物、硝酸盐外多数溶解度较小。碱土金属盐类除卤化物、硝酸盐外多数溶解度较小。碱土金属盐类除卤化物、硝酸盐外多数溶解度较小。M+和和M2+是无色的，其盐类的颜色取决于阴离子颜色。是无色的，其盐类的颜色取决于阴离子颜色。vv颜色颜色颜色颜色现在学习的是第24页，共26页KK+、NaNa+、MgMg2+2+、CaCa2+2+、BaBa2+2+的鉴定的鉴定的鉴定的鉴定鉴

27、鉴 定定 反反 应应鉴定试剂鉴定试剂离子离子 Ba2+CrO42-BaCrOBaCrO4 4(黄色黄色黄色黄色)K2CrO4Ba2+Ca2+C2O42-CaC2O4(白色白色)(NH4)2C2O4Ca2+Mg2+镁试剂镁试剂 天蓝色天蓝色 镁试剂镁试剂Mg2+2K+Na+Co(NO2)63-KK2 2NaCo(NONaCo(NO2 2)6 6(亮黄）亮黄）亮黄）亮黄）Na3Co(NO2)6K+Na+H2SbO4-NaH2SbO4(白色白色)KH2SbO4Na+现在学习的是第25页，共26页原原因因：对对角角线线位位置置上上的的邻邻近近两两个个元元素素的的电电荷荷数数和和半半径径对对极极化化作作

28、用用的影响恰好相反，使得它们的影响恰好相反，使得它们离子极化力相近离子极化力相近。v单质与氧作用生成正常氧化物单质与氧作用生成正常氧化物 v氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大 v氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶v氯化物均能溶于有机溶剂中氯化物均能溶于有机溶剂中v碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物 锂与镁的相似性锂与镁的相似性 Li Be B CLi Be B CNa Mg Al Si Na Mg Al Si vv对角线规则对角线规则对角线规则对角线规则 (diagonal rulediagonal rule)现在学习的是第26页，共26页