第15章 S區(qū)元素課件

1、Fujian Normal UniversityChapter 15第第15章章 s區(qū)元素區(qū)元素 定義定義最后一個(gè)電子最后一個(gè)電子填充在填充在s軌道軌道的就是的就是s區(qū)元素，類(lèi)似的有區(qū)元素，類(lèi)似的有p、d、f區(qū)元素。區(qū)元素。 堿金屬（堿金屬（IA）nS1：Li Na K Rb Cs Fr 堿土金屬（堿土金屬（IIA）nS2：Be Mg Ca Sr Ba Ra都是活潑金屬都是活潑金屬Fujian Normal UniversityChapter 15元素周期表元素周期表A01 11HAA A A A A2He2 23Li4Be5B6C7N8O9F10Ne3 311Na12MgBBBBBBBBBB

2、BBBB13Al14Si15P16S17Cl18Ar4 419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr5 537Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pa47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe6 655Cs56Ba57-71La72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn7 787Fr88Ra89-103Ac104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt11

3、0Uun111Uuu112Uub A中的鈉、鉀氫氧化物是典型中的鈉、鉀氫氧化物是典型“堿堿”，故，故A族元素又稱(chēng)為堿金屬。族元素又稱(chēng)為堿金屬。 A有時(shí)稱(chēng)為有時(shí)稱(chēng)為“土金屬土金屬”。 A中的鈣、鍶、鋇氧化物性質(zhì)介于中的鈣、鍶、鋇氧化物性質(zhì)介于“堿堿”與與“土土”族元素之間，所以把族元素之間，所以把A又稱(chēng)為堿土金屬。又稱(chēng)為堿土金屬。A、A為為s區(qū)元素區(qū)元素Fujian Normal UniversityChapter 1515.1 氫氫15.1.1 氫在周期表中的位置和同位素氫在周期表中的位置和同位素1. 氫在周期表中的位置氫在周期表中的位置 氫只有一個(gè)電子，是氫只有一個(gè)電子，是最輕最輕的元素，也

4、是的元素，也是含量最豐富含量最豐富的的元素。性質(zhì)非常獨(dú)特，元素。性質(zhì)非常獨(dú)特，兼有堿金屬和鹵素的性質(zhì)，但兼有堿金屬和鹵素的性質(zhì)，但又與它們區(qū)別又與它們區(qū)別，因此可以將它放入，因此可以將它放入A族或族或 A族，或族，或者將它獨(dú)立放置。者將它獨(dú)立放置。2. 氫的同位素氫的同位素 核素核素具有特定具有特定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的原子。的原子。 同位素同位素質(zhì)子數(shù)相同而質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同中子數(shù)不同的原子，即同種的原子，即同種元素的不同核素。元素的不同核素。Fujian Normal UniversityChapter 15符號(hào)符號(hào) 含量含量/% 1H （氕）（氕） H 99.98 2H （氘

5、）（氘） D 0.016 3H （氚）（氚） T 0.004氫有三種同位素氫有三種同位素111 由于三者之間質(zhì)量差異較大，導(dǎo)致由于三者之間質(zhì)量差異較大，導(dǎo)致性質(zhì)性質(zhì)差異差異也比別的同位素來(lái)得也比別的同位素來(lái)得大大，因此各自，因此各自有自己的名稱(chēng)。有自己的名稱(chēng)。Fujian Normal UniversityChapter 15 氘和氚的能源價(jià)值氘和氚的能源價(jià)值氘和氚是核聚變反應(yīng)的原氘和氚是核聚變反應(yīng)的原料，這種核聚變不僅是太陽(yáng)能量的源泉，也是人料，這種核聚變不僅是太陽(yáng)能量的源泉，也是人類(lèi)利用核能中探索的方向。類(lèi)利用核能中探索的方向。 原子核中蘊(yùn)藏巨大的能量，原子核的變化往往伴隨著能量的釋放。如

6、果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的能量來(lái)源。 Fujian Normal UniversityChapter 15 由于原料氘在海水中的大量蘊(yùn)藏，核聚變被視由于原料氘在海水中的大量蘊(yùn)藏，核聚變被視為為“永久能源永久能源” ，也，也沒(méi)有核廢料的威脅沒(méi)有核廢料的威脅（主要（主要生成氦）。核聚變能產(chǎn)生上億度的高溫，雖然生成氦）。核聚變能產(chǎn)生上億度的高溫，雖然用磁場(chǎng)束縛（托卡馬克法）使高溫等離子體不用磁場(chǎng)束縛（托卡馬克法）使高溫等離子體不直接接觸材料，但對(duì)材料要求還是十分苛刻，直接接觸材料，但對(duì)材料要求還是十分苛刻，

7、如耐中子輻射、耐高溫和抗氫脆等。因此，材如耐中子輻射、耐高溫和抗氫脆等。因此，材料是聚變堆能否實(shí)用化的關(guān)鍵因素之一。料是聚變堆能否實(shí)用化的關(guān)鍵因素之一。Fujian Normal UniversityChapter 15同位素對(duì)原子量的影響同位素對(duì)原子量的影響 周期表上所列的原子量實(shí)際上是各種同周期表上所列的原子量實(shí)際上是各種同位素按位素按豐度加權(quán)的平均值（自學(xué)豐度加權(quán)的平均值（自學(xué)P616）。Fujian Normal UniversityChapter 1515.1.2 氫的制備、性質(zhì)和用途氫的制備、性質(zhì)和用途1. 氫的制備氫的制備 實(shí)驗(yàn)室：實(shí)驗(yàn)室：是利用是利用無(wú)機(jī)酸和鋅無(wú)機(jī)酸和鋅等活潑金

8、屬的反等活潑金屬的反應(yīng)。由于試劑不純，常導(dǎo)致應(yīng)。由于試劑不純，常導(dǎo)致H2含含有雜質(zhì)有雜質(zhì)。Zn + 2H+ Zn2+ + H2 野外：野外：CaH2(s) + 2H2O(l) = Ca(OH)2(s) + 2H2(g)Si(s) + 2NaOH(aq) + H2O(l) = Na2SiO3(aq) + 2H2(g)Fujian Normal UniversityChapter 15(1) 天然氣或焦炭與水蒸氣作用，天然氣或焦炭與水蒸氣作用， 得到得到水煤氣水煤氣（CO和和H2的混合物）的混合物）CH4 + H2O CO + 3H2800-900Ni、Co催化劑催化劑C + H2O CO + H

9、21000(2) 水煤氣與水蒸氣反應(yīng)，得到水煤氣與水蒸氣反應(yīng)，得到CO2和和H2的混合氣的混合氣CO + H2O CO2 + H2Fe、Cr催化劑催化劑(3) 用用高壓水洗法高壓水洗法除去除去CO2（溶解）可得較純的（溶解）可得較純的氫氣。氫氣。工業(yè)上：工業(yè)上：1. 水煤氣法水煤氣法 Fujian Normal UniversityChapter 15 電解電解15%20%氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液 陰極：陰極：2H2O + 2e H2 + 2OH陽(yáng)極：陽(yáng)極：4OH- - 4e- 2H2O + O2 可制得高純度的氫氣，但可制得高純度的氫氣，但耗電量大，耗電量大，成本很高。成本很高。2. 電解法

10、電解法Fujian Normal UniversityChapter 152. 氫的性質(zhì)和用途氫的性質(zhì)和用途化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 氫不太活潑，在常溫常壓下，不與氫不太活潑，在常溫常壓下，不與氟氟以外以外的物質(zhì)反應(yīng)，但氫與的物質(zhì)反應(yīng)，但氫與氧或氯氧或氯的混合物在火的混合物在火花或紫外線(xiàn)照射下會(huì)花或紫外線(xiàn)照射下會(huì)爆炸爆炸。 加熱加壓加熱加壓下，氫的下，氫的活潑性大大增加活潑性大大增加，可與，可與元素直接化合成許多元素直接化合成許多氫化物氫化物（如（如NH3）。）。Fujian Normal UniversityChapter 15物理性質(zhì)物理性質(zhì) 氫分子間氫分子間范德華范德華力很弱力很弱，因此熔沸點(diǎn)很

11、低，因此熔沸點(diǎn)很低。 液氫、固氫的液氫、固氫的密度密度在所有液體、固體中在所有液體、固體中最最低低。 氫氣在水中的氫氣在水中的溶解度很小溶解度很小，但可大量溶于，但可大量溶于鎳、鈀、鉑等鎳、鈀、鉑等金屬金屬中。中。 儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料Fujian Normal UniversityChapter 15用途用途 冶金工業(yè)中常作為冶金工業(yè)中常作為高溫還原劑高溫還原劑CuO(s) + H2(g) = Cu(s) + H2O(g)Fe3O4(s) + 4H2(g) = 3Fe(s) + 4H2O(g) 主要用于加氫反應(yīng)主要用于加氫反應(yīng)，如石油加氫、食用，如石油加氫、食用油加氫等。油加氫等。Fujian

12、Normal UniversityChapter 15補(bǔ)充資料油脂氫化油脂氫化是指液態(tài)油脂或軟脂在一定條件下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，使油脂分子中雙鍵得以飽和的過(guò)程。經(jīng)過(guò)氫化的油脂稱(chēng)為“氫化油”，極度氫化的油脂亦稱(chēng)為“硬化油”。油脂氫化降低了油脂的不飽和度，提高了油脂的熔點(diǎn)、固脂含量、抗氧化穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，改善油脂的色澤、氣味和滋味，擴(kuò)大了用途，具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值。Fujian Normal UniversityChapter 15如使棉籽油、豆油等液態(tài)植物油充分代替原先的乳類(lèi)脂肪、肉類(lèi)脂肪，生產(chǎn)人造奶油基料、起酥油（主要用來(lái)酥化或軟化烘培食品，品種豐富）基料、生產(chǎn)工業(yè)用油等。Fujian Norm

13、al UniversityChapter 15 傳統(tǒng)化石能源傳統(tǒng)化石能源面臨枯竭和污染雙重困難。面臨枯竭和污染雙重困難。 氫能理論上是上述問(wèn)題的完美解決。氫可氫能理論上是上述問(wèn)題的完美解決。氫可以從水中獲得，燃燒也不會(huì)產(chǎn)生污染，而以從水中獲得，燃燒也不會(huì)產(chǎn)生污染，而且且燃燒值燃燒值（單位（單位質(zhì)量質(zhì)量物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的熱量物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的熱量）很高。）很高。H2 (g) + O2 (g) H2O (g) rHm = -241.84 kJmol-1，溫度達(dá)到，溫度達(dá)到28003. 氫能源氫能源Fujian Normal UniversityChapter 15020406080100120140160

14、氫氣氫氣汽油汽油木炭木炭煙煤煙煤木材木材氫氣氫氣汽油汽油木炭木炭煙煤煙煤木材木材幾種物質(zhì)的燃燒值（幾種物質(zhì)的燃燒值（kJ.g-1）Fujian Normal UniversityChapter 15氫能利用的關(guān)鍵氫能利用的關(guān)鍵氫的制備氫的制備 如何從水（分解）中經(jīng)濟(jì)高效地制備氫還是有待解如何從水（分解）中經(jīng)濟(jì)高效地制備氫還是有待解決的問(wèn)題，人們甚至在嘗試藻類(lèi)決的問(wèn)題，人們甚至在嘗試藻類(lèi)如魚(yú)腥藻生物如魚(yú)腥藻生物制氫（制氫（P619 圖圖15.1）。）。電鏡下的魚(yú)腥藻電鏡下的魚(yú)腥藻Fujian Normal UniversityChapter 15氫的貯存?zhèn)鹘y(tǒng)有兩種方式。一種是采用壓縮貯氫的方式，

15、用高壓鋼瓶（氫氣瓶）來(lái)貯存氫氣。鋼瓶貯存氫氣的容積很小，即使加壓到150個(gè)大氣壓，瓶里所裝氫氣的質(zhì)量還不到氣瓶質(zhì)量的1%，而且還有爆炸的危險(xiǎn)。另一種是采用液化貯氫的方式（如我國(guó)的“長(zhǎng)征”火箭就以液氫為燃料），將氫氣降溫到-253變?yōu)橐后w進(jìn)行貯存。氫氣液化的費(fèi)用非常昂貴，它幾乎相當(dāng)于三分之一液氫的成本；而且，液氫的貯存容器異常龐大，需要極好的絕熱裝置來(lái)隔熱，才能防止液態(tài)氫不會(huì)沸騰汽化而避免浪費(fèi)。Fujian Normal UniversityChapter 15新出路在1960年，荷蘭菲利浦公司研制出吸氫能力最強(qiáng)的貯氫材料：鑭鎳系列吸氫合金，但成本很高。怪事 1974年，日本松下公司的一個(gè)氫氣瓶

16、前一個(gè)晚上從10個(gè)大氣壓降低到不足1個(gè)大氣壓。經(jīng)仔細(xì)檢查，氫瓶并沒(méi)有漏氣。查來(lái)查去，原來(lái)問(wèn)題出在制造氣瓶的材料上。氣瓶制造廠知道鈦錳合金強(qiáng)度高，耐壓保險(xiǎn)，就用它裝氫氣。不料它有很強(qiáng)的吸氫能力，把瓶?jī)?nèi)的大部分氫氣吸進(jìn)瓶壁里去了?，F(xiàn)在，全世界已研究出多種儲(chǔ)氫合金，除鈦錳合金外，還有鎂鎳合金、鎂銅合金、鋁錳合金、鋯鉻合金和各種含稀土的儲(chǔ)氫合金。Fujian Normal UniversityChapter 1515.1.3 氫化物氫化物 狹義狹義氫與氫與電負(fù)性比它小電負(fù)性比它小的元素（如金屬的元素（如金屬）生成的化合物。）生成的化合物。 廣義廣義含有氫（這里的討論基于此）含有氫（這里的討論基于此）。

17、Fujian Normal UniversityChapter 151. 分子型氫化物（甲烷、氨、水等）分子型氫化物（甲烷、氨、水等） 氫與氫與AA族元素的二元化合物，又稱(chēng)族元素的二元化合物，又稱(chēng)共價(jià)型氫化物共價(jià)型氫化物。 熔、沸點(diǎn)較低，大多數(shù)為無(wú)色氣體（除水熔、沸點(diǎn)較低，大多數(shù)為無(wú)色氣體（除水等）等） 。大多數(shù)在固態(tài)時(shí)屬分子晶體。大多數(shù)在固態(tài)時(shí)屬分子晶體。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但化學(xué)性質(zhì)差異較大。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但化學(xué)性質(zhì)差異較大。Fujian Normal UniversityChapter 152. 離子型（類(lèi)鹽型）氫化物離子型（類(lèi)鹽型）氫化物 氫與氫與A、A族族元素的二元化合物，如元素的二元化合物，如

18、H2(g) + 2Na(s) = 2NaH(s) 純的為白色晶體，不純的為淺灰色至黑色；純的為白色晶體，不純的為淺灰色至黑色； 具有具有離子化合物特征離子化合物特征，如熔、沸點(diǎn)較高，如熔、沸點(diǎn)較高， 熔融時(shí)能導(dǎo)電；熔融時(shí)能導(dǎo)電；高溫高溫Fujian Normal UniversityChapter 15 H存在的重要化學(xué)證據(jù)存在的重要化學(xué)證據(jù)電解電解時(shí)陽(yáng)極時(shí)陽(yáng)極放放H2： 2 H- - H2 + 2e- - 是是極強(qiáng)的還原劑極強(qiáng)的還原劑， 在高溫下可還原金屬氯在高溫下可還原金屬氯化物、氧化物和含氧酸鹽。化物、氧化物和含氧酸鹽。TiCl4 + 4NaH Ti + 4NaCl + 2H2如如400

19、O2(g) + 2NaH(s) = Na2O(s) + H2OFujian Normal UniversityChapter 15 H半徑較大，有半徑較大，有未共用電子對(duì)未共用電子對(duì)，因此，因此是是強(qiáng)的路易斯堿強(qiáng)的路易斯堿，可作配位體，形成，可作配位體，形成復(fù)復(fù)合氫化物（如氫化鋁鋰合氫化物（如氫化鋁鋰LiAlH4 ）。AlCl3 (s) + 4LiH(s) = LiAlH4 (s) + 3LiCl (s) 復(fù)合氫化物在合成化學(xué)中廣泛用作復(fù)合氫化物在合成化學(xué)中廣泛用作還原還原劑劑。Fujian Normal UniversityChapter 15020406080100120140160180

20、LiNaKRuCsCaSrBa一些堿金屬和堿土金屬氫化物的一些堿金屬和堿土金屬氫化物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱（標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱（kJ.mol-1）遠(yuǎn)小于堿金屬遠(yuǎn)小于堿金屬鹵化物鹵化物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱（的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱（420 kJ.mol-1左右），說(shuō)明左右），說(shuō)明H-的穩(wěn)定性較小的穩(wěn)定性較小。Fujian Normal UniversityChapter 153. 金屬型氫化物金屬型氫化物 某些金屬（特別是某些金屬（特別是過(guò)渡金屬過(guò)渡金屬）加熱時(shí)與氫）加熱時(shí)與氫生成金屬氫化物（生成金屬氫化物（ 1體積體積Pd 可吸收可吸收 700 體體積積 H2 ）。）。 減壓或加熱減壓或加熱可使氫化物分解，可使氫化

21、物分解，因此被用來(lái)因此被用來(lái)貯氫和制備超純氫貯氫和制備超純氫，即，即貯氫材貯氫材料料（合金）。（合金）。吸氫吸氫放氫放氫2M(U)(s) + xH2(g) 2MHx(s) 這些物質(zhì)在吸氫前后性能是類(lèi)似的（外觀、這些物質(zhì)在吸氫前后性能是類(lèi)似的（外觀、反應(yīng)性、導(dǎo)電等）。反應(yīng)性、導(dǎo)電等）。Fujian Normal UniversityChapter 15由于壓差和由于壓差和H原原子在子在Pd中的流動(dòng)性中的流動(dòng)性（吸氫、受熱分解）（吸氫、受熱分解），氫以原子形式迅速，氫以原子形式迅速擴(kuò)散穿過(guò)擴(kuò)散穿過(guò)PdAg合金合金，而雜質(zhì)氣體則不能，而雜質(zhì)氣體則不能。超純氫的制備超純氫的制備Fujian Norma

22、l UniversityChapter 1515.2 堿金屬和堿土金屬堿金屬和堿土金屬LiNa KRbCsBeMgCa SrBaFujian Normal UniversityChapter 15A原子原子序數(shù)序數(shù)價(jià)電子價(jià)電子構(gòu)型構(gòu)型金屬半徑金屬半徑(pm)熔點(diǎn)熔點(diǎn)()沸點(diǎn)沸點(diǎn)()硬度硬度(金剛石金剛石=10)Li (鋰鋰)32s1152180.513420.6Na (鈉鈉)113s118697.82882.90.4K (鉀鉀)194s122763.257600.5Rb (銣銣)375s124838.896860.3Cs (銫銫)556s126528.40669.30.2 A原子原子序數(shù)序數(shù)價(jià)

23、電子價(jià)電子構(gòu)型構(gòu)型金屬半徑金屬半徑（pm）熔點(diǎn)熔點(diǎn)()沸點(diǎn)沸點(diǎn)()硬度硬度(金剛石金剛石=10)Be (鈹鈹)42s2111127829704Mg (鎂鎂)123s2160648.811072.0Ca (鈣鈣)204s219783914841.5Sr (鍶鍶)385s221576913841.8Ba (鋇鋇)566s22177251640-堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)Fujian Normal UniversityChapter 1515.2.1 金屬金屬1.1.存在存在 由于堿金屬和堿土金屬的化學(xué)活潑性很強(qiáng)，決定了它們由于堿金屬和堿土金屬的化學(xué)活潑性很強(qiáng)，決定了它們不可能以單

24、質(zhì)的形式不可能以單質(zhì)的形式存在于自然界。存在于自然界。 堿金屬堿金屬Na和和K的豐度較高，主要有的豐度較高，主要有NaCl、KCl等。等。Li、Rb、Cs含量少。含量少。Fr很少而且半衰期很短，因此很少很少而且半衰期很短，因此很少研究。研究。 堿土金屬堿土金屬除除Be和和Ra外，其余都以外，其余都以難溶碳酸鹽和硫酸難溶碳酸鹽和硫酸鹽鹽的形式大量存在于地殼中。的形式大量存在于地殼中。如白云石CaCO3.MgCO3、菱鎂礦MgCO3 、方解石CaCO3 、碳酸鍶礦SrCO3 、石膏CaSO4 .2H2O 、天青石SrSO4和重晶石BaSO4等。Fujian Normal UniversityCha

25、pter 152. 制備制備（1）熔融電解法）熔融電解法（常用）（常用）A：石墨陽(yáng)極：石墨陽(yáng)極 D：網(wǎng)狀隔：網(wǎng)狀隔膜膜F：鐵陰極：鐵陰極 G：收集器：收集器H：陽(yáng)極罩：陽(yáng)極罩 R：環(huán)形槽：環(huán)形槽陽(yáng)陽(yáng) 極：極：2Cl - 2e = Cl2陰陰 極：極：2Na+ + 2e= 2Na總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl(l) = 2Na(l) + Cl2 (g)A+DDRHFGNaCl2熔融電解法制鈉熔融電解法制鈉FFujian Normal UniversityChapter 15（2）熱還原法）熱還原法2MgO(s) + 2CaO(s) + Si (s) 2Mg(g) + Ca2SiO4(s)MgO(s)

26、 + C(s) CO(g) + Mg(g)白云石白云石CaCO3.MgCO3分解物分解物Fujian Normal UniversityChapter 15金屬鉀能否采用類(lèi)似制鈉的方法制備呢？金屬鉀能否采用類(lèi)似制鈉的方法制備呢？不能不能，原因是：，原因是：金屬金屬 K 因因 C 電極（電極（CO）生成羰基鉀；）生成羰基鉀；金屬金屬 K 易溶在熔鹽中，難于分離；易溶在熔鹽中，難于分離；金屬金屬 K 蒸氣易從電解槽逸出造成易燃爆環(huán)境；蒸氣易從電解槽逸出造成易燃爆環(huán)境；在電解槽中容易與在電解槽中容易與O2生成超氧化鉀，此化合物生成超氧化鉀，此化合物與金屬鉀有爆炸性反應(yīng)。與金屬鉀有爆炸性反應(yīng)。熱熱(1

27、620F)熱熱熱熱N2K合金合金 (或或K)N2N2K合金合金 (或或K)蒸氣蒸氣排泄阱排泄阱NaCl 渣和渣和 N2NaNaCl 渣渣KCl(1550F)熔融熔融不銹鋼環(huán)不銹鋼環(huán)NaCl 渣渣Na 蒸氣蒸氣N2N2Na工業(yè)上鉀的提取工業(yè)上鉀的提取熱熱熱熱KCl + Na NaCl + K熔融熔融Fujian Normal UniversityChapter 15Fujian Normal UniversityChapter 1515.2.2 單質(zhì)通性單質(zhì)通性 堿金屬的最外層是堿金屬的最外層是ns1，容易失去呈現(xiàn)，容易失去呈現(xiàn)+1氧化態(tài)。由于第二電離能很大，因此不氧化態(tài)。由于第二電離能很大，因

28、此不表現(xiàn)出別的氧化態(tài)。表現(xiàn)出別的氧化態(tài)。 堿土金屬的氧化態(tài)一般是堿土金屬的氧化態(tài)一般是+2。Fujian Normal UniversityChapter 15物理性質(zhì)物理性質(zhì) 因?yàn)閴A金屬和堿土金屬的原子半徑較大，價(jià)電因?yàn)閴A金屬和堿土金屬的原子半徑較大，價(jià)電荷較少，其金屬晶體中的荷較少，其金屬晶體中的金屬鍵不太牢固金屬鍵不太牢固，所，所以它們的以它們的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、強(qiáng)度、硬度較低。熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、強(qiáng)度、硬度較低。其中其中Cs的熔點(diǎn)最低，僅為的熔點(diǎn)最低，僅為28.5，放在，放在手心手心即可熔化。即可熔化。除除Be、Mg外，均可用刀切削，外，均可用刀切削， Cs 最軟最軟。它們。它們的的密度也較低密度也

29、較低（Li是最輕的金屬，僅是最輕的金屬，僅0.53g/cm3）。）。 從從Li到到Cs原子半徑增加，金屬鍵強(qiáng)度降低，電原子半徑增加，金屬鍵強(qiáng)度降低，電離能減小。因此離能減小。因此Cs容易出現(xiàn)容易出現(xiàn)光電效應(yīng)光電效應(yīng)（發(fā)射電（發(fā)射電子）。子）。Fujian Normal UniversityChapter 15化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 堿金屬和堿土金屬都是堿金屬和堿土金屬都是活潑金屬，尤其是堿金屬活潑金屬，尤其是堿金屬。同族元素內(nèi)，活潑性同族元素內(nèi)，活潑性從上而下增加從上而下增加。 堿金屬容易與空氣（的氧和水蒸氣）或水反應(yīng)，因堿金屬容易與空氣（的氧和水蒸氣）或水反應(yīng)，因此應(yīng)在此應(yīng)在煤油煤油中貯存。中貯存

30、。2M(s) + 2H2O (l) = 2MOH (aq) + H2 (g) Li與水的反應(yīng)較平穩(wěn)，與水的反應(yīng)較平穩(wěn)，Na劇烈，劇烈，K燃燒，燃燒，Rb和和Cs爆爆炸。炸。LiNaKFujian Normal UniversityChapter 15鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鈉或鉀的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)小鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鈉或鉀的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)小，為什么，為什么 Li 與水反應(yīng)沒(méi)有其它金屬與水的反與水反應(yīng)沒(méi)有其它金屬與水的反應(yīng)激烈？應(yīng)激烈？電極電勢(shì)屬于熱力學(xué)范疇，而反應(yīng)劇烈程度屬于動(dòng)電極電勢(shì)屬于熱力學(xué)范疇，而反應(yīng)劇烈程度屬于動(dòng)力學(xué)范疇，兩者之間并不等同。力學(xué)范疇，兩者之間并不等同。Li與水反應(yīng)沒(méi)有其它堿金屬與水

31、反應(yīng)激烈，主要原與水反應(yīng)沒(méi)有其它堿金屬與水反應(yīng)激烈，主要原因有因有:(1）鋰的）鋰的熔點(diǎn)較高熔點(diǎn)較高，與水反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足與水反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以使其熔化以使其熔化; (2)與水反應(yīng)的產(chǎn)物與水反應(yīng)的產(chǎn)物溶解度較小溶解度較小，一旦生，一旦生成成 ，就覆蓋在金屬鋰的上面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。，就覆蓋在金屬鋰的上面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。 性質(zhì)性質(zhì)LiNaK RbCs熔點(diǎn)熔點(diǎn)/K453.69 370.96 336.8 312.04 301.55MOH 水中溶水中溶解度解度/(molL-1)5.326.419.117.925.8Fujian Normal UniversityChapter 15 堿土金屬

32、中堿土金屬中Be和和Mg遇水（或氧）會(huì)生成遇水（或氧）會(huì)生成氧化膜氧化膜，阻礙了進(jìn)一步反應(yīng)，阻礙了進(jìn)一步反應(yīng)，Ca、Sr、Ba則與水則與水劇烈劇烈作用（生成堿），但程度不如堿金屬作用（生成堿），但程度不如堿金屬。 堿金屬和堿土金屬還能和許多非金屬元素，如鹵堿金屬和堿土金屬還能和許多非金屬元素，如鹵素、硫、氧、氮、氫等素、硫、氧、氮、氫等直接作用直接作用生成相應(yīng)的化合生成相應(yīng)的化合物。物。CaFujian Normal UniversityChapter 15 堿金屬和堿土金屬可溶于堿金屬和堿土金屬可溶于液氨液氨，生成，生成溶劑合陽(yáng)離子溶劑合陽(yáng)離子、溶劑合電子、溶劑合電子，形成，形成深藍(lán)色溶液深

33、藍(lán)色溶液，具有較高導(dǎo)電性，具有較高導(dǎo)電性，與金屬本身具有，與金屬本身具有相同相同的化學(xué)反應(yīng)。的化學(xué)反應(yīng)。導(dǎo)電性超過(guò)任導(dǎo)電性超過(guò)任何電解質(zhì)溶液，類(lèi)似金屬。何電解質(zhì)溶液，類(lèi)似金屬。 堿金屬堿金屬 M(s) + (x+y)NH3 = M+(NH3)x+ e-(NH3)y堿土金屬堿土金屬 M(s)+(x+2y)NH3 = M2+(NH3)x+2e-(NH3)y與液氨的作用與液氨的作用Fujian Normal UniversityChapter 15對(duì)角線(xiàn)規(guī)則對(duì)角線(xiàn)規(guī)則 指周期表中指周期表中位于對(duì)角位于對(duì)角的典型元素性質(zhì)相似的典型元素性質(zhì)相似，如，如Li和和Mg、Be和和Al、B和和Si等。等。 周期

34、表橫排周期表橫排自左而右自左而右，元素，元素金屬性減弱金屬性減弱；縱行縱行自上而下自上而下，元素，元素金屬性增強(qiáng)金屬性增強(qiáng)。這兩個(gè)。這兩個(gè)效應(yīng)在處于對(duì)角線(xiàn)位置的兩元素中得到一效應(yīng)在處于對(duì)角線(xiàn)位置的兩元素中得到一定程度的定程度的抵消抵消，造成兩元素性質(zhì)相接近，造成兩元素性質(zhì)相接近，甚至相似性超過(guò)本族的其他元素甚至相似性超過(guò)本族的其他元素。Fujian Normal UniversityChapter 15RaFr7ABaSrCaMgBeACsRbKNaLiH0Rn At Po Bi Pb Tl 6Xe I Te Sb Sn In 5Kr Br Se As Ge Ga 4Ar Cl S P Si

35、Al 3Ne F O N C B 2He AAAAA1 對(duì)角線(xiàn)規(guī)則對(duì)角線(xiàn)規(guī)則原因：原因：Z / r 比較相似比較相似Fujian Normal UniversityChapter 15單質(zhì)的用途單質(zhì)的用途 Na溶于汞形成的溶于汞形成的汞齊汞齊是化學(xué)中有效的是化學(xué)中有效的還原劑還原劑。 Na的最大用途是用于制備四乙基鉛的最大用途是用于制備四乙基鉛Pb(C2H5)4，為汽，為汽油抗震劑（如果汽油在到達(dá)適當(dāng)部位前即行被點(diǎn)燃油抗震劑（如果汽油在到達(dá)適當(dāng)部位前即行被點(diǎn)燃，就會(huì)使機(jī)械發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)）。無(wú)鉛汽油的問(wèn)世使，就會(huì)使機(jī)械發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)）。無(wú)鉛汽油的問(wèn)世使其用量減小，用其用量減小，用Fe(CO)5等等替

36、代。替代。 Be對(duì)對(duì)X射線(xiàn)的吸收很小，常作為射線(xiàn)的吸收很小，常作為X射線(xiàn)管的窗材料。射線(xiàn)管的窗材料。Be熔點(diǎn)相對(duì)較高，而中子俘獲截面小，因此可在核熔點(diǎn)相對(duì)較高，而中子俘獲截面小，因此可在核工業(yè)中發(fā)揮作用（如中子減速）。工業(yè)中發(fā)揮作用（如中子減速）。 Mg在合金中應(yīng)用廣泛，由于比重（在合金中應(yīng)用廣泛，由于比重（1.74）比）比Fe（7.8）低得多，所以特別適于制備輕質(zhì)結(jié)構(gòu)合金。）低得多，所以特別適于制備輕質(zhì)結(jié)構(gòu)合金。Fujian Normal UniversityChapter 1515.2.3 鹵化物鹵化物 堿金屬鹵化物都是堿金屬鹵化物都是離子型離子型化合物，它們的化合物，它們的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓

37、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的絕對(duì)值都的絕對(duì)值都較大較大。 堿金屬和堿土金屬鹵化物堿金屬和堿土金屬鹵化物大都易溶大都易溶，但，但LiF微溶，堿土金屬微溶，堿土金屬氟氟化物也不易溶于水?；镆膊灰兹苡谒?。Fujian Normal UniversityChapter 15 無(wú)水氯化鈣無(wú)水氯化鈣有強(qiáng)烈的吸水性，是一種有強(qiáng)烈的吸水性，是一種廉價(jià)的干燥廉價(jià)的干燥劑劑。氯化鈣還可以作。氯化鈣還可以作致冷劑致冷劑，將，將CaCl2.6H2O和冰和冰水水以不同比例混合，可以導(dǎo)致不同的低溫，最低以不同比例混合，可以導(dǎo)致不同的低溫，最低可達(dá)可達(dá)-54.9。 氯化鋇氯化鋇是最重要的可溶性鋇鹽（可溶鋇鹽都是最重要的可溶性鋇鹽（可

38、溶鋇鹽都有毒有毒 ）。氯化鋇可用）。氯化鋇可用鹽酸和碳酸鋇鹽酸和碳酸鋇制得。工業(yè)上則是制得。工業(yè)上則是在高溫下用在高溫下用煤粉還原重晶石煤粉還原重晶石BaSO4：BaSO4(s)+4C (s) = BaS (s) + 4CO(g)BaS (s) + 2HCl(aq) = BaCl2 (aq) + H2S(g)Fujian Normal UniversityChapter 1515.2.4 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物 1. 氧化物氧化物 堿金屬（和堿土金屬）的氧化物有四種類(lèi)型；堿金屬（和堿土金屬）的氧化物有四種類(lèi)型；普普通氧化物通氧化物M2O、過(guò)氧化物、過(guò)氧化物M2O2 、超氧化物、超氧化

39、物MO2和臭氧化物和臭氧化物MO3 。普通氧化物：普通氧化物： 堿土金屬堿土金屬在室溫和加熱條件下與氧氣在室溫和加熱條件下與氧氣直接化合直接化合生生成普通氧化物成普通氧化物MO；堿金屬只有；堿金屬只有Li直接和氧化合直接和氧化合生成生成單一的單一的Li2O，其余采用，其余采用間接方法間接方法制取。例如制取。例如：Fujian Normal UniversityChapter 15 Na2O2 + 2Na = 2Na2O2KNO3 + 10K = 6K2O + N2MCO3 = MO+CO2 這兩族氧化物熱穩(wěn)定性、熔點(diǎn)總的趨勢(shì)這兩族氧化物熱穩(wěn)定性、熔點(diǎn)總的趨勢(shì)從從上到下逐漸降低上到下逐漸降低。如

40、。如Li2O熔點(diǎn)高達(dá)熔點(diǎn)高達(dá)1973K，Na2O在在1548K時(shí)升華，而其余堿金屬氧化時(shí)升華，而其余堿金屬氧化物在末達(dá)到熔點(diǎn)前即開(kāi)始分解。物在末達(dá)到熔點(diǎn)前即開(kāi)始分解。Fujian Normal UniversityChapter 15 堿（堿土）金屬氧化物能堿（堿土）金屬氧化物能與水反應(yīng)，與水反應(yīng)，常常常常生成相應(yīng)的生成相應(yīng)的強(qiáng)堿強(qiáng)堿并放熱，例如：并放熱，例如：Na2O + H2O = 2NaOHCaO + H2O = Ca(OH)2 BeO和和MgO熔點(diǎn)高（熔點(diǎn)高（BeO：2803K， MgO：3073K），用作耐火材料；），用作耐火材料；CaO用用作建筑材料。作建筑材料。Fujian No

41、rmal UniversityChapter 15過(guò)氧化物和超氧化物：過(guò)氧化物和超氧化物： 堿金屬在空氣中堿金屬在空氣中燃燒燃燒時(shí)，除時(shí)，除Li以外均以外均生成過(guò)氧化物生成過(guò)氧化物M2O2，如淡黃色，如淡黃色Na2O2 、白色、白色K2O2 等。在等。在高溫及高溫及過(guò)量氧過(guò)量氧條件下，有的可生成條件下，有的可生成超氧化物超氧化物MO2 ，如橙黃，如橙黃色色KO2。它們皆。它們皆不穩(wěn)定不穩(wěn)定，當(dāng)，當(dāng)加熱、遇水、遇加熱、遇水、遇CO2時(shí)時(shí)都會(huì)分解或發(fā)生反應(yīng)，放出都會(huì)分解或發(fā)生反應(yīng)，放出O2，如，如Na2O2 + 2H2O = H2O2 + 2NaOH H2O + 1/2O2 + 2NaOH2Na2

42、O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2(g)2KO2 + 2H2O = O2+H2O2 + 2KOH 4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2(g)Fujian Normal UniversityChapter 15 過(guò)氧化物中過(guò)氧化物中Na2O2最重要最重要，它是一種，它是一種強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑。在。在分析化學(xué)中常用分析化學(xué)中常用Na2O2分解某些礦物（分解某些礦物（鈉熔法鈉熔法），），將礦物中的硫、錳、鉻、釩等氧化成將礦物中的硫、錳、鉻、釩等氧化成可溶性可溶性含氧含氧酸鹽，從試樣中酸鹽，從試樣中分離分離出來(lái)，例如：出來(lái)，例如：MnO2 + Na2O2 = Na2MnO4

43、 過(guò)氧化物和超氧化物經(jīng)常在深井作業(yè)、潛水作業(yè)過(guò)氧化物和超氧化物經(jīng)常在深井作業(yè)、潛水作業(yè)、宇宙航行和戰(zhàn)地醫(yī)院里用作、宇宙航行和戰(zhàn)地醫(yī)院里用作供氧劑、漂白劑供氧劑、漂白劑（氧化可使色素分子轉(zhuǎn)變，顏色因而消去，且變成氧化可使色素分子轉(zhuǎn)變，顏色因而消去，且變成可溶物被水洗去）可溶物被水洗去）和和CO2吸收劑吸收劑。Fujian Normal UniversityChapter 15臭氧化物：臭氧化物： 在在冷凍冷凍條件，條件，O3可和氫氧化可和氫氧化K（Rb、Cs）生）生成臭氧化物，其性質(zhì)和過(guò)氧化物、超氧化物成臭氧化物，其性質(zhì)和過(guò)氧化物、超氧化物性質(zhì)性質(zhì)類(lèi)似類(lèi)似。3KOH(s) + 2O3(g) =

44、2KO3(s) + KOHH2O(s) +1/2O2(g)4MO3(s) + 2H2O = 4MOH(l) + 5O2KO3 = KO2 + 1/2O2Fujian Normal UniversityChapter 15堿金屬和堿土金屬氫氧化物的堿性堿金屬和堿土金屬氫氧化物的堿性L(fǎng)iOHNaOHKOHRbOHCsOH中強(qiáng)堿中強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2兩性?xún)尚灾袕?qiáng)堿中強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿強(qiáng)堿2. 氫氧化物氫氧化物Fujian Normal UniversityChapter 15堿金屬和堿土金屬氫氧化物的溶解性堿

45、金屬和堿土金屬氫氧化物的溶解性堿金屬的氫氧化物易溶于水，堿金屬的氫氧化物易溶于水， 但但LiOH溶解度較小。溶解度較小。堿土金屬的氫氧化物堿金屬氫氧化物堿土金屬的氫氧化物堿金屬氫氧化物因?yàn)橐驗(yàn)?離子半徑離子半徑 M() M()使陽(yáng)陰離子之間吸引力使陽(yáng)陰離子之間吸引力 M() M()隨著陽(yáng)離子半徑的增大，陽(yáng)離子與陰離子之間的吸隨著陽(yáng)離子半徑的增大，陽(yáng)離子與陰離子之間的吸引力減小，引力減小，晶格能晶格能下降，易溶。（深入理解參考下降，易溶。（深入理解參考“相差溶解相差溶解”的討論）的討論） 。Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr (OH)2 Ba (OH)2溶解度增大溶解度增大Fu

46、jian Normal UniversityChapter 15 堿金屬和堿土金屬的氫氧化物都是堿金屬和堿土金屬的氫氧化物都是白色固體白色固體。在空。在空氣中氣中易吸水潮解易吸水潮解，所以，所以NaOH是常用的是常用的干燥劑干燥劑。在。在空氣中吸收空氣中吸收CO2生成碳酸鹽。生成碳酸鹽。 堿金屬氫氧化物對(duì)纖維、皮膚有堿金屬氫氧化物對(duì)纖維、皮膚有強(qiáng)烈腐蝕強(qiáng)烈腐蝕作用，因作用，因此稱(chēng)為此稱(chēng)為苛性堿苛性堿。熔融熔融的苛性堿會(huì)侵蝕玻璃和瓷器，的苛性堿會(huì)侵蝕玻璃和瓷器，也可破壞也可破壞Pt器皿，因此實(shí)驗(yàn)室用器皿，因此實(shí)驗(yàn)室用銀坩堝銀坩堝。 NaOH是強(qiáng)堿，不僅和是強(qiáng)堿，不僅和酸性酸性氧化物反應(yīng)，還可與氧

47、化物反應(yīng)，還可與兩兩性性氧化物反應(yīng)。氧化物反應(yīng)。Al2O3+2NaOH=熔融熔融=2NaAlO2+H2O ZnO(s) + 2NaOH (aq) = Na2ZnO2 (aq) + H2O (l)Fujian Normal UniversityChapter 15還可以溶解金屬還可以溶解金屬Al、Zn和非金屬和非金屬B、Si：2Al (s) + 2NaOH (aq) + 6H2O (l) = 2NaAl(OH)4 (aq) + 3H2 (g)2B (s) + 2NaOH (aq) + 2H2O (l) = 2NaBO2 (aq) + 3H2 (g)Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2

48、 （g）Ca(OH)2價(jià)格便宜，是制造漂白粉、氨和氫價(jià)格便宜，是制造漂白粉、氨和氫氧化鈉的原料。氧化鈉的原料。Fujian Normal UniversityChapter 151. 寫(xiě)出下列反應(yīng)式：寫(xiě)出下列反應(yīng)式： CaH2 + H2O ; LiH(熔融電解熔融電解) ; Si + NaOH + H2O ; U + H2 ; Na + H2O ; Na2O + H2O ; Na2O2 + H2O ; Na2O2 + Na ; Al2O3 + NaOH ; Al + NaOH + H2O 2. 堿金屬和堿土金屬常用什么方法制備？寫(xiě)出堿金屬和堿土金屬常用什么方法制備？寫(xiě)出代表性反應(yīng)式。而制備代表

49、性反應(yīng)式。而制備K的一般方法是什么的一般方法是什么？3. 對(duì)角線(xiàn)規(guī)則是什么？寫(xiě)出三對(duì)典型代表元素對(duì)角線(xiàn)規(guī)則是什么？寫(xiě)出三對(duì)典型代表元素。Fujian Normal UniversityChapter 1515.2.5 含氧酸鹽含氧酸鹽 常見(jiàn)的含氧酸鹽有碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、常見(jiàn)的含氧酸鹽有碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等。磷酸鹽等。 晶型晶型堿金屬和堿土金屬的含氧酸鹽絕大多數(shù)堿金屬和堿土金屬的含氧酸鹽絕大多數(shù)是是離子晶體離子晶體，但，但鈹、鋰、鎂鈹、鋰、鎂鹽有不同程度的共價(jià)鹽有不同程度的共價(jià)性。性。 顏色顏色除與有色陰離子（如除與有色陰離子（如紫紅紫紅、橙紅橙紅、黃黃）形成的鹽外，其余均）形

50、成的鹽外，其余均無(wú)色無(wú)色。Fujian Normal UniversityChapter 15鹽溶解規(guī)律鹽溶解規(guī)律 “相差溶解相差溶解” 規(guī)律規(guī)律指一般陰、陽(yáng)離子指一般陰、陽(yáng)離子半徑相半徑相差較大差較大的的離子離子型鹽類(lèi)在水中型鹽類(lèi)在水中溶解度較大溶解度較大，相近的溶，相近的溶解度較?。姾纱螅霃叫?duì)水合焓和晶格能都有解度較?。姾纱?，半徑小對(duì)水合焓和晶格能都有利，但半徑差大，對(duì)應(yīng)水化焓更有利）。利，但半徑差大，對(duì)應(yīng)水化焓更有利）。 經(jīng)驗(yàn)規(guī)律經(jīng)驗(yàn)規(guī)律陰離子的陰離子的半徑比較大半徑比較大時(shí)，鹽的溶解度時(shí)，鹽的溶解度常隨金屬的原子序數(shù)的常隨金屬的原子序數(shù)的增大而減小增大而減小，相反，陰離子，相反

51、，陰離子的的半徑比較小半徑比較小時(shí)，鹽的溶解度常隨金屬的原子序數(shù)時(shí)，鹽的溶解度常隨金屬的原子序數(shù)的的增大而增大增大而增大。1. 溶解度溶解度Fujian Normal UniversityChapter 15離子半徑離子半徑 影響影響 晶格能晶格能離子電荷離子電荷 水合焓水合焓更重要。是討論依據(jù)。后者相對(duì)變動(dòng)更大半徑變化時(shí)時(shí)或是討論依據(jù)；變動(dòng)更大半徑變化時(shí)時(shí)從數(shù)學(xué)的角度可知水合,XMXMXMHrrrrUrr鹽溶解的熱力學(xué)解釋鹽溶解的熱力學(xué)解釋)1()1()1(-X3M2XM1rfrfHrrfUUHH水合水合溶解f1，f2，f3是常數(shù)是常數(shù) 一般來(lái)說(shuō)，溶解過(guò)程熵變的數(shù)值比較小。因此一般來(lái)說(shuō)，溶解

52、過(guò)程熵變的數(shù)值比較小。因此溶解過(guò)程所涉及的熱焓變化，常常成為鹽類(lèi)溶解度溶解過(guò)程所涉及的熱焓變化，常常成為鹽類(lèi)溶解度大小的主要依賴(lài)因素。大小的主要依賴(lài)因素。Fujian Normal UniversityChapter 15左圖顯示，溶解焓較負(fù)（即溶解性較大）的化合物都是陰、陽(yáng)離子水合焓差異較大（或正或負(fù)）的化合物，也是陰、陽(yáng)離子半徑相差較大（的鹽類(lèi)）化合物。Fujian Normal UniversityChapter 15堿金屬含氧酸鹽在水中的溶解度堿金屬含氧酸鹽在水中的溶解度（g/100g水，按無(wú)水鹽計(jì)）水，按無(wú)水鹽計(jì)）溫度溫度/oC鋰鋰鈉鈉鉀鉀銣銣銫銫碳酸鹽碳酸鹽201.33 21.5

53、113 223 262酸式碳酸鹽酸式碳酸鹽209.6 33.3 116211硝酸鹽硝酸鹽20708831.6 53.3 23.0硫酸鹽硫酸鹽2034.8 19.4 11.1 48.2 179明礬明礬2543.1 7.23 1.81 0.50高氯酸鹽高氯酸鹽2550211 2.07 1.28 1.97Fujian Normal UniversityChapter 15 堿金屬鹽堿金屬鹽一般易溶于水，但一般易溶于水，但某些半徑某些半徑較大的陰離子（高氯酸根、高錳酸根）和較大的陰離子（高氯酸根、高錳酸根）和較重的堿金屬較重的堿金屬形成的鹽常常溶解度有限。形成的鹽常常溶解度有限。 少數(shù)少數(shù)Na、K的難

54、溶鹽的難溶鹽醋酸鈾酰鋅鈉醋酸鈾酰鋅鈉NaZn(UO2)3(Ac)99H2O、焦銻酸氫鈉、焦銻酸氫鈉Na2H2Sb2O7、酒石酸氫鉀、酒石酸氫鉀KHC4H4O6可用可用于化學(xué)分析。于化學(xué)分析。Fujian Normal UniversityChapter 15堿土金屬含氧酸鹽在水中的溶解度堿土金屬含氧酸鹽在水中的溶解度（g/100g水，按無(wú)水鹽計(jì)，水，按無(wú)水鹽計(jì)，20 oC附近附近 ）鈹鈹鎂鎂鈣鈣鍶鍶鋇鋇碳酸鹽碳酸鹽0.0011 0.00062 0.00059 0.00086硝酸鹽硝酸鹽10770.212970.89.1硫酸鹽硫酸鹽40.835.80.2030.0130.00024鉻酸鹽鉻酸鹽7

55、2.32.320.100.00035草酸鹽草酸鹽33.10.0300.00080.00420.0112高氯酸鹽高氯酸鹽 14799.8189310198Fujian Normal UniversityChapter 15 堿土金屬鹽堿土金屬鹽AB2型型鹽多數(shù)鹽多數(shù)易溶易溶于水，如硝于水，如硝酸鹽、氯化物、醋酸鹽，但酸鹽、氯化物、醋酸鹽，但氟化物除外氟化物除外。而。而AB型型鹽類(lèi)多數(shù)鹽類(lèi)多數(shù)不溶不溶于水，如草酸鹽、碳酸鹽于水，如草酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等。在鈣鹽中、硫酸鹽等。在鈣鹽中 ，鋇鹽中，鋇鹽中的溶解度最小，常用于離子鑒定。的溶解度最小，常用于離子鑒定。 鈣、鍶、鋇的碳酸鹽溶于鈣、鍶、鋇的碳

56、酸鹽溶于過(guò)量的過(guò)量的CO2溶液中。溶液中。MCO3+CO2+H2O M(HCO3)2（MCa、Sr、Ba）Fujian Normal UniversityChapter 15 來(lái)源于水中的來(lái)源于水中的鎂鹽和鈣鹽鎂鹽和鈣鹽。 暫時(shí)硬度暫時(shí)硬度鎂和鈣的鎂和鈣的酸式碳酸鹽酸式碳酸鹽，可以，可以加熱加熱去除：去除：M(HCO3)2 (aq) MCO3 (s) +CO2 (g) +H2O (l) 永久硬度永久硬度其他鎂鹽和鈣鹽，通常是其他鎂鹽和鈣鹽，通常是硫硫酸鹽酸鹽，不能加熱去除，但可以用，不能加熱去除，但可以用Na2CO3去去除。除。水的硬度水的硬度Fujian Normal UniversityC

57、hapter 15補(bǔ)充資料：自然界中的飲用水中，雨水屬軟水，江、河、湖、塘等普通地面水的硬度大都不高，而地下水的硬度往往偏高。我國(guó)南方多軟水，北方多硬水。水的軟硬與口感有關(guān)系，硬水爽口，多數(shù)礦泉水硬度較高，使人感到清爽可口，軟水顯得淡而無(wú)味。但用硬水泡茶，沖咖啡等飲料時(shí)口感將受到影響。有些食品加工用水比較講究，硬水將影響食品加工，易造成蛋白質(zhì)沉淀、無(wú)機(jī)鹽沉淀或較難煮熟。鍋爐用水一般應(yīng)使硬水軟化，否則會(huì)因水垢太多而發(fā)生意外事故。硬水還會(huì)使肥皂大大降低去污能力。Fujian Normal UniversityChapter 15那么，喝硬水好還是軟水好呢？鈣鎂離子是人體每天必需的營(yíng)養(yǎng)素，如果水有一

58、定硬度（礦泉水），通過(guò)飲水可以補(bǔ)充一定量的鈣鎂離子（防止心血管疾病）。如果是長(zhǎng)期服用軟水的人，還需通過(guò)其它途徑補(bǔ)充。但在水硬度較高地區(qū)，腎結(jié)石發(fā)病率卻隨水的硬度升高而升高。因此飲用水的硬度太高和太低都不好。我國(guó)飲用水標(biāo)準(zhǔn)中最適宜的飲用水屬于輕度或中度硬水。Fujian Normal UniversityChapter 15 整體規(guī)律整體規(guī)律堿金屬和堿土金屬的含氧酸堿金屬和堿土金屬的含氧酸正正鹽鹽的熱穩(wěn)定性的熱穩(wěn)定性整體較高整體較高，堿金屬鹽堿金屬鹽比堿土金比堿土金屬鹽屬鹽更高更高。對(duì)同一族元素來(lái)說(shuō)，。對(duì)同一族元素來(lái)說(shuō)，由上而下由上而下分分解溫度逐漸解溫度逐漸升高升高。 以碳酸鹽為例：以碳酸鹽為

59、例：2. 熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性Fujian Normal UniversityChapter 15陽(yáng)離子極化陽(yáng)離子極化（離子勢(shì)（離子勢(shì)Z/r）與堿與堿土碳酸鹽分解溫度土碳酸鹽分解溫度（P660）性質(zhì)性質(zhì)陽(yáng)離子極化力陽(yáng)離子極化力/pm-110-2分解溫度分解溫度/KBeCO321.3298MgCO313.1813CaCO39.71183SrCO38.11563BaCO37.21663Fujian Normal UniversityChapter 15金屬離子極化力增大金屬離子極化力增大+_+_+_+_+_+_+_+_+_1.當(dāng)無(wú)外電場(chǎng)時(shí)，當(dāng)無(wú)外電場(chǎng)時(shí)，CO32-中三個(gè)中三個(gè)O2-被被C4+極化而變形

60、。極化而變形。2.金屬離子相當(dāng)于外電場(chǎng)，對(duì)臨近的一個(gè)金屬離子相當(dāng)于外電場(chǎng)，對(duì)臨近的一個(gè)O2-產(chǎn)生產(chǎn)生反極反極化作用（作用相反），削弱了碳氧鍵化作用（作用相反），削弱了碳氧鍵。3.金屬離子的極化力越強(qiáng)，其反極化作用越強(qiáng)，碳酸金屬離子的極化力越強(qiáng)，其反極化作用越強(qiáng)，碳酸鹽越不穩(wěn)定，易導(dǎo)致碳酸鹽熱分解。鹽越不穩(wěn)定，易導(dǎo)致碳酸鹽熱分解。4. H+極化力特強(qiáng)，反極化作用大，因此含氧酸穩(wěn)定性極化力特強(qiáng)，反極化作用大，因此含氧酸穩(wěn)定性總是比對(duì)應(yīng)的鹽小，而碳酸氫鹽也比碳酸鹽易分解?？偸潜葘?duì)應(yīng)的鹽小，而碳酸氫鹽也比碳酸鹽易分解。M2+Fujian Normal UniversityChapter 15碳酸鹽碳酸