元素周期律 堿土金屬元素性質(zhì)總結(jié)2

1、元素周期律堿土金屬元素性質(zhì)總結(jié)I元素周期律1周期表位置IIA族（第2縱列），在2、3、4、5、6、7周期上均有分布。元素分別為鈹（Be）-4,鎂（Mg）-12,鈣（Ca）-20,鍶（Sr）-38,鋇（Ba）-56，鐳（Ra）-88。2堿土金屬的氫氧化物都是苛性較強(qiáng)的堿（除鈹外）,多存在于難用化學(xué)方法分解的化合物中,所以把它們被稱為為堿土金屬。3堿土金屬在自然界均有存在且都以化合物的形式存在，前五種含量相對(duì)較多，鐳為放射性元素，由居里夫婦在瀝青礦中發(fā)現(xiàn)。由于它們的性質(zhì)很活潑,一般的只能用電解方法制取。II.物理性質(zhì)II.1物理性質(zhì)通性（相似性）1堿土金屬單質(zhì)皆為具金屬光澤的銀白色金屬（鈹為灰色）

2、，但暴露在空氣中會(huì)因氧氣的氧化作用生成氧化物膜使光澤度下降，呈現(xiàn)灰色。常溫下均為固態(tài)。2堿金屬熔沸點(diǎn)均較低（但大于堿金屬）。硬度略大于堿金屬，莫氏硬度均小于5,質(zhì)軟（可用小刀切割，新切出的斷面有銀白色光澤，空氣中迅速變暗）。導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性都較好。3堿金屬單質(zhì)的密度?。ǖ笥趬A金屬），是輕金屬。II-2物理性質(zhì)遞變性隨著周期的遞增，鹵族元素單質(zhì)的物理遞變性有：1金屬光澤逐漸增強(qiáng)。2熔沸點(diǎn)逐漸降低。3密度逐漸增大。硬度逐漸減小。4堿土金屬元素晶體結(jié)構(gòu)隨著原子序數(shù)的增大呈現(xiàn)出六方密堆積面心立方堆積體心立方堆積的結(jié)構(gòu)變化II.3物理性質(zhì)特性1鈹呈現(xiàn)灰色，屬于輕稀有金屬。2鈹和鎂沒有焰色反應(yīng)。3堿

3、土金屬熔沸點(diǎn)存在不規(guī)律性II-4.鹵族元素物理性質(zhì)一覽表鈹(Be)-4鎂(Mg)-12鈣(Ca)-20鍶(Sr)-38鋇(Ba)-56鐳(Ra)-88常溫下灰色銀白色銀白色銀白色銀白色銀白色色態(tài)固體固體固體固體固體固體物態(tài)變化易液化易液化易液化易液化易液化易液化密度1.8481.7381.5502.6303.5105.000密度$勺遞變，密度逐漸更大ff反常變化f密度E的遞變，密度逐漸段變大f熔點(diǎn)1278砧0.0839769729700熔點(diǎn)的遞變存在不規(guī)律性：總體二熔點(diǎn)逐漸減小沸點(diǎn)246910901484138218971737沸點(diǎn)遞變存在不規(guī)律性鈣密度不規(guī)律變化原因：與鉀密度不規(guī)律變化原因相

4、同堿土金屬熔點(diǎn)不規(guī)律變化的原因：影響熔點(diǎn)的因素有：1價(jià)電子2原子半徑3金屬晶格結(jié)構(gòu)對(duì)堿土金屬來講，晶格結(jié)構(gòu)不很規(guī)律，Be,Mg為六方晶格（配位數(shù)為12）,CaSr為面心立方晶格（配位數(shù)12）,Ba體心立方晶格（配位數(shù)8）,因此變化存在不規(guī)律性II.5焰色反應(yīng)1堿土金屬離子及其揮發(fā)性化合物在無色火焰中燃燒時(shí)會(huì)顯現(xiàn)出獨(dú)特的顏色（除鈹、鎂），這可以用來鑒定堿土金屬離子的存在。鈣、鍶、鋇可用焰色反應(yīng)鑒別。2電子躍遷可以解釋焰色反應(yīng)，一些堿土金屬離子的吸收光譜落在可見光區(qū)，因而出現(xiàn)了標(biāo)志性顏色。3除了鑒定外，焰色反應(yīng)還可以用于制造焰火和信號(hào)彈爲(wèi)類別鈣鍶鋇鐳顏色磚紅洋紅黃綠緋紅III.化學(xué)性質(zhì)III-1.

5、原子化學(xué)性質(zhì)III-1.1原子化學(xué)性質(zhì)通性1. 最外層均有2個(gè)電子2.單質(zhì)均為單原子分子，化學(xué)性質(zhì)活潑。3. 在化學(xué)反應(yīng)中易失2個(gè)電子形成離子。4. 與典型的非金屬形成離子化合物(除鈹外)。III-1.2.原子化學(xué)性質(zhì)遞變性1原子半徑逐漸增大，相對(duì)原子質(zhì)量逐漸增大。原子核對(duì)外層電子的引力逐漸減弱。2. 電子層逐漸增多，原子序數(shù)(核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù))逐漸增大。3. 金屬性性隨周期數(shù)遞增而增強(qiáng)。III-1.3原子化學(xué)性質(zhì)特性1鈹?shù)脑踊瘜W(xué)特性：(1) 原子半徑和離子半徑特別小(不僅小于同族的其它元素，還小于堿金屬元素)(2) 電負(fù)性又相對(duì)較高(不僅高于堿金屬元素，也高于同族其它各元素)結(jié)

6、論：鈹形成共價(jià)鍵的傾向比較顯著，不像同族其它元素主要形成離子型化合物。鈹常表現(xiàn)出不同于同族其它元素的反常性質(zhì)。鈹由于原子化學(xué)特性所形成的反常性質(zhì)歸結(jié)于下：(1) 鈹由于表面易形成致密的保護(hù)膜而不與水作用，而同族其它金屬鎂、鈣、鍶、鋇均易與水反應(yīng)。(2) 氫氧化鈹是兩性的，而同族其它元素的氫氧化物均是中強(qiáng)堿或強(qiáng)堿性的。(3) 鈹鹽強(qiáng)烈地水解生成四面體型的離子Be(H2O)2，Be-O鍵很強(qiáng)，這就削弱了O-H鍵，因此水合鈹離子有失去質(zhì)子的傾向：因此鈹鹽在純水中是酸性的。而同族其它元素(鎂除外)的鹽均沒有水解作用。2. 鐳的所有同位素均具有放射性。III-1.4鹵素原子化學(xué)性質(zhì)一覽表111-兇另鈹(

7、Be)-4鎂(Mg)-12鈣(Ca)-20鍶(Sr)-38鋇(Ba)-56鐳(Ra)-88電1s21s21s21s21s21s2子2s22s22p62s22p62s22p62s22p62s22p6排3s23s23p63d103s23p63d103s23p63d103s23p63d10布4s24s24p64d104s24p64d104f144s24p64d104f145s25s25p65d105s25p65d106s26s16p67s2穩(wěn)定無放射性同9Bi2426Na40Ca48Ca84Sr86Sr130/132/134/138Ba無位素4244Ca46Ca88Sr穩(wěn)定有放射性同7Bii0Bi無

8、41Ca45Ca82Sr89Sr128/133/135/140Ba223226/228Ba位素47Ca90SrA9.01224.30540.07887.62137.3272260.1120.1450.1940.2190.2530.215原子半徑III-2氧化還原性質(zhì)1.單質(zhì)都有還原性(相似性)原因：最外層都有2個(gè)電子，決定了在化學(xué)反應(yīng)中易失電子，從而表現(xiàn)出還原性，還原性自上而下增強(qiáng)，金屬性自上而下增強(qiáng)原因：堿土金屬位于第二主族，越往下走電子層數(shù)依次增加，原子核對(duì)最外層電子的束縛力越來越小，所以越容易失電子。2. 離子具有弱氧化性。3. 與其他元素化合時(shí)，一般生成離子型的化合物。但Be和Mg離子

9、具有較小的離子半徑，在一定程度上容易形成共價(jià)鍵的化合物。III.3與氧氣的反應(yīng)普通氧化物堿土金屬在室溫或加熱時(shí)與氧化合，主要生成普通氧化物MO:反應(yīng)通式：2M+O2=2MO2但實(shí)際生產(chǎn)中常由它們的碳酸鹽、硝酸鹽或氫氧化物等加熱分解來制備。例如反應(yīng)通式：MCO3=MO+CO2f32氧化物的性質(zhì)：堿土金屬的氧化物均是難溶于水的白色粉末。除BeO為ZnS型晶體外，其余MO都是NaCl型晶體。由于陰、陽離子都是帶有兩個(gè)單位電荷，而且M-O核間距又較小，所以堿土金屬氧化物具有較大的晶格能，因此它們的熔點(diǎn)都很高、硬度也較大。注意1：在空氣中，鎂表面生成一薄層氧化膜，這層氧化物致密而堅(jiān)硬，對(duì)內(nèi)部的鎂有保護(hù)作

10、用，所以有抗腐蝕性能，可以保存在干燥的空氣里。鈣、鍶、鋇等更易被氧化，生成的氧化物疏松，內(nèi)部的金屬會(huì)繼續(xù)被氧化，所以鈣、鍶、鋇等金屬要密封保存。注意2：鋇和氧氣加熱下反應(yīng)除了得到氧化鋇，還能得到過氧化鋇(過氧化鋇可以吸氧、放氧，用來提取大氣中的氧氣)過氧化物鈣、鍶、鋇的氧化物與過氧化氫作用，可得到相應(yīng)的過氧化物:反應(yīng)通式：MO+H2O2+7H2O=MO28H2O22222鈣、鍶、鋇燃燒可生成過氧化物反應(yīng)通式：m+o2=點(diǎn)燃=mo2III.4堿金屬與水反應(yīng)反應(yīng)通式：M+2H2O=M(OH)2+H2t2注意：鈹表面生成致密的氧化膜，與水不反應(yīng)。鎂跟熱水反應(yīng)，鈣、鍶和鋇易與冷水反應(yīng)。共同現(xiàn)象：放出熱

11、量，生成可燃?xì)怏w(氫氣)，反應(yīng)后向水中滴加酚酞變紅。m.5與鹵素反應(yīng)反應(yīng)通式：M+X2-MX2堿土金屬可和鹵素(例如:氯)反應(yīng)，產(chǎn)生離子化合物。不過鈹?shù)柠u化物是共價(jià)化合物，不是離子化合物。其中越重的元素就反應(yīng)得越劇烈。III.6與氮?dú)夥磻?yīng)反應(yīng)通式：3X+N2=點(diǎn)燃X3N2232鈹、鎂、鈣在常溫下不與氮反應(yīng)，要到一定的溫度下，才和氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化物。而鍶、鋇、鐳遇到空氣其表面就失去金屬光澤，不僅形成氧化物，也形成氮化物。氮化物含有氮離子，游離態(tài)氮化物穩(wěn)定，但在水溶液中迅速水解生成氨氣和氫氧化物。III.7與氫氣反應(yīng)反應(yīng)通式：2X+H2=高溫2XH鈣、鍶和鋇能與氫氣反應(yīng)。1堿土金屬的氫化物均為氣態(tài)

12、，H顯-1價(jià)。2.堿土金屬氫化物與水劇烈反應(yīng)放出氫氣MH+H2O=MOH+H2III.8與酸反應(yīng)反應(yīng)通式:2H+M=M2+H2t置換反應(yīng)III.9氫氧化物1堿土金屬的氧化物(BeO和MgO外)與水作用，即可得到相應(yīng)的氫氧化物。堿土金屬的氫氧化物均為白色固體，易潮解，在空氣中吸收CO2生成碳酸鹽。2堿土金屬氫氧化物的溶解度較低，其溶解度變化按壓Be(OH)2Ba(OH)2的順序依次遞增，Be(OH)2和Mg(OH)2屬難溶氫氧化物。3堿土金屬氫氧化物溶解度依次增大的原因是隨著金屬離子半徑的遞增，正、負(fù)離子之間的作用力逐漸減小，易被水分子所解離的緣故。4在堿土金屬的氫氧化物中，Be(OH)2呈兩性

13、，Mg(OH)2為中強(qiáng)堿，其余都是強(qiáng)堿。III.10鹽類常見堿土金屬的鹽類有鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽等1. 晶體類型絕大多數(shù)堿土金屬鹽類的晶體屬于離子型晶體，它們具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。常溫下是固體，熔化時(shí)能導(dǎo)電。堿土金屬氯化物的熔點(diǎn)從Be-Ba依次增高，BeCl2熔點(diǎn)最低，易于升華，能溶于有機(jī)溶劑中，是共價(jià)化合物，MgCl2有一定程度的共價(jià)性。2. 顏色堿土金屬離子都是無色的，它們鹽類的顏色一般取決于陰離子的顏色。無色陰離子與之形成的鹽一般是無色或白色的;有色明離子與之形成的鹽則具有陰離子的顏色。3. 溶解性堿土金屬的鹽比相應(yīng)的堿金屬鹽溶解度小，有不少是難溶解的，這是區(qū)別堿金屬的

14、特點(diǎn)之一。堿土金屬的硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽和醋酸鹽等易溶。鹵化物中除氟化物外，也是可溶的。但是碳酸鹽，磷酸鹽和草酸鹽等都難溶于水。對(duì)于硫酸鹽和鉻酸鹽來說，溶解度差別較大，例如：BeSO4、MgSO4、BeCrO4和MgCrO4易溶，其余全難溶（CaSO4微溶）。尤其BaSO4和BaCrO4是溶解度最小的難溶鹽之一。CaC2O4（白色）、SrCrO4（白色）和BaCrO4（黃色）的溶解度也很小，反應(yīng)又很靈敏，可用作Ca、Sr或Ba離子的鑒定。鈹鹽有許多是易溶于水的，這與Be的半徑小，電荷較多，水合能大有關(guān)。4. 存在形式在自然界中，堿土金屬的礦石常以硫酸鹽、碳酸鹽的形式存在，例如白云石CaCO

15、3MgCO3，方解石（大理石）CaCO3、天青石SrSO4、重晶石BaSO4等等。III.11鋰-鎂對(duì)角線規(guī)則元素周期表中，堿金屬鋰與位于其對(duì)角線位置的堿土金屬鎂存在一定的相似性，這里體現(xiàn)了元素周期表中局部存在的"對(duì)角線規(guī)則"。鋰與鎂的相似性表現(xiàn)在:1. 單質(zhì)與氧氣作用生成正常氧化物2. 單質(zhì)可以與氮?dú)庵苯踊希ê弯囃宓钠渌鼔A金屬單質(zhì)無此性質(zhì)）3. 氫氧化物為中強(qiáng)堿，溶解度小，加熱易分解4. 氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽難溶于水5. 碳酸鹽受熱易分解鋰-鎂對(duì)角線規(guī)則可以用周期表中離子半徑的變化來說明：同一周期從左到右，離子半徑因有效電荷的增加而減少，同族元素自上而下離子半徑因電

16、子層數(shù)的增加而增大，鋰與鎂因?yàn)樘幱趯?duì)角線處，鎂正好在鋰的"右下方"，其離子半徑因周期的遞變規(guī)律而減小，又因族的遞變規(guī)律而增大，二者抵消后就出現(xiàn)了相似性。III.12熱穩(wěn)性堿土金屬鹽的熱穩(wěn)定性較堿金屬的差，但常溫下也都是穩(wěn)定的（除BeCO3外）。堿土金屬的碳酸鹽在強(qiáng)熱的情況下，才能分解成相應(yīng)的氧化物MO和CO2,碳酸鹽的熱穩(wěn)定性依Be-Ba的順序遞增，因?yàn)榘创隧樞螂x子極化力減弱。III.13制備方法鈹通常是用金屬鎂在大約1300°C下還原BeF2來制取的，也可以用電解熔融BeC12（加入堿金屬氯化物作助熔劑）的方法制得。鎂是所有這族金屬中生產(chǎn)規(guī)模最大的金屬，世界年產(chǎn)

17、量在幾十萬噸以上。電解法和硅熱還原法是工業(yè)上生產(chǎn)鎂的主要方法。電解法是在750C的溫度下，通過電解熔融的MgCl2而獲得鎂。硅熱還原法則是在減壓和1150C的溫度下，用硅鐵與煅燒過的白云石進(jìn)行反應(yīng)而制得鎂：2（MgOCaO）+FeSi=2Mg+Ca2SiO4+Fe2鈣、鍶、鋇都可以用其氯化物進(jìn)行熔鹽電解制得，鍶和鋇還可以用金屬鋁在高溫和真空條件下還原其氧化物制得。一、金屬氫氧化物的酸堿性1. 以MOH為代表的氫氧化物，可以存在兩種離解方式：MOHrM+OH-堿式離解MOHr一MO-+H+酸式離解2. MOH酸堿性的判據(jù)(1)以Z/r作為依據(jù),，Z為離子電荷數(shù)，r為離子半徑，Z/r稱為離子勢(shì)，=

18、Z/r。顯然0值越大，靜電引力越大，M吸引氧原子的電子云能力越強(qiáng)，O-H被削弱，越易酸式電離；反之，越易堿式電離。若r以1x10-10m為單位，則、遠(yuǎn)2.2時(shí)，MOH為堿性；2.2陽3.2時(shí)，MOH為兩性；、3.2時(shí)，MOH為酸性。(3) 同一主族元素的金屬氫氧化物，由于離子的電荷數(shù)和構(gòu)型均相同，故其、紜值主要取決于離子半徑的大小。例如LiOH1.2NaOH1.0KOH0.87RbOH0.82CsOH0.77堿性増強(qiáng)Be(OH)22.54Mg(OH)21.76Ca(OH)21.42Sr(OH)21.33Ba(OH)21.22堿性増強(qiáng)二、離子晶體鹽類的溶解性1. 經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：“相似相溶”2. 鹽類溶解涉及許多微觀和宏觀問題，所以只討論典型的離子型鹽類問題。(1) 正離子的半徑越大、電荷越小的鹽，往往易溶。MF的溶解度MF2的溶解度(2) 陰離子的半徑較大時(shí)，其鹽的溶解度常隨金屬原子序數(shù)的增大而減小。如SO2-、I-、CrO-的半徑大，從