區(qū)元素堿堿土金屬

關(guān)于區(qū)元素堿堿土金屬第1頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三1112Uub111Uuu110Uun109Mt108Hs107Bh106Sg105Db104Rf89-103An88Ra87Fr786Rn85At84Po83Bi82Pb81Tl80Hg79Au78Pt77Ir76Os75Re74W73Ta72Hf57-71Ln56Ba55Cs654Xe53I52Te51Sb50Sn49In48Cd47Ag46Pd45Rh44Ru43Tc42Mo41Nb40Zr39Y38Sr37Rb536Kr35Br34Se33As32Ge31Ga30Zn29Cu28Ni27Co26Fe25Mn24Cr23V22Ti21Sc20Ca19K418Ar17Cl16S15P14Si13AlⅡBⅠBⅧⅦBⅥBⅤBⅣBⅢB12Mg11Na310Ne9F8O7N6C5B4Be3Li22HeⅦAⅥAⅤAⅣAⅢAⅡA1H10ⅠA第2頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三2存在形式鋰輝石氯化鈉、鈉長石光鹵石鉀長石明礬石IA族中，鈉和鉀的氫氧化物是典型的“堿”，故IA族元素有堿金屬之稱。鋰、銣、銫是輕稀有金屬；鈁是放射性元素。鋰輝石鈉長石光鹵石鉀長石明礬石第3頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三3IIA族中鈣、鍶、鋇的氧化物性質(zhì)介于“堿”族與“土”族元素之間，故IIA族有堿土金屬之稱。鈹屬于輕稀有金屬，鐳是放射性元素。方解石螢石綠柱石石膏綠柱石存在形式方解石、螢石石膏天青石重晶石菱鎂礦第4頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三4一、物理性質(zhì)ⅠA原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑(pm)熔點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)硬度(金剛石=10)Li(鋰)32s1152180.513420.6Na(鈉)113s118697.82882.90.4K(鉀)194s122763.257600.5Rb(銣)375s124838.896860.3Cs(銫)556s126528.40669.30.2ⅡA原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑（pm）熔點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)硬度(金剛石=10)Be(鈹)42s2111127829704Mg(鎂)123s2160648.811072.0Ca(鈣)204s219783914841.5Sr(鍶)385s221576913841.8Ba(鋇)566s22177251640----原子的原子半徑較大、核電荷較少，其金屬晶體中的金屬鍵很不牢固，單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)較低，硬度較小。熔點(diǎn)低于人的體溫,放在手心里即可熔化

為具有銀白色(銫為灰色)光澤的金屬第5頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三5

密度(kg·cm-3)1.851.741.542.63.51ⅡABe(鈹)Mg(鎂)Ca(鈣)Sr(鍶)Ba(鋇)電負(fù)性1.51.21.00.90.9密度(kg·cm-3)0.530.970.861.531.88ⅠALi(鋰)Na(鈉)K(鉀)Rb(銣)Cs(銫)電負(fù)性1.00.90.80.80.7金屬性遞增金屬性遞增堿金屬和堿土金屬的密度小，屬輕金屬。Cs易失電子，光照時(shí)，表面的電子易逸出，可制造光電管。由銫光電管制成的自動報(bào)警裝置，可報(bào)告遠(yuǎn)處火警。制成的天文儀器可根據(jù)星光轉(zhuǎn)變的電流大小測出太空中星體的亮度，推算星球與地球的距離。第6頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三6ⅡABe(鈹)Mg(鎂)Ca(鈣)Sr(鍶)Ba(鋇)ⅠALi(鋰)Na(鈉)K(鉀)Rb(銣)Cs(銫)氧化數(shù)+1+1+1+1+1E(M+/M)(V)-3.04-2.713-2.924-2.98-3.026

氧化數(shù)+2+2+2+2+2E(M+/M)(V)-1.99-2.356-2.84-2.89-2.92氧化數(shù)與族號一致，常見的化合物以離子型為主。由于Li+、Be2+半徑小，其化合物具有一定共價(jià)性。E(Li+/Li)反常，是由于Li的半徑較小，易與水分子結(jié)合生成水合離子放出較多能量所致。鋰與水反應(yīng)沒有與鈉水反應(yīng)劇烈？第7頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三7堿金屬和堿土金屬的氨溶液具有較高的導(dǎo)電性與金屬本身相同的化學(xué)反應(yīng)稀堿金屬氨溶液是還原劑堿金屬堿土金屬可溶于液氨，形成深藍(lán)色溶液堿金屬

M(s)+(x+y)NH3

M+(NH3)x+e-(NH3)y堿土金屬

M(s)+(x+2y)NH3M2+(NH3)x+2e-(NH3)y二、化學(xué)性質(zhì)化學(xué)活潑性堿金屬>堿土金屬第8頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三8M3PM3N(M=Li)MHMNH2+H2MOH+H2汞齊MX（X=鹵素）M2O（M=Li,Na）M2CO3M+(am)+e-(am)M2SM2O2（M=Na,K,Rb,Cs）MO2（M=K,Rb,Cs）堿金屬單質(zhì)的某些典型反應(yīng)PN2NH3(溶液或氣態(tài))H2OMX2S液NH3有Fe存在HgO2O2+CO2第9頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三9堿土金屬單質(zhì)的某些典型反應(yīng)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+H2HMO2-+H2(M=Be)N2H2O水蒸氣MO2NH3MX2NaOH第10頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三10Li2ONa2O2

KO2

鎂帶的燃燒

與水作用LiNaKCa第11頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三11元素LiNaKRbCsCaSrBa顏色深紅黃紫紅紫藍(lán)橙紅深紅綠波長/nm670.8589.2766.5780.0455.5714.9687.8553.5LiNaKCaSrBa可以用焰色反應(yīng)來鑒定化合物中某元素的存在。焰色反應(yīng)(flamereaction)堿金屬和堿土金屬的化合物在無色火焰中燃燒時(shí)，會呈現(xiàn)出一定的顏色。第12頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三12堿金屬與堿土金屬的制備一般采用電解熔融鹽的方法450℃下電解55%LiCl和45%KCl的熔融混合物鋰580℃下電解40%NaCl和60%CaCl2的混合物鈉850℃下，用金屬還原氯化鉀鉀800℃左右、減壓下，用鈣還原氯化物銣、銫鈹350-400℃下電解NaCl和BeCl2的熔融鹽用鎂還原氯化鈹鎂先脫去水合氯化鎂所含的水，再電解硅熱還原：2(MgO·CaO)+FeSi→2Mg+Ca2SiO4+Fe鈣700-800℃下，電解CaCl2和KCl的混合物鋁熱法：6CaO+2Al→3Ca+3CaO·Al2O3鋁熱法或硅還原法鍶、鋇第13頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三13離子型氫化物（除Be、Mg）還原性強(qiáng)鈦的冶煉一、氫化物均為白色晶體,熱穩(wěn)定性差LiH NaHKHRbHCsHNaCl-90.4-57.3-57.7-54.3-49.3 -441形成配位氫化物受潮時(shí)強(qiáng)烈水解劇烈水解CaH2水解第14頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三14類型氧化數(shù)氧存在形式舉例過氧化物-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、氧化物類型空氣中直接形成間接形成正常氧化物L(fēng)i、ⅡA族IA、ⅡA所有元素過氧化物Na除Be外的所有元素超氧化物Na、K、Rb、Cs除Be、Mg、Li外所有元素第15頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三15正常氧化物L(fēng)i2ONa2OK2ORb2OCs2O顏色白色白色淡黃色亮黃色橙紅色熔點(diǎn)/℃>分解)400(分解)400(分解)BeOMgOCaOSrOBaO熔點(diǎn)/℃25302852261424301918硬度(金剛石=10)95.64.53.53.3M-O核間距/pm165210240257277金屬與它們的過氧化物或硝酸鹽作用，可制備Na、K、Rb、Cs的氧化物。Li、ⅡA族在空氣中點(diǎn)燃第16頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三16過氧化物在堿性介質(zhì)中是強(qiáng)氧化劑，常用作熔礦劑2Fe(CrO2)2+7Na2O2→4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O室溫下，與水或稀酸反應(yīng)生成H2O2Na2O2+2H2O→2NaOH+2H2O2

Na2O2+H2SO4→Na2SO4+2H2O2

與CO2反應(yīng)放出O22Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2↑第17頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三17的分子軌道式！Na2O2在熔融時(shí)不分解，遇到棉花、木炭或鋁粉等還原劑時(shí)，會發(fā)生爆炸，使用時(shí)應(yīng)特別小心。超氧化物除Li、Be、Mg外，IA和IIA族金屬能形成相應(yīng)的超氧化物。K、Rb、Cs能在空氣中直接燃燒生成超氧化物。第18頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三18室溫下，與水或稀酸反應(yīng)生成H2O22KO2+2H2O→2KOH+2H2O2+O2↑2KO2+H2SO4→K2SO4+2H2O2+O2↑與CO2反應(yīng)放出O2鍵級21鍵能kJ.mol－1498398142的分子軌道式的結(jié)構(gòu)式OO-第19頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三19臭氧化物2MO3→2MO2+O2↑室溫下，緩慢分解為MO2和O2與水反應(yīng)生成MOH和O24MO3+2H2O→4MOH+5O2↑三、氫氧化物除BeO、MgO外，其它堿金屬或堿土金屬氧化物與水作用，可得到相應(yīng)的氫氧化物，并放出大量的熱量。酸堿性堿性增強(qiáng)第20頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三20氫氧化物的堿性強(qiáng)弱可以以離子勢來判斷離子勢（Ф）：離子電荷Z和離子半徑r的比值Ф=Z/rROH,Ф越大，也就是Z越大、r越小，靜電引力強(qiáng)，R吸引氧原子電子云的能力越強(qiáng)，ROH便以酸式解離為主R-O-H→RO-+H+ROH,Ф越小，也就是Z越小、r越大，靜電引力弱，R吸引氧原子電子云的能力越弱，ROH便以堿式解離為主R-O-H→R++OH-堿性增強(qiáng)22222)OH(Ba)OH(Sr)OH(Ca)OH(Mg)OH(BeCsOHRbOHKOHNaOHLiOH<<<<<<<<第21頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三21溶解性溶解度增大溶解度降低四、重要鹽類及其性質(zhì)絕大多數(shù)堿金屬、堿土金屬鹽類的晶體屬于離子晶體，熔、沸點(diǎn)較高。常溫下是固體，熔化時(shí)能導(dǎo)電。堿金屬鹽類多數(shù)是離子型晶體，但鋰的某些鹽(如LiCl)具有一定程度的共價(jià)性。堿土鹽類多數(shù)是離子型晶體，但BeCl2的共價(jià)性非常明顯。

BeCl2MgCl2CaCl2SrCl2BaCl2熔點(diǎn)/℃405714782876962離子性增強(qiáng)第22頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三22熱穩(wěn)定性堿金屬鹽類通常具有較高的熱穩(wěn)定性，但硝酸鹽的熱穩(wěn)定性較差。2KNO3(s)2KNO2(s)+O2(g)940K火藥的一種成份碳酸鹽的熱穩(wěn)定性

BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3T分

/℃＜100573111013701570規(guī)律：含有大陰離子(如)的熱不穩(wěn)定性化合物的分解溫度隨陽離子半徑的增大而增高。[

]

2-M2+第23頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三23無色陰離子(如等)與堿金屬或堿土金屬形成的鹽一般是無色或白色。有色陰離子與堿金屬或堿土金屬形成的鹽為陰離子顏色，如:黃色,黃色,紫色,紫色。溶解性溶解度符合“相似溶解”規(guī)律。堿金屬鹽類大多數(shù)在水中易溶。例外的有LiF、Li2CO3、Li3PO4·5H2ONa[Sb(OH)6]、NaZn(UO2)3(CH3COO)9·6H2OM3[Co(NO2)6]，M[B(C6H5)4]，MClO4、M2[PtCl6]M—K、Rb、Cs堿土金屬鹽類除鹵化物、硝酸鹽外多數(shù)溶解度較小。M+和M2+是無色的，其鹽類的顏色取決于陰離子顏色。顏色第24頁，講稿共28頁，2023年5月2日，星期三24K+、Na+