金屬元素-課件

§9.3金屬元素?zé)o機(jī)化學(xué)1ppt課件

在已知的112種元素中，金屬占80%以上。通常可將金屬分為黑色金屬與有色金屬兩大類。黑色金屬包括鐵、錳和鉻及其合金，主要是鐵碳合金。有色金屬是指鐵、錳、鉻之外的所有金屬。2ppt課件1.金屬元素原子的價(jià)電子構(gòu)型金屬元素的通性根據(jù)金屬元素在周期表中的位置，分為P區(qū)金屬（ⅢA~ⅥA金屬元素）、堿金屬和堿土金屬、過(guò)渡金屬（ⅠB~ⅧB元素）。金屬的價(jià)電子構(gòu)型有以下幾種：ⅠA和ⅡA金屬為ns1~2；ⅢA～ⅥA金屬為ns2np1~4；過(guò)渡金屬為(n-1)d1~10ns1~2（Pd除外，為4d10），其中ⅠB和ⅡB為(n-1)d10ns1~2。3ppt課件2.金屬元素的化學(xué)活潑性及氧化態(tài)金屬有較強(qiáng)的還原性。金屬原子失去電子的難易決定了金屬還原性的強(qiáng)弱，可由標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)數(shù)值判斷。各種金屬的化學(xué)活潑性相差很大，所以它們?cè)谧匀唤缰械拇嬖谛问揭哺鞑幌嗤?。少?shù)不活潑的金屬如鉑、金只有游離狀態(tài)的，而活潑金屬如堿金屬和堿土金屬總是以化合態(tài)存在。4ppt課件2.金屬元素的化學(xué)活潑性及氧化態(tài)金屬有較強(qiáng)的還原性。金屬原子失去電子的難易決定了金屬還原性的強(qiáng)弱，可由標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)數(shù)值判斷。各種金屬的化學(xué)活潑性相差很大，所以它們?cè)谧匀唤缰械拇嬖谛问揭哺鞑幌嗤?。少?shù)不活潑的金屬如鉑、金只有游離狀態(tài)的，而活潑金屬如堿金屬和堿土金屬總是以化合態(tài)存在。5ppt課件堿金屬和堿土金屬堿金屬同周期元素中原子半徑大，最外層電子電離能低，極易失去，表現(xiàn)出較強(qiáng)的化學(xué)活潑性，在金屬活動(dòng)順序表中居于前列。堿土金屬的化學(xué)活潑性略低于堿金屬。堿金屬和堿土金屬元素的化合物多為離子型。它們?cè)谛纬苫衔飼r(shí)，均表現(xiàn)一種氧化態(tài)，即堿金屬為+1，堿土金屬為+2。6ppt課件一、堿金屬元素概述

1、定義

元素周期表的ⅠA族金屬元素稱為堿金屬，包括鋰、鈉、鉀、銣、銫和鈁6種元素。堿金屬屬于s區(qū)元素，其原子價(jià)電子層構(gòu)型為ns1，次外層為稀有氣體的穩(wěn)定8電子結(jié)構(gòu)。鋰、銣和銫是稀有金屬，鈁是放射性元素。

7ppt課件物理性質(zhì)

堿金屬是銀白色的柔軟、易熔輕金屬，密度較小，可以用刀切割。與同一周期其它元素相比，堿金屬的原子半徑最大，固體中的金屬鍵較弱，原子間的作用力較小，故密度、硬度小，熔點(diǎn)低。8ppt課件堿金屬的基本性質(zhì)

元素性質(zhì)鋰Li鈉Na鉀K銣Rb銫Cs原子序數(shù)311193755原子半徑/pm152153.7227.2247.5265.4離子半徑/pm6897133147167第一電離能I1

kJ·mol-1521499421405371第二電離能I272954591308826752436電負(fù)性0.980.930.820.820.79標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923密度/gcm-30.530.970.861.531.90硬度(金剛石=10)0.60.40.50.30.2M+(g)水合熱/kJ·mol-15194063222932649ppt課件堿金屬元素的特點(diǎn)：

在同周期元素中，原子半徑最大，核電荷最少，最外層的ns1電子離核較遠(yuǎn)，很易失去，第一電離能最低，表現(xiàn)出強(qiáng)的金屬性。它們與氧、硫、鹵素以及其它非金屬都能劇烈反應(yīng)，并能從許多金屬化合物中置換出金屬。堿金屬自上而下原子半徑和離子半徑依次增大，其活潑性有規(guī)律地增強(qiáng)。例如，鈉和水劇烈反應(yīng)，鉀更為劇烈，而銣、銫遇水則有爆炸危險(xiǎn)。鋰的活潑性比其他堿金屬大為遜色，與水的反應(yīng)較緩慢。10ppt課件堿金屬的焰色反應(yīng)堿金屬在火焰中加熱，各具特征的焰色，可用作定性鑒定：鋰鈉鉀銣銫紅色

黃色

紫色

紅紫色

藍(lán)色11ppt課件堿金屬用途很廣

有機(jī)鋰化合物，是有機(jī)合成中的重要試劑；鋰與鎂、鋁的合金，被稱為超輕金屬，具質(zhì)輕、強(qiáng)度大、塑性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于航空、航天器的制造中；鋰可制成鋰電池和鋰離子電池——高能電池；鉀和鈉主要用來(lái)作還原劑，鉀和鈉是動(dòng)物生存的必需元素；銫被廣泛用在光電管、銫原子鐘等。12ppt課件金屬鈉和鉀

鉀和鈉的性質(zhì)十分相似，質(zhì)軟似蠟，可以用小刀進(jìn)行切割。新切面呈銀白色光澤，但暴露在空氣中會(huì)因氧化而迅速變暗。鈉遇到水會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，生成NaOH和H2，因此需密閉儲(chǔ)存在煤油或石蠟中。鉀比鈉更活潑，因此制備、儲(chǔ)運(yùn)和使用時(shí)應(yīng)更加小心。13ppt課件鈉鉀的用途和制備1、用途：

鈉鉀的高活潑性—冶金工業(yè)重要的還原劑；強(qiáng)傳熱性—原子能工業(yè)中作核反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑；鈉、鉀—制備過(guò)氧化物、氫化物及有機(jī)合成的原料；鈉光燈用于公路照明。

2、制備：工業(yè)上制取鈉：電解廉價(jià)的熔融NaCl；工業(yè)上制取鉀：在熔融狀態(tài)下，用金屬鈉從KCl中置換出鉀，經(jīng)分級(jí)蒸餾(800～880℃)得到金屬鉀。

金屬鉀因價(jià)格昂貴(約為鈉的10倍)，而限制了它的應(yīng)用，其生產(chǎn)規(guī)模也小得多。14ppt課件堿金屬的氧化物和過(guò)氧化物

一、氧化物：

堿金屬在充足的空氣中燃燒，產(chǎn)物并不同

鋰——氧化鋰Li2O鈉——過(guò)氧化鈉Na2O2鉀、銣、銫——超氧化物KO2、RbO2、CsO215ppt課件堿金屬的氧化物和過(guò)氧化物1、氧化物堿金屬中除鋰外，其它堿金屬的正常氧化物是用金屬與它們的過(guò)氧化物或硝酸鹽作用制得的。

Na2O2＋2Na==2Na2O

2KNO3＋10K==6K2O＋N2↑

堿金屬氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的氫氧化物。16ppt課件堿金屬的氧化物和過(guò)氧化物2、過(guò)氧化物

所有堿金屬都可形成過(guò)氧化物，其中只有鈉的過(guò)氧化物是由金屬在空氣中燃燒直接得到的：

2Na+O2====

Na2O2最重要的是過(guò)氧化鈉Na2O2。燃燒17ppt課件2、過(guò)氧化物

純的Na2O2是白色粉末，工業(yè)品含有一定量雜質(zhì)。在堿性介質(zhì)中Na2O2是強(qiáng)氧化劑，常用作分解礦石的溶劑，使不溶于水和酸的礦石，被氧化分解為可溶于水的化合物，例如：Cr2O3＋3Na2O2===

2Na2CrO4＋Na2O

MnO2＋

Na2O2===Na2MnO4共熔共熔18ppt課件2、過(guò)氧化物Na2O2與水或稀酸作用可以產(chǎn)生過(guò)氧化氫：Na2O2

＋2H2O==2NaOH+H2O2Na2O2

＋H2SO4==Na2SO4+H2O22H2O2===2H2O+O2↑Na2O2與CO2產(chǎn)生下列反應(yīng)：

2Na2O2

＋2CO2

==2Na2CO3+O2

基于這個(gè)反應(yīng)，Na2O2

應(yīng)用于高空飛行或水下工作時(shí)的CO2吸收劑和供氧劑，以此來(lái)吸收人體呼出的CO2和補(bǔ)充人體所需的O2。19ppt課件超氧化物超氧化鉀

金屬鉀在充足的空氣中燃燒時(shí)，生成超氧化鉀KO2

1、KO2具有強(qiáng)氧化性，與水、CO2反應(yīng)生成氧氣：2KO2

+2H2O==O2↑+2K++2OH-+H2O24KO2

+2CO2==2K2CO3+3O22、KO2和Na2O2一樣，多用于宇航、水下、礦井、高山作業(yè)時(shí)需用的CO2吸收劑和供氧劑。20ppt課件堿金屬的氫氧化物

堿金屬的氫氧化物都是白色固體，容易潮解和吸收空氣中的CO2（須密封保存），易溶于水，溶解時(shí)放出大量的熱，僅LiOH的溶解度較小。除LiOH是中強(qiáng)堿外，其余都是強(qiáng)堿，對(duì)于纖維、皮膚有強(qiáng)烈的腐蝕作用，因此叫苛性堿。堿性按以下順序變化：

LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH

NaOH和KOH在性質(zhì)、用途和制備方面都相似，但KOH價(jià)貴，因此用途不如NaOH廣泛。21ppt課件問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH的瓶子為什么不能用玻璃塞？實(shí)驗(yàn)室盛NaOH溶液的玻璃瓶需用橡膠塞，不能用玻璃塞。否則存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，NaOH與瓶口玻璃中的SiO2生成粘性的Na2SiO3，把玻璃塞和瓶口粘結(jié)在一起而不易打開。固體NaOH具有很強(qiáng)的吸水性，是常用的干燥劑22ppt課件氫氧化鈉NaOH

又稱火堿、燒堿、苛性鈉，是重要化工原料，廣泛用于造紙、制革、制皂、紡織、玻璃、搪瓷、無(wú)機(jī)和有機(jī)合成等工業(yè)中。工業(yè)制法：電解飽和的食鹽水制備燒堿—隔膜法23ppt課件9.2.5堿金屬鹽類的通性

（1）晶體類型：絕大多數(shù)屬于離子晶體。Li+半徑很小，極化力較強(qiáng)，它的某些鹽如鹵化物表現(xiàn)出不同程度的共價(jià)性。堿金屬鹽具有較高的熔、沸點(diǎn)，常溫下是固體，熔化時(shí)能導(dǎo)電，在水中完全離解。（2）顏色堿金屬離子都是無(wú)色的，若陰離子有色，則其化合物一般常顯陰離子的顏色。如CrO42-是黃色的，K2CrO4也為黃色；MnO4-是紫紅色的，KMnO4也為紫紅色。

（3）熱穩(wěn)定性堿金屬鹽一般具有較高的熱穩(wěn)定性。唯有其硝酸鹽的熱穩(wěn)定性差，加熱易分解。（4）溶解度堿金屬的鹽類一般都易溶于水，僅有少數(shù)難溶。24ppt課件幾種重要的鈉鹽和鉀鹽

1、氯化鈉NaCl

食鹽是人類賴以生存的物質(zhì)，也是化學(xué)工業(yè)的基本原料。NaCl廣泛存在于海洋、鹽湖和巖鹽中。工業(yè)NaCl的精制通常采用重結(jié)晶法。粗鹽中常含有SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+、K+等雜質(zhì)，依次加入適量的BaCl2、Na2CO3和NaOH使其沉淀析出，得到精鹽。

25ppt課件幾種重要的鈉鹽和鉀鹽2、碳酸鈉Na2CO3

Na2CO3有無(wú)水物和一水、七水、十水結(jié)晶水合物，常見工業(yè)品不含結(jié)晶水，為白色粉末，又稱純堿、堿面或蘇打。Na2CO3在飽和狀態(tài)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%)能強(qiáng)烈水解，使pH達(dá)到12。

工業(yè)上常用氨堿法或聯(lián)合制堿法制取Na2CO326ppt課件幾種重要的鈉鹽和鉀鹽3、碳酸氫鈉(NaHCO3)

又稱小蘇打、重碳酸鈉或焙堿，加熱至65℃便分解失去CO2，是食品工業(yè)的膨化劑。

NaHCO3溶液中存在著水解和離解的雙重平衡，溶液顯弱堿性，0.1molL-1NaHCO3溶液，pH為8.3。27ppt課件鈉鹽和鉀鹽的比較1、鉀鹽的溶解度比鈉鹽??；2、鈉鹽和鉀鹽有吸潮性，鈉鹽吸潮尤為顯著；3、鉀鹽比較昂貴。例如：配制火藥用KNO3，而不宜用吸潮性強(qiáng)的NaNO3；分析化學(xué)用的基準(zhǔn)試劑K2Cr2O7，也不能用Na2Cr2O7代替。28ppt課件Na+和K+的鑒定29ppt課件P區(qū)金屬

P區(qū)金屬的金屬性比較弱。

除鋁外在自然界多以各種組成的硫化物礦存在。過(guò)渡元素原子的共同特點(diǎn)是最外層只有1～2個(gè)s電子，次外層有1~10個(gè)電子。除s電子外，d電子可以部分或全部參加成鍵，使過(guò)渡元素表現(xiàn)出多種氧化態(tài)。

過(guò)渡元素的原子半徑一般比主族元素小。同一周期元素的原子半徑從左到右只略有減小，同一族的過(guò)渡元素的原子半徑自上而下也增加不大。過(guò)渡元素30ppt課件1.金屬的物理性質(zhì)金屬單質(zhì)通性常溫時(shí)除汞是液體外，其余金屬都是固體。鋰、鈉、鉀比水輕，其他金屬密度較大金屬硬度一般較大，如鉻、鎢堅(jiān)硬如鋼。但有些質(zhì)軟，可用刀切，如鈉、鉀。以金剛石的硬度為10.有金屬光澤。絕大多數(shù)金屬呈鋼灰色或銀白色光澤。此外銅顯紅色、金顯黃色、鉛顯灰藍(lán)色、鉍顯淡紅色。大多數(shù)金屬有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。導(dǎo)電性強(qiáng)的金屬導(dǎo)熱性也好。

大多數(shù)金屬有延性，可抽成絲。大多數(shù)金屬有展性，可壓成薄片。金屬熔點(diǎn)差別較大。鎢是最難熔的金屬，汞在常溫下是液體，銫和鎵在手上受熱就能熔化。31ppt課件2.金屬的化學(xué)性質(zhì)