堿金屬-堿土金屬

關(guān)于堿金屬-堿土金屬第1節(jié)一般性質(zhì)一、所形成的化合物多為離子型化合物（除Li,Be外）以Be為例：1、共價(jià)性強(qiáng)，BeF2

帶有共價(jià)性；2、水解性，Be2+離子只能在酸性溶液中存在，否則水解；3、配合性質(zhì)，形成的配合物的數(shù)目比其他的元素多；4、聚合性質(zhì)，4BeAc2+H2O=Be4OAc6+2HAc第2頁,共26頁，2024年2月25日，星期天二、M+、M2+均為抗磁性的、無色的。原因：次外層均為8e構(gòu)型，無成單電子，亦無電子的遷移。Na2O2有顏色，因其晶體缺陷。三、焰色反應(yīng)鋰銣鍶鈣銅硼鋇鉀第3頁,共26頁，2024年2月25日，星期天第2節(jié)單質(zhì)一、性質(zhì)這些金屬單質(zhì)都具有銀白色的金屬光澤，具有良好的導(dǎo)電性和延展性。由于堿土金屬的金屬鍵比堿金屬的金屬鍵要強(qiáng)，所以堿土金屬的熔沸點(diǎn)、硬度、密度都比堿金屬高得多。1、金屬活潑性同一主族，從上到下，活潑性依次增強(qiáng)，但是Li和Cs的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)相比較？第4頁,共26頁，2024年2月25日，星期天2、強(qiáng)還原性3、與水作用Mg與水反應(yīng)緩慢，但加入NH4Cl后，速率明顯加快。鉀與水反應(yīng)第5頁,共26頁，2024年2月25日，星期天元素性質(zhì)LiNaKRbCs原子半徑/pm152153.7227.2247.5265.4離子半徑/pm6897133147167第一電離勢(shì)kJ/mol521499421405371第二電離勢(shì)72954591308826752436電負(fù)性0.980.930.820.820.79標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923M+(g)水合熱/kJ·mol-1519406322293264第6頁,共26頁，2024年2月25日，星期天元素性質(zhì)BeMgCaSrBa原子半徑/pm111.3160197.3215.1217.3離子半徑/pm356699112134第一電離勢(shì)kJ/mol905742593552564第二電離勢(shì)1768146011521070971第三電離勢(shì)149397658494243513575電負(fù)性1.571.311.000.950.89標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(酸)-1.85-2.375-2.76-2.89-2.90標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)(堿)-2.28-2.69-3.02-2.99-2.97M2+(g)水合熱/kJ·mol-124941921157714431305第7頁,共26頁，2024年2月25日，星期天二、單質(zhì)的制備1、融鹽電解：此法可制備Li、Na、Mg、Ca、Ba

問題：加入CaCl2有何作用?CaCl2的作用電解熔融的NaCl第8頁,共26頁，2024年2月25日，星期天2、高溫還原：此法制備K、Rb、CsKCl＋Na=NaCl＋K(g)2RbCl＋Ca=CaCl2

＋Rb(g)2CsCl＋Ca=CaCl2＋Cs(g)問題:不活潑的金屬為何可置換活潑金屬?

第9頁,共26頁，2024年2月25日，星期天鉀的沸點(diǎn)(766oC)比鈉的(890oC)低，當(dāng)反應(yīng)體系的溫度控制在兩沸點(diǎn)之間，使金屬鉀變成氣態(tài)，金屬鈉和KCl、NaCl仍保持在液態(tài)，鉀由液態(tài)變成氣態(tài)，熵值大為增加，反應(yīng)的TΔrSm項(xiàng)變大，有利于ΔrGm變成負(fù)值使反應(yīng)向右進(jìn)行。同時(shí)，鉀為蒸氣狀態(tài)，設(shè)法使其不斷離開反應(yīng)體系，讓體系中其分壓始終保持在較小的數(shù)值，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。第10頁,共26頁，2024年2月25日，星期天第3節(jié)化合物一、離子型氫化物（除Be、Mg）

LiH NaHKH RbHCsH－90.4－57.3－57.7－54.3－49.31、均為白色晶體，熱穩(wěn)定性差△fHΘ2、還原性強(qiáng)V)23.2)/H(H(2-=-

EΘ第11頁,共26頁，2024年2月25日，星期天3、劇烈水解4、形成配位氫化物氫化鋁鋰Li[AlH4]受潮時(shí)強(qiáng)烈水解第12頁,共26頁，2024年2月25日，星期天二、氧化物正常氧化物多數(shù)為白色固體，K2O（淡黃）、Rb2O（亮黃）、Cs2O(桔紅)；熔點(diǎn)：IIA>IA；硬度IIA>IA，所以BeO、MgO作耐火材料和金屬陶瓷，BeO還有反射放射線的能力，常用作原子反應(yīng)堆外壁磚塊材料。過氧化物和超氧化物除Be外IA、IIA均能形成過氧化物（離子型）除Li、Be、Mg外，IA、IIA能形成超氧化物，顏色，磁性。第13頁,共26頁，2024年2月25日，星期天性質(zhì)（1）室溫下，均能與水和稀酸反應(yīng)：

Na2O2+2H2O→2NaOH+H2O2Na2O2+H2SO4→Na2SO4+H2O22KO2+2H2O→2KOH+H2O2+O2↑2KO2+2H2SO4→2K2SO4+H2O2+O2↑

（2）與CO2的反應(yīng)：

2Na2O2+2CO2→2NaCO3+O2↑

4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2↑

第14頁,共26頁，2024年2月25日，星期天因此，過氧化物和超氧化物常用作防毒面具、高空飛行、潛水的供氧劑。Na2O2為常用的過氧化物，純的為白色，工業(yè)品帶淺黃；在堿性介質(zhì)中是強(qiáng)氧化劑，常作礦熔劑。如：

2Fe(CrO2)2+7Na2O2

2Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O

還可用于紡織、紙漿漂白。Na2O2熔融分解，但遇到棉花、Al粉等還原性物質(zhì)，會(huì)爆炸，故使用Na2O2要小心。第15頁,共26頁，2024年2月25日，星期天低溫下，臭氧O3和粉末狀無水堿金屬（除Li外）氫氧化物反應(yīng)，用液氨提取可得紅色的MO3固體：

3MOH(s)+2O3(g)→2MO3(s)+MOH·H2O(s)+1/2O2(g)

室溫下分解：

MO3→MO2+1/2O2

遇水：4MO3+2H2O→4MOH+5O2↑Cs形成的低氧化物有Cs7O(青銅色)、Cs4O(紅色)、Cs11O3（紫色），Cs（3+x）O等。臭氧化物和低氧化物第16頁,共26頁，2024年2月25日，星期天三、氫氧化物IA和IIA中（除BeO、MgO外）直接與水形成對(duì)應(yīng)氫氧化物。白色固體，易潮解，在空氣中吸收CO2或碳酸鹽，稱荷性堿。LiOHNaOHKOHRbOHCsOH

中強(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

兩性中強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)

Be(OH)2+2H+→Be2++2H2OBe(OH)2+2OH-→[Be(OH)4]2-

第17頁,共26頁，2024年2月25日，星期天卡特里奇以“離子勢(shì)φ”來衡量陽離子極化作用的強(qiáng)弱。

φ=Z/rnmpmM–O–H→M–O-+H+M–O–H→M++OH-

在M-OH中，若R的φ值大，其極化作用強(qiáng)，氧原子電子云偏向M，使O-H鍵極性增強(qiáng)，則呈現(xiàn)酸式解離；若M的φ值小，M-O鍵極性強(qiáng)，則成堿式解離。氫氧化物酸堿性的確定第18頁,共26頁，2024年2月25日，星期天四、鹽類1、鹽類的共同特點(diǎn)重要鹽類：鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽①晶體類型：絕大多數(shù)是離子晶體，但堿土金屬鹵化物有一定的共價(jià)性；②一般無色或白色；③溶解度：堿金屬鹽類一般易溶于水；堿土金屬鹽除鹵化物、硝酸鹽外多數(shù)難溶。④熱穩(wěn)定性：較高。第19頁,共26頁，2024年2月25日，星期天2、鹽類的溶解性巴素洛規(guī)則：陰陽離子電荷絕對(duì)值相同,陰陽離子半徑較為接近則難溶，否則，易溶。比較一下兩組溶解度：LiF<LiI;BaSO4<BeSO4對(duì)于IIA族的化合物溶解度變化如下：其氟化物、氫氧化物溶解度增大從上到下其硫酸鹽、鉻酸鹽、碘化物溶解度減小從上到下第20頁,共26頁，2024年2月25日，星期天3、含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性①硝酸鹽熱分解鋰和堿土金屬離子的極化能力較強(qiáng)，其硝酸鹽熱分解為：4LiNO3=2Li2O＋4NO2

＋O22Mg(NO3)2=2MgO＋4NO2

＋O2其它堿金屬硝酸鹽受熱分解的產(chǎn)物為亞硝酸鹽和O2：2NaNO3=2NaNO2

＋O2500℃：在更高的溫度分解則生成氧化物、氮?dú)夂脱鯕猓?NaNO3=2Na2O＋N2＋5O2800℃：第21頁,共26頁，2024年2月25日，星期天②碳酸鹽熱分解MCO3(s)=MO(s)＋CO2△碳酸鹽的熱穩(wěn)定性取決于M離子的反極化能力物質(zhì)BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3

BaCO3分解溫度/K298813118315631663愈來愈難分解

OM2+[OC]2－

O第22頁,共26頁，2024年2月25日，星期天第4節(jié)鋰的特殊性及對(duì)角線規(guī)則鋰和鎂的氫氧化物L(fēng)iOH和Mg(OH)2的溶解度都很小，而其它堿金屬氫氧化物都易溶于水。鋰與鎂的氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽都是難溶鹽，而堿金屬的氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽都易溶于水。例如，氟化鈉的溶解度約是氟化鋰的10倍，磷酸鈉的溶解度約是磷酸鋰的200倍。第23頁,共26頁，2024年2月25日，星期天一、Li、Mg的相似性4Li＋O2=2Li2O2Mg＋O2=2MgO6Li＋

N2=2Li3N

3Mg＋

N2=

Mg3N22Mg(NO3)2=2MgO＋4NO2

＋O2

4LiNO3=2Li2O＋4NO2

＋O22NaNO3=

2NaNO2

＋O2LiCl·H2O=LiOH＋HClMgCl2·6H2O=Mg(OH)Cl＋