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§17.1 s 区元素概述

End. Close. 第十七章 碱金属和碱土金属. §17.1 s 区元素概述. §17.2 s 区元素的单质. 17.2.1 单质的物理性质和化学性质. 17.2.2 s 区元素的存在和单质的制备. §17.3 s 区元素的化合物. 17.3.1 氢化物. 17.3.2 氧化物. 17.3.3 氢氧化物. 17.3.4 重要盐类及其性质. §17.4 锂 、 铍的特殊性. §17.5 离子晶体盐类的溶解性. 本章 重点：. End. Close. 碱金属、碱土金属单质的性质 碱金属、碱土金属的氧化物、氢氧化物

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§17.1 s 区元素概述

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Presentation Transcript

  1. End Close 第十七章 碱金属和碱土金属 §17.1 s区元素概述 §17.2 s区元素的单质 17.2.1 单质的物理性质和化学性质 17.2.2 s区元素的存在和单质的制备 §17.3 s区元素的化合物 17.3.1氢化物 17.3.2 氧化物 17.3.3氢氧化物 17.3.4重要盐类及其性质 §17.4 锂、铍的特殊性 §17.5 离子晶体盐类的溶解性

  2. 本章 重点： End Close • 碱金属、碱土金属单质的性质 • 碱金属、碱土金属的氧化物、氢氧化物 • 碱金属、碱土金属重要盐的性质 • 锂的特殊性、有关离子的鉴定

  3. §17.1 s区元素概述 End Close 碱金属(IA )：ns1 Li、Na、K 、Rb、Cs、Fr 碱土金属(IIA )：ns2 Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra 都是活泼金属 思考 比较碱金属与碱土金属和价电子构型、氧化态、 半径、金属键、熔沸点、硬度、密度、活泼性？ 哪两种元素常表现异常？

  4. End Close 通性： IA IIA ns1ns2 Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba 原子半径增大 金属性、还原性增强 电离能、电负性减小 • 易与H2直接化合成MH、MH2离子型化合物； • 2. 与O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物； • 3. 易与H2O反应(除Be、Mg外)，与非金属作用形成相应的化合物。 原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大 硬度增大，密度增大 注: 它们的活泼性有差异

  5. §17.2 s区元素的单质 End Close 17.2.1 单质的物理性质和化学性质 17.2.2 s区元素的存在和单质的制备

  6. End Close 17.2.1 单质的物理性质和化学性质 1.物理性质 Li Na K

  7. End Close Sr Mg Ca Be Ba Rb Cs

  8. End Close 单质的物理性质： • 有金属光泽：Be钢灰色，Cs带金黄色，其余银白色 • 密度小：ⅠA<2g·cm-3 ⅡA<5g·cm-3 （锂最轻） • 硬度小：可用刀切割（除Be,Mg）（铯最软） • 熔点低：IIA＞IA （如图） • 导电、导热性好 • 光电效应(Cs,Rb)：制光电管、天文仪器 • 形成合金：钠钾合金，钠汞齐 镁合金：质轻、机械强度好，结构材料 用于航空工业，制直升飞机、运输工具、军事器材、通讯器材、空间轨道飞行器 锂-铅合金、锂-铝合金、铍-铝合金，铍青铜 钾-钠合金—核反应堆热交换介质

  9. End Close 2.化学性质 • 与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应的化合物 常温下单质在空气中形成的氧化物？保存？ 单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物： Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 BeO MgO CaO SrO BaO2 镁带的燃烧 Na2O2 Li2O KO2

  10. End Close • 与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H2(g) Ca Li Na K Li与水作用缓慢，因为 ①锂的熔点高； ②LiOH的S小

  11. - + + + + → 2M(s) 2NH (l) 2M 2NH H (g) 3 2 2 End Close • 与液氨的作用 碱金属溶解在液氨（-33℃）形成美丽的深蓝色溶液 Ca,Sr,Ba,Eu(Ⅱ),Yb(Ⅱ)类似，稀溶液有相似的性质: 蓝色、高电导率、顺磁性

  12. 元 素Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba 颜 色 深红黄 紫 红紫 蓝 橙红深红 绿 波长 / nm 670.8 589.2 766.5 780.0 455.5 714.9 687.8 553.5 End Close 3.焰色反应 Li Na K Ca Sr Ba

  13. End Close 碱金属的化学反应

  14. End Close 碱土金属的化学反应

  15. End Close 17.2.2 s区元素的存在和单质的制备 　　地壳中的丰度。表示为每100 kg样品中金属质量（单位为g）的对数（以10为底）。

  16. End Close 存在及主要矿物： Na、K分布广、丰度高，如海水、盐湖NaCl、KCl ； 钠长石 Na[AlSi3O8] 、钾长石K[AlSi3O8] 、光卤石、明矾 ； Li、Rb、Cs为轻稀有金属，锂辉石LiAl(SiO3)2， 矿泉、盐湖中。 钠长石 钾长石 锂辉石

  17. End Close Be Mg Ca Sr Ba 矿分散，绿柱石Be3Al2(SiO3)6，硅铍石2BeO·SiO2 光卤石，白云石，菱镁矿 碳酸盐、氟化物、萤石 较少，天青石SrSO4，碳酸锶矿 重晶石BaSO4，毒重石BaCO3 萤石 天青石 绿柱石 重晶石 光卤石

  18. 降低熔点，减少钠的挥发 使钠易分离出，混合盐的密度＞钠 End Close 单质的制备 1、电解法：Li、Na 钠的制取——电解NaCl、CaCl2混合盐 加入CaCl2的作用

  19. K不宜电解？反应是否与 矛盾？ End Close 2、热还原法：Mg、K 3、金属还原法：K、Rb、Cs 1）电极电势用于水溶液体系 2）沸点：钠1156K，钾1047K,钾易挥发 3) 钾易溶于KCl难分离,电解易产生KO2，钾易爆炸

  20. §17.3 s区元素的化合物 End Close 17.3.1 氢化物 17.3.2 氧化物 17.3.3 氢氧化物 17.3.4 重要盐类及其性质

  21. 17.3.1 氢化物（上册P218） End Close s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢形成离子型氢化物（盐型氢化物）。

  22. 17.3.2 氧化物 End Close 1.形成三类氧化物 正常氧化物(O2-)： 过氧化物(O22-)： 超氧化物(O2-) 稳定性: O2- > O2- > O22-

  23. End Close 2.正常氧化物或普通氧化物 直接：Li2O 离子晶体 白 白 淡黄 亮黄 橙红 白 MO：均为白色，离子晶体，熔点高，MgO→CaO依次降低 BeO、MgO—耐高温耐火材料；CaO—建筑材料 • 与H2O的作用： （Li  Cs剧烈程度） （Be,Mg除外）

  24. End Close 3.过氧化物 直接：Na2O2、BaO2 Na2O2具强氧化性：作熔矿剂；遇棉花、炭粉爆炸 碱性：腐蚀玻璃、瓷制器皿. P801

  25. End Close 4.超氧化物 Na、K、Rb、Cs；Ca、Sr、Ba可形成 具强氧化性： 供O2、急救

  26. 17.3.3 氢氧化物 End Close 碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。 P803-805 ◆ 溶解性?变化规律？ ◆ 碱性？变化规律？ ◆ 有关碱的性质和反应? 写出NaOH与下列单质的反应方程式 Al Zn B Si P X2 S As 如何配制不含Na2CO3的NaOH溶液？

  27. 令 —— 离子势 End Close LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 中强 强 强 强 强 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 两性 中强 强 强 强 (箭头指向)碱性增强，溶解度增大。 解释碱性强弱？ 取决于电离方式 酸式电离 碱式电离 若Z↑、r↓则离子势↑，利于酸式电离； 若Z↓、r↑则离子势↓，利于碱式电离；

  28. End Close 17.3.4 　重要盐类及其性质 常见盐：卤化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、磷酸盐 1、晶体类型 绝大多数为离子晶体，有较高熔点、沸点，熔化时导电　 Li+,Mg2+盐表现一定程度共价性; Be2+盐表现明显共价性;如BeCl2; 2、颜色 M+、M2+均为无色； 若结合阴离子无色，则盐为无色，如？ 若结合阴离子有色，则盐为有色，如？

  29. End Close 3、溶解度 M+盐多数易溶，少数难溶 锂盐： 钠盐： 钾盐： 碱土金属盐以微溶为特征 易溶盐？ 难溶盐？ 4、热稳定性 碱金属盐稳定性高，碱土金属卤化物、硫酸盐稳定 硝酸盐不稳定 5、水解性、水合盐、复盐？

  30. Be B C Li Si AI Na Mg End Close §17.4锂 、铍的特殊性 下面三对处于对角线上的元素及其化合物的性质有许多相似之处，叫做对角线规则 (diagonal rule)。 这是由于对角线位置上的邻近两个元素的电荷数和半径对极化作用的影响恰好相反，使得它们离子极化力相近而引起的。

  31. End Close 锂：1）熔点较高、硬度较大； 2）电极电势最低；但与水反应缓慢； 3）化合物中LiOH、Li2CO3易分解； 氢化物中LiH最稳定； LiF、 Li2CO3、Li2PO4难溶于水； 可直接合成 铍：1）熔点较高、硬度较大； 2）电负性较大，形成共价键倾向大； 3）Be2+离子极化较强，易水解； 4）化合物稳定性较差； 5）Be(OH)2两性。

  32. End Close Li和Mg的相似性 1、与O2反应→正常氧化物 2、与N2直接化合→氮化物 3、与水反应缓慢 4、LiOH,Mg(OH)2为中强碱，溶解度不大，受热分解→Li2O,MgO 5、某些盐难溶 F-,CO32-,PO43- 6、氯化物能溶于有机溶剂，表现共价性 7、碳酸盐易分解

  33. Cl Be Be Cl Cl Cl Cl Cl Cl Al Al Cl Cl Cl End Close Be和Al的相似性 1、均为两性金属 2、活泼金属，电极电势相近 3、被冷的浓硝酸钝化，空气中形成氧 化膜，不易被腐蚀 (BeCl2)3 4、BeO、Al2O3具高熔点、高硬度 5、Be(OH)2、Al(OH)3均为两性，且难溶 6、卤化物性质相似 AlCl3 7、盐水解 碳化物水解

  34. End Close §17.5 离子晶体盐类的溶解性 1、一般规律 1）离子的电荷低、半径大的盐易溶 2）阴离子半径较小时，s 随原子序数(同族)增大而增大;阴离子半径较大时，s 随原子序数(同族)增大而减小 3) 阴、阳离子半径相差较大的比相差小的易溶

  35. U End Close 2、影响因素 从热力学角度解释，与晶格能和水合热有关 有利于溶解 不利于溶解 应同时考虑△S，如KI 一般，溶解过程熵变的值较小 溶解过程的焓变是主要因素

  36. End Close 离子的电荷大、半径小，则U大，但同时水合热也大 通常，正负离子半径接近时，U占优势，难溶 正负离子半径相差悬殊时，水合热主导，有利于溶解　　 例如 LiI 比KI (CsI,AgI)易溶，而LiF 比KF (CsF,AgF)难溶？

  37. 1、比较两族元素氧化物熔点高低？ 2、比较两族元素氢氧化物碱性变化规律？ 3、比较两族元素氢氧化物溶解性？ 4、比较LiF , LiI , BeI2 , RbCl共价性？ 5、两族元素与氧作用时的产物？ 6、过氧化物、超氧化物的性质？ 7、重晶石、天青石、萤石、石膏的化学成份？ 8、如何鉴定 ？ 9、Li和Be的特殊性？ End Close

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