第二讲碱金属和碱土金属方案.ppt

1、2.1 s区元素概述区元素概述2.4 对角线规则、对角线规则、锂与镁的相似性锂与镁的相似性2.3 s区元素的化合物区元素的化合物2.2 s区元素的单质区元素的单质第二讲第二讲 s s区元素区元素2.1 s区元素概述区元素概述碱金属(IA)：ns1 Li,Na,K,Rb,Cs,Fr 碱土金属(IIA)：ns2 Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra 1.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.与其他非金属作用形成相应的化合物；4.易与H2O反应(除Be、Mg外)。通性：原子半径增大电离能、电负性减小金属性、还原性增强IA IIALi BeNa

2、MgK Ca Rb SrCs Ba原子半径减小电离能、电负性增大金属性、还原性减弱1.单质的物理性质：有金属光泽密度小硬度小熔点低s区单质的熔、沸点变化导电、导热性好 由于碱土金属的金属键比碱金属的金属键要强，所以碱土金属的熔沸点、硬度、密度都比碱金属高得多。单质的物理性质和化学性质单质的物理性质和化学性质2.2.1 单质的物理性质和化学性质单质的物理性质和化学性质2.2 s区元素的单质区元素的单质2.2.2 s区元素的存在和单质的制备区元素的存在和单质的制备2.化学性质 碱金属和碱土金属都是非常活泼的金属元素，同族从 Li 到 Cs 和从 Be 到 Ba 活泼性依次增强。碱金属和碱土金属都有

3、很强的还原性，与许多非金属单质直接反应生成离子型化合物。在绝大多数化合物中，它们以阳离子形式存在。单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2BeO MgO CaO SrO BaO2Li2ONa2O2KO2(1)与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应的化合物。镁带的燃烧(2)与水作用LiNaKCa2M+2H2O 2MOH+H2(g)均以矿物形式存在：83OAlSiNa83OAlSiKO6HMgClKCl22O12H)KAl(SO22423)LiAl(SiO锂辉石：钠长石：钾长石：光卤石：明矾石：12.2.2 s区元素的存在和单质的制备区元素的存在和单质的制备绿

4、柱石：菱镁矿：萤石：天青石：大理石：6323)(SiOAlBe3MgCOO2HCaSO243CaCO2CaF4SrSO4BaSO石膏：重晶石：2.3.1 氢化物氢化物2.3 s区元素的化合物区元素的化合物2.3.5 配合物配合物2.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质2.3.3 氢氧化物氢氧化物2.3.2 氧化物氧化物 s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢形成离子型氢化物。LiH NaH KH RbH CsH NaCl-90.4 -57.3 -57.7-54.3 -49.3 -4411.均为白色晶体，热稳定性差/kJmol-1fHm2.3.1 氢化物氢化物2.还原性强 钛的冶炼：2Li

5、OHTiTiO2LiH2242H4NaClTiTiCl4NaH剧烈水解：(g)HMOHOHMH22(g)H2Ca(OH)OH2CaH22223.形成配位氢化物3LiClLiAlHAlCl4LiH43（无水）乙醚四氢铝锂LiAlH4受潮时强烈水解23244HAl(OH)LiOHO4HLiAlH1.形成四类氧化物622p2s2s 1臭氧化物(O3-)：顺磁性42p4p22p222s22s)()()()()(*KK正常氧化物(O2-)：过氧化物(O22-)：反磁性，键级：1超氧化物(O2-)：顺磁性，键级：3/232p4p22p222s22s)()()()()(*KK2.3.2 氧化物氧化物2s2p

6、x1s2py/z*2px*2py/z*2s*1s1s1s2s2s2p2pA.O M.O A.O能量例例O2O2(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2(2px)2(2py)2 (2pz)2(*2py)1(*2pz)1O2分子轨道式分子轨道式1s22s22p4O 电子分布式电子分布式3.化学性质与H2O的作用：2MOHOHOM22（Li Cs剧烈程度）（BeO除外）22222OH2NaOHO2HONa222M(OH)OHOM22222OOH2KOHO2H2KO与CO2的作用：3222COLiCOOLi)g(OCO2Na2COO2Na232222)(g3OCO2K2CO4KO23222 氧化物

7、热稳定性 总的趋势是，同族从上到下依次降低，熔点也按此顺序降低。碱土金属离子半径较小，电荷高，其氧化物的晶格能大，因而其熔点比碱金属氧化物的熔点高得多。2.3.3 氢氧化物氢氧化物 碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。易吸水而潮解MOH易溶于水，放热。碱土金属溶解度（20）氢氧化物 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 溶解度/molL-1 810-6 2.110-4 2.310-2 6.610-2 1.210-1溶解度增大 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 中强 强 强 强 强 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(

8、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。碱性氢氧化物酸碱性判断标准 R拉电子能力与离子势有关拉电子能力与离子势有关:Z/r(r以以pm为单位为单位)解离方式与 拉电子能力有关 0.22 0.32 两性 0.22 碱性 0.32 酸性 ROHRO H R OH LiOH 0.12 0.25 Be(OH)2 NaOH 0.10 0.18 Mg(OH)2KOH 0.09 0.15 Ca(OH)2RbOH 0.08 0.13 Sr(OH)2CsOH 0.07 0.12 Ba(OH)2 碱金属氢氧化物均为碱性，Be(OH)2为两性，其它碱土金属氢氧化物为碱性。2

9、.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质1.晶体类型：绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤化物有一定的共价性。例如：BeCl2已过渡为共价化合物。离子性增强重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔点/415 714 775 874 9622.一般无色或白色3.溶解度：碱金属盐类一般易溶于水；碱土金属盐类除卤化物、硝酸 盐外多数溶解度较小。4.热稳定性：较高。盐类的溶解性 (1)IA盐类易溶为主，难溶的有：K2PtCl6、KClO4、Li3PO4、难溶盐往往是在与大阴离子相配时出现。(2)IIA盐类难溶居多，常见盐类除氯化物、硝酸 盐外

10、，其他难溶，如MCO3、MC2O4、M3(PO4)2、MSO4、MCrO4离子型盐类溶解度的定性判断标准 巴素洛规则：阴阳离子电荷绝对值相同,阴阳离子半径 较为接近则难溶，否则，易溶。比较一下两组溶解度：LiF LiIBaSO4 BeSO4 对于IIA族的化合物溶解度变化如下：其氟化物、氢氧化物溶解度增大从上到下其硫酸盐、铬酸盐、碘化物溶解度减小从上到下 锂和碱土金属离子的硝酸盐热分解为：4 LiNO3 2 Li2O 4 NO2 O2 2 Mg(NO3)2 2 MgO 4 NO2 O2 其它碱金属硝酸盐受热分解的产物为亚硝酸盐和O2：2 NaNO3 2 NaNO2 O2 500含氧酸盐的热稳定

11、性4 NaNO3 2 Na2O N2 5 O2800 在更高的温度分解则生成氧化物、氮气和氧气：(1)硝酸盐热分解(2)碳酸盐:稳定性随金属离子半径的增大而增强。BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3T/100 540 900 1290 1360稳定性 M2CO3 MCO3COOO2-M2+MCO3(s)MO(s)CO22.4 对角线规则、锂与镁的相似性 对角线规则 锂与镁的相似性Li Be B CNa Mg Al Si A 族的Li与A族的Mg，A族的Be与A族的Al，A 族的B与A族的Si，这三对元素在周期表中处于对角线位置：相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规则。对角线规则对角线规则 锂与镁的相似性：单质与氧作用生成正常氧化物；氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大；氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶；氯化物均能溶于有机溶剂中；碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。