无机化学课件12-s区元素.ppt

1、12.1 s区元素概述区元素概述12.4 锂锂、铍的特殊性、铍的特殊性 对角线规则对角线规则12.3 s区元素的化合物区元素的化合物12.2 s区元素的单质区元素的单质第十二章第十二章 s s区元素区元素第三篇第三篇 元素化学元素化学12.1 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 都是活泼金属。都是活泼金属。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)。注：它们的活泼

2、性有差异通性：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 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12.2.1 单质的物理性质和化学性质单质的物理性质和化学性质12.2 s区元素的单质区元素的单质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。12.2.1 单质的物理性质和化学性质单质的物理性质和化学性质Li2ONa2O2KO22

3、.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)(3)与液氨的作用(g)H2NH2M(l)2NH2M(s)223+-+(am)e(am)M)s(M

4、-+液氨溶剂均以矿物形式存在：83OAlSiNa83OAlSiKO6HMgClKCl22O3H)(SOK(AlO)224323)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柱石：菱镁矿：萤石：天青石：大理石：6323)(SiOAlBe3MgCOO2HCaSO243CaCO2CaF4SrSO4BaSO石膏：重晶石：12.3.1 氢化物氢化物12.3 s区元素的化合物区元素的化合物12.3.5 配合物配合物12.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质12.3.3 氢氧化物氢氧化物12.3.2 氧化物氧化物 s区元素的单

5、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-1fHm12.3.1 氢化物氢化物2.还原性强 钛的冶炼：2LiOHTiTiO2LiH2+242H4NaClTiTiCl4NaH+剧烈水解：(g)HMOHOHMH22+(g)H2Ca(OH)OH2CaH2222+V)23.2)/H(H(2-=-E3.形成配位氢化物3LiClLiAlHAlCl4LiH43+（无水）乙醚铝氢化锂LiAlH4受潮时强烈水解23244HAl(OH)LiOHO4HLiAlH

6、+1.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)()()()()(*KK12.3.2 氧化物氧化物2s2p1s2p*2p*2p*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H2

7、O的作用：2MOHOHOM22+（Li Cs剧烈程度）（BeO除外）22222OH2NaOHO2HONa+222M(OH)OHOM+22222OOH2KOHO2H2KO+与CO2的作用：3222COLiCOOLi+)g(OCO2Na2COO2Na232222+)(g3OCO2K2CO4KO23222+氧化物热稳定性 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。12.3.3 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 B

8、e(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(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

9、 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。12.3.4 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：Be2+极化力强，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

10、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、NaSb(OH)6、KClO4、Li3PO4、K2NaCo(NO2)3 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，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 LiIBa

11、SO4 BeSO412.4 锂、铍的特殊性 对角线规则12.4.1 锂的特殊性锂的特殊性12.4.3 对角线规则对角线规则12.4.2 铍的特殊性铍的特殊性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。12.4.3 对角线规则对角线规则 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。作用的影响恰好相反，使得它们离子极化力相近而引起的。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。