第一節s區元素概述第十章堿金屬和堿土金屬元素第一節s區元素概述無機化學多媒體電子教案

2/7/20231課件元素周期表ⅠA011HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2

He23Li4Be5

B6C7N8O9F10Ne311Na12MgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB13Al14Si15P16S17Cl18Ar419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr537Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe655Cs56Ba57-71Lu72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At

86Rn787Fr88Ra89-103Lr104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Uun111Uuu112UubLi、Rb、Cs、Be是輕稀有元素Fr、Ra是放射性元素ⅠA、ⅡA為s區元素10-1s區元素概述ⅠA中的鈉、鉀氫氧化物是典型堿”，故ⅠA族元素又稱為堿金屬ⅢA有時稱為“土金屬”ⅡA中的鈣、鍶、鋇氧化物性質介于“堿”與“土”族元素之間，所以把ⅡA又稱為堿土金屬2/7/20232課件ⅠALiNaKRbCsFr鋰鈉鉀銣銫鈁ⅡABeMgCaSrBaRa鈹鎂鈣鍶鋇鐳堿金屬和堿土金屬的存在主要礦物是鉀石礦(2KCl·MgCl2·6H2O)我國青海鉀鹽儲量占全國96.8%最重要的礦石是鋰輝石（LiAlSi2O6)主要以NaCl形式存在于海洋、鹽湖和巖石中2/7/20233課件結束第十章堿金屬和堿土金屬元素第一節結束無機化學多媒體電子教案

2/7/20235課件第二節s區元素概述第十章堿金屬和堿土金屬元素第二節堿金屬和堿土金屬的性質無機化學多媒體電子教案

2/7/20236課件ⅠA原子序數價電子構型金屬半徑pm熔點℃沸點℃硬度(金剛石=10)Li(鋰)32s1

152180.513420.6Na(鈉)11

3s1186

97.82

882.9

0.4K(鉀)194s1

22763.257600.5Rb(銣)375s124838.896860.3Cs(銫)556s1

26528.40669.30.2ⅡA原子序數價電子構型金屬半徑pm熔點℃沸點℃硬度(金剛石=10)Be(鈹)42s2

111127829704Mg(鎂)

12

3s2160

648.8

1107

2.0Ca(鈣)204s2

19783914841.5Sr(鍶)385s221576913841.8Ba(鋇)566s2

2177251640----10-2堿金屬和堿土金屬的性質因為原子的原子半徑較大、核電荷較少其金屬晶體中的金屬鍵很不牢固故單質的熔、沸點較低，硬度較小

熔點低于人的體溫,放在手心里即可熔化

堿金屬和Ca、Sr、Ba均可用刀切割Cs是最軟的金屬為具有銀白色(銫為灰色)光澤的金屬核電荷原子半徑熔、沸點硬度

∧∨∧∧核電荷原子半徑熔、沸點硬度2/7/20237課件電負性1.00.90.80.80.7電負性1.00.90.80.80.7

氧化數+1+1+1+1+1

氧化數+2+2+2+2+2

密度/(kg·cm-3)0.530.970.861.531.88密度/(kg·cm-3)1.851.741.542.63.51

ⅠALi(鋰)Na(鈉)K(鉀)Rb(銣)Cs(銫)

ⅡABe(鈹)Mg(鎂)Ca(鈣)Sr(鍶)Ba(鋇)10-2堿金屬和堿土金屬的性質E(M+/M)-3.04-2.713-2.924(-2.98)(-3.026)

V

E(M+/M)-1.99-2.356-2.84-2.89-2.92V

氧化數與族數一致，常見的化合物以離子型為主由于Li+、Be2+半徑小，其化合物具有一定共價性

E(Li+/Li)反常，是由于Li的半徑較小，易與水分子結合生成水合離子放出較多能量所致2/7/20239課件

堿金屬堿土金屬可溶于液氨，形成深藍色溶液

堿金屬

M(s)+(x+y)NH3M+(NH3)x+e-(NH3)y?

堿土金屬

M(s)+(x+2y)NH3M2+(NH3)x+2e-(NH3)y

?堿金屬和堿土金屬的氨溶液：1.具有較高的導電性2.化學性質與金屬本身相同3.稀堿金屬氨溶液是還原劑10-2堿金屬和堿土金屬的性質2/7/202310課件

堿金屬和堿土金屬化學性質活潑

且化學活潑性堿金屬>

堿土金屬10-2堿金屬和堿土金屬的性質2/7/202311課件金屬反應物質反應式堿金屬Mg、Ca、Sr、BaS2M+S→M2S

M+S→MSLiNaK、Rb、Cs堿金屬Ca、Sr、BaO24Li+O2

→2Li2O2Na+O2

→Na2O2M+O2

→MO22M+O2

→2MO

M+O2

→MO2堿金屬和堿土金屬的一些重要反應10-2堿金屬和堿土金屬的性質2/7/202313課件580℃下電解40%NaCl和60%CaCl2的混合物鈉450℃下電解55%LiCl和45%KCl的熔融混合物鋰850℃下，用金屬還原氯化鉀

鉀800℃左右、減壓下，用鈣還原氯化物

銣、銫一般采用電解熔融鹽的方法

堿金屬的制備2/7/202314課件一般采用電解熔融鹽的方法

堿土金屬的制備1.350~400℃下電解NaCl和BeCl2的熔融鹽2.用鎂還原氯化鈹鈹

1.先脫去水合氯化鎂所含的水，再電解2.硅熱還原2(MgO·CaO)+FeSi→

2Mg+Ca2SiO4+Fe

鎂

2/7/202315課件結束第十章堿金屬和堿土金屬元素第二節結束無機化學多媒體電子教案

2/7/202317課件M(s)+H+(aq)→M+(aq)+H2(g)12EEEE(Li+/Li)可用焓變粗略估計

rGm=-z’F=-z’F{(H+/H2)-(Li+/Li)}=z’F(Li+/Li)E對堿金屬若不考慮rSm

的影響可用rHm代替rGm

2/7/202318課件△rHm

的計算

M(s)+H+(aq)H2(g)+M+(aq)△rHm-Hh

(H+)H+(g)+e-H(g)-I1(H)

-D(H-H)

M(g)M+(g)+e-I1(M)1212

subHm

Hh

(M+)12

rHm

={subHm

+I1(M)+Hh

(M+)}+{-Hh

(H+)-D(H-H)-I1(H)}由上式可計算堿金屬在水溶液中轉變為水合離子過程的△rHm

2/7/202319課件第三節氧化物第十章堿金屬和堿土金屬元素第三節氧化物無機化學多媒體電子教案

2/7/202321課件類型氧化數氧存在形式舉例過氧化物-1O2

Na2O2

CaO2超氧化物-1/2O2

KO2

臭氧化物-1/3O3

KO3低氧化物Cs7O正常氧化物-2O2-Na2O、CaO類型10-3氧化物2---2/7/202322課件類型在空氣中直接形成

間接形成正常氧化物

Li、Be、MgⅠA、ⅡA族Ca、Sr、Ba所有元素過氧化物Na除Be外的所有元素超氧化物

Na、K、Rb、Cs除Be、Mg、Li外所有元素10-3氧化物形成2/7/202323課件如Na2O2+2H2O→2NaOH+H2O2

Na2O2+H2SO4

→Na2SO4+H2O2

2KO2+2H2O→2KOH+H2O2+O2↑

2KO2+H2SO4

→K2SO4+H2O2+O2↑2H2O2

→2H2O+O2↑10-3-2過氧化物和超氧化物如2Fe(CrO2)2+7Na2O2

→

4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O在堿性介質中是強氧化劑,常用作熔礦劑室溫下，與水或稀酸反應生成H2O22/7/202325課件如2Na2O2+2CO2

→2Na2CO3+O2↑4KO2+2CO2

→2K2CO3+3O2↑10-3-2過氧化物和超氧化物與CO2反應放出O22/7/202326課件結束第十章堿金屬和堿土金屬元素第三節結束無機化學多媒體電子教案

2/7/202329課件第四節氫氧化物第十章堿金屬和堿土金屬元素第四節氫氧化物無機化學多媒體電子教案

2/7/202330課件堿金屬氫氧化物又稱為苛性堿因它對纖維、皮膚有強烈腐蝕作用10-4堿金屬和堿土金屬氫氧化物易潮解在空氣中吸收CO2生成碳酸鹽均為白色固體2/7/202331課件10-4-1堿金屬和堿土金屬氫氧化物的堿性*

LiOHNaOHKOHRbOHCsOH中強堿強堿強堿強堿強堿Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2兩性中強堿強堿強堿強堿與酸反應Be(OH)2+2H+

→Be2++2H2O與堿反應Be(OH)2+2OH-

→[Be(OH)4]2-2/7/202332課件10-4-2堿金屬和堿土金屬氫氧化物的溶解性原因是隨著陽離子半徑的增大,陽離子與陰離子之間的吸引力減小,易被水分子拆開堿金屬的氫氧化物易溶于水，唯LiOH溶解度較小

溶解度

堿土金屬的氫氧化物

<

堿金屬氫氧化物Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2

溶解度增大因為離子半徑M(Ⅱ)<M(Ⅰ)離子電荷M(Ⅱ)>M(Ⅰ)使陽離子與陰離子之間吸引力M(Ⅱ)>M(Ⅰ)2/7/202333課件結束第十章堿金屬和堿土金屬元素第四節結束無機化學多媒體電子教案

2/7/202334課件R的大，使O—H鍵極性增強，則為酸式解離

R的小，使R—O鍵極性增強，則為堿式解離RO-+H+

R–O–H

R++OH-酸式解離堿式解離

R–O–H在水中解離方式氧化物水合物通式

R(OH)nR–O–H解離方式取決于R+的極化作用陽離子電荷陽離子半徑離子勢()=

氫氧化物酸堿性遞變規律—R-O-H規律2/7/202335課件值<7

7-10

>10R-O-H酸堿性堿性

兩性

酸性例第三周期元素氧化物水合物的酸堿性最強酸16.10.027HClO4

Cl強酸14.40.029H2SO4

S中強酸11.50.038H3PO4

P弱酸100.040H2SiO3

Si兩性7.490.0535Al(OH)3

Al中強堿5.270.072Mg(OH)2

Mg強堿3.130.102NaOHNa酸堿性

值Rn+半徑/(nm)氧化物水合物

元素氫氧化物酸堿性遞變規律—R-O-H規律2/7/202336課件氫氧化物酸堿性遞變規律—R-O-H規律

值<7

7-10

>10R-O-H酸堿性堿性

兩性

酸性返回

強堿3.830.136Ba強堿4.120.118Sr強堿4.470.100Ca中強堿5.270.072Mg兩性6.670.045Be(OH)2Be酸堿性值Rn2+半徑氫氧化物元素例堿土金屬元素氫氧化物的酸堿性

Mg(OH)2

Ca(OH)2

Sr(OH)2

Ba(OH)2

2/7/202337課件請返回！2/7/202338課件第五節鹽類第十章堿金屬和堿土金屬元素第五節鹽類無機化學多媒體電子教案

2/7/202339課件10-5鹽類的性質

絕大多數堿金屬、堿土金屬鹽類的晶體屬于離子晶體，熔、沸點較高。常溫下是固體，熔化時能導電堿金屬、堿土金屬與無色陰離子形成的化合物是無色或白色

堿金屬、堿土金屬與有色陰離子形成的化合物常呈陰離子的顏色

如鹵化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等為無色

BaCrO4為黃色、KMnO4為紫色

鈹與易變形的陰離子的化合物為共價化合物因為Be2+半徑小，電荷較多，極化力較強如BeCl2是共價化合物

熔點低、易升華、能溶于有機溶劑中2/7/202340課件

一般來說，堿金屬和堿土金屬鹽具有

較高的熱穩定性一般來說，堿金屬鹽易溶于水；

堿土金屬：鈹鹽大多數易溶，

鎂鹽部分易溶