第十三章s區(qū)元素

1、s s 區(qū)元素區(qū)元素第第13章章1了解了解 s 區(qū)元素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；區(qū)元素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；6了解對(duì)角線(xiàn)規(guī)則和鋰、鈹?shù)奶厥庑?。了解?duì)角線(xiàn)規(guī)則和鋰、鈹?shù)奶厥庑浴?會(huì)用離子極化理論解釋碳酸鹽分解規(guī)律；會(huì)用離子極化理論解釋碳酸鹽分解規(guī)律；4了解了解 s 區(qū)元素的重要鹽類(lèi)化合物，特別注意區(qū)元素的重要鹽類(lèi)化合物，特別注意 鹽類(lèi)溶解性的熱力學(xué)解釋?zhuān)畸}類(lèi)溶解性的熱力學(xué)解釋?zhuān)?了解了解s區(qū)元素的氫化物、氧化物、氫氧化物區(qū)元素的氫化物、氧化物、氫氧化物 的性質(zhì)，注意氫氧化物的堿性變化規(guī)律；的性質(zhì)，注意氫氧化物的堿性變化規(guī)律；2了解物主要元素的礦資源及單質(zhì)的制備了解物主要元素的礦資源及單質(zhì)的制備, 特

2、特 別注意鉀和鈉制備方法的不同；別注意鉀和鈉制備方法的不同；本章教學(xué)要求本章教學(xué)要求13.1 單質(zhì)單質(zhì) 13.2 化合物化合物 S S區(qū)元素在周期表中的位置區(qū)元素在周期表中的位置堿金屬堿金屬 (alkalin metals) (A): ns1鋰鋰lithium鈉鈉sodium鉀鉀potassium銣銣rubidium銫銫caesium鈁鈁francium堿土金屬堿土金屬 (alkalin earth metals) (A): ns2鈹鈹beryllium鎂鎂magnesium鈣鈣calcium鍶鍶strontium鋇鋇barium鐳鐳radium原子半徑增大原子半徑增大金屬性、還原性增強(qiáng)金屬性

3、、還原性增強(qiáng)電離能、電負(fù)性減小電離能、電負(fù)性減小原子半徑減小原子半徑減小金屬性、還原性減弱金屬性、還原性減弱 電離能、電負(fù)性增大電離能、電負(fù)性增大R堿金屬堿金屬(IA ): ns1(因?yàn)樗鼈兊难趸锏乃芤猴@堿性因?yàn)樗鼈兊难趸锏乃芤猴@堿性) Li, Na, K, Rb, Cs, FrR堿土金屬堿土金屬(IIA ): ns2(因?yàn)樗鼈兊难趸锛嬗袎A性和土性因?yàn)樗鼈兊难趸锛嬗袎A性和土性) Be, Mg, Ca, Sr, Ba, RaR土性土性 化學(xué)上把難溶于水和難熔融的性質(zhì)稱(chēng)為化學(xué)上把難溶于水和難熔融的性質(zhì)稱(chēng)為 “土性土性” A原子序數(shù)原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑金屬半徑(pm)熔點(diǎn)

4、熔點(diǎn)()沸點(diǎn)沸點(diǎn)()硬度硬度(金剛石金剛石=10)Li (鋰鋰)32s1157180.54 13470.6Na (鈉鈉)113s119197.81883.00.4K (鉀鉀)194s123563.65773.90.5Rb (銣銣)375s125039.05687.00.3Cs (銫銫)556s127228.4678.50.2 A原子序數(shù)原子序數(shù)價(jià)電子構(gòu)型價(jià)電子構(gòu)型金屬半徑金屬半徑（pm）熔點(diǎn)熔點(diǎn)()沸點(diǎn)沸點(diǎn)()硬度硬度(金剛石金剛石=10)Be (鈹鈹)42s211112782970 5Mg (鎂鎂)123s2160648.810972.0Ca (鈣鈣)204s21978391483.61.5

5、Sr (鍶鍶)385s22157691383.91.8Ba (鋇鋇)566s22177291637 2 都是最活潑的金屬都是最活潑的金屬 形成的化合物大多是離子型的形成的化合物大多是離子型的 通常只有一種穩(wěn)定的氧化態(tài)通常只有一種穩(wěn)定的氧化態(tài) 同一族自上而下性質(zhì)的變化有規(guī)律同一族自上而下性質(zhì)的變化有規(guī)律通通 性：性：13.1 單質(zhì)單質(zhì) Simple substances13.1.1 物理和化學(xué)性質(zhì)物理和化學(xué)性質(zhì) Physico-chemical property13.1.2 礦物資源和金屬單質(zhì)制備礦物資源和金屬單質(zhì)制備 Natural recourses, elementary substanc

6、e abstraction13.1.3 用途概述用途概述 Generality of application1. 1. 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)在空氣中燃燒，形成相應(yīng)的氧化物單質(zhì)在空氣中燃燒，形成相應(yīng)的氧化物：Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2BeO MgO CaO SrO BaO2(1) 與氧、硫、氮與氧、硫、氮、鹵素反應(yīng)，形成相應(yīng)的化合物鹵素反應(yīng)，形成相應(yīng)的化合物 2. 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)為何空氣中燃燒堿金屬所得產(chǎn)物不同？為何空氣中燃燒堿金屬所得產(chǎn)物不同？QuestionQuestion 1 1Solution哪一個(gè)燃燒反應(yīng)的哪一個(gè)燃燒反應(yīng)的 負(fù)值最大，產(chǎn)物

7、就是負(fù)值最大，產(chǎn)物就是哪一個(gè)。哪一個(gè)。 Na生成生成Na2O、Na2O2 和和 NaO2的的 分別是分別是 376 kJmol-1, 430 kJmol-1和和 389.2 kJmol-1, 因此因此燃燒產(chǎn)物就是燃燒產(chǎn)物就是 Na2O2 。GG(2) 與水作用與水作用 堿金屬被水氧化的反應(yīng)為堿金屬被水氧化的反應(yīng)為: 2 M(s) + 2 H2O (l) 2 M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)LiLiNaNaKK2 Na(s) + CH3CH2OH(l) 2 CH3CH2ONa(l) + H2(g) 4 Na(s) + CCl4(l) 4NaCl (s) + 2 C(s) 堿土

8、金屬被水氧化的反應(yīng)為堿土金屬被水氧化的反應(yīng)為: M(s) + 2 H2O (l) M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)鎂和鈹在水和鎂和鈹在水和空氣中因生成致密的氧化物保護(hù)膜而空氣中因生成致密的氧化物保護(hù)膜而顯得十分穩(wěn)定。顯得十分穩(wěn)定。 鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鈉或鉀的標(biāo)準(zhǔn)電極鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鈉或鉀的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)小，為什么電勢(shì)小，為什么 Li與水反應(yīng)沒(méi)有其他金屬與水反應(yīng)沒(méi)有其他金屬與水的反應(yīng)激烈？與水的反應(yīng)激烈？ 電極電勢(shì)屬于熱力學(xué)范疇，而反應(yīng)劇烈程度屬于動(dòng)力電極電勢(shì)屬于熱力學(xué)范疇，而反應(yīng)劇烈程度屬于動(dòng)力學(xué)范疇，兩者之間并無(wú)直接的聯(lián)系。學(xué)范疇，兩者之間并無(wú)直接的聯(lián)系。 Li與水反應(yīng)不

9、激烈，主要原因與水反應(yīng)不激烈，主要原因（1）鋰的熔點(diǎn)較高，）鋰的熔點(diǎn)較高，與與水反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以使其熔化水反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以使其熔化; (2)與水反應(yīng)的產(chǎn)物溶與水反應(yīng)的產(chǎn)物溶解度較小，易覆蓋在金屬鋰的上面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。解度較小，易覆蓋在金屬鋰的上面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8性性 質(zhì)質(zhì) Li Na K Rb Csm.p./K 453.69 370.96 336.8 312.04 301.55MOH 在水中的在水中的溶解度溶解度/(molL- -1)QuestionQuestion 2 2SolutionLi 的的E值為什么最負(fù)？值為什么最負(fù)？

10、Be的的E值最值最??？小？S 區(qū)金屬元素相關(guān)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)區(qū)金屬元素相關(guān)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) E (單位單位：V)Li+/LiNa+/NaK+/KRb+/RbCs+/Cs-3.04-2.71-2.93-2.92-2.92Be2+/BeMg2+/MgCa2+/CaSr2+/SrBa2+/Ba-1.97-2.36-2.84-2.89-2.92QuestionQuestion 3 3Solution 鋰的原子半徑最小鋰的原子半徑最小、電離能最高電離能最高,但其溶劑化程度但其溶劑化程度(水合水合分子數(shù)為分子數(shù)為25.3)和溶劑化強(qiáng)度和溶劑化強(qiáng)度(水合焓為水合焓為-519 kJmol-1 ）卻是）卻是

11、最大。強(qiáng)的水合作用使鋰比同族其他元素高出的水合能（最大。強(qiáng)的水合作用使鋰比同族其他元素高出的水合能（為負(fù)）補(bǔ)償高出的電離能（為正）之合還有余。為負(fù)）補(bǔ)償高出的電離能（為正）之合還有余。 E(Be2+/Be) 明顯低于同族其余電對(duì)明顯低于同族其余電對(duì),與其高電離能有與其高電離能有關(guān)。無(wú)法被水合焓補(bǔ)償：關(guān)。無(wú)法被水合焓補(bǔ)償：121molkJ2.656BeBe)(I)(I (3) 焰色反應(yīng)焰色反應(yīng) (flame reaction)元元 素素 Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba 顏顏 色色 深紅深紅 黃黃 紫紫 紅紫紅紫 藍(lán)藍(lán) 橙紅橙紅 深紅深紅 綠綠波波 長(zhǎng)長(zhǎng) / nm 670.8 589

12、.2 766.5 780.0 455.5 714.9 687.8 553.5 堿金屬和堿土金屬的化合物在無(wú)色火焰中燃燒堿金屬和堿土金屬的化合物在無(wú)色火焰中燃燒時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)出一定的顏色，稱(chēng)為焰色反應(yīng)時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)出一定的顏色，稱(chēng)為焰色反應(yīng) (flame reaction)。可以用來(lái)鑒定化合物中某元素的存在，特。可以用來(lái)鑒定化合物中某元素的存在，特別是在野外。別是在野外。(4) 與液氨與液氨的作用的作用(am)e(am)MM(s)(l)NH3堿金屬在液氨中的溶解度堿金屬在液氨中的溶解度 (- -35)堿堿 金金 屬屬 元元 素素 M Li Na K Rb Cs 溶解度溶解度/ (mol L- -1) 1

13、5.7 10.8 11.8 12.5 13.0 堿金屬與液氨的反應(yīng)很特別，在液氨中的溶解度達(dá)堿金屬與液氨的反應(yīng)很特別，在液氨中的溶解度達(dá)到了超出人們想象的程度：到了超出人們想象的程度： 金屬鈉與水、液氨、乙醇的金屬鈉與水、液氨、乙醇的反應(yīng)有何不同？反應(yīng)有何不同？ 2 Na(s) + 2 H2O(l) Na+ (aq) + 2 OH- - (aq) + H2(g) 2 Na(s) + CH3CH2OH(l) 2 CH3CH2ONa(l) + H2(g) Na(s) + (x+y) NH3 (l) Na+(NH3) x + e- - (NH3) yQuestionQuestion 4 4Solut

14、ionM3PM3N (M = Li)MHMNH2 + H2MOH + H2汞齊汞齊MX （X = 鹵素鹵素）M2O （M = Li, Na）M2CO3M+ (am) + e- (am)M2SM2O2 （M = Na, K, Rb, Cs）MO2 （M = K, Rb, Cs）堿堿 金金 屬屬 單單 質(zhì)質(zhì) 的的 某某 些些 典典 型型 反反 應(yīng)應(yīng)PN2NH3(溶液或氣態(tài)溶液或氣態(tài))H2OMX2S液液NH3有有 Fe 存在存在HgO2O2 + CO2堿堿 土土 金金 屬屬 單單 質(zhì)質(zhì) 的的 某某 些些 典典 型型 反反 應(yīng)應(yīng)M3N2 (M = Mg)MO + H2(M = Be, Mg)MO2 (

15、M = Ba), MOM(OH)2 + H2(M = Ca, Sr, Ba)MH2 (M = Ca, Sr, Ba)M(NH2)2 + H2HMO2- + H2 (M = Be)N2H2O水蒸氣水蒸氣MO2NH3MX2NaOH13.1.2 礦物資源和金屬單質(zhì)制備礦物資源和金屬單質(zhì)制備地殼中的豐度。表示為每地殼中的豐度。表示為每100 kg樣品中金屬質(zhì)量樣品中金屬質(zhì)量（單位為（單位為g）的對(duì)數(shù)（以）的對(duì)數(shù)（以10為底）。為底）。Ca、Na、Mg、K的豐度分別排在第五、第六、第七、第八位的豐度分別排在第五、第六、第七、第八位23)LiAl(SiO鋰輝石鋰輝石:83OAlSiNa鈉長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石:83O

16、AlSiKO6HMgClKCl22O3H)(SOK(AlO)2243鉀長(zhǎng)石鉀長(zhǎng)石:光鹵石光鹵石:明礬石明礬石:綠柱石綠柱石:菱鎂礦菱鎂礦:3MgCO石石 膏膏:O2HCaSO24大理石大理石:3CaCO螢螢 石石:2CaF天青石天青石:4SrSO重晶石重晶石:4BaSO 本區(qū)元素均以礦物形式存在本區(qū)元素均以礦物形式存在s s區(qū)金屬單質(zhì)的制備方法區(qū)金屬單質(zhì)的制備方法K CaRb SrCs BaLi BeNa Mg金屬熱還原法金屬熱還原法電解含電解含5859 (CaCl2) 的熔融的熔融 NaCl: 2Cl- - Cl2 +2e- -2 Na+ + 2 e- - 2 Na2 NaCl(l) 2 N

17、a (l) + Cl2(g)(陰極陰極) (陽(yáng)極陽(yáng)極)熔鹽電解法熔鹽電解法鉀和鈉制備方法的不同鉀和鈉制備方法的不同KCl (l)+ Na(l) NaCl(l) + K(g)熔融熔融 鉀的第一電離能鉀的第一電離能(418.9 kJmol-1 )比鈉的比鈉的 (495.8 kJmol-1)小小,但通過(guò)計(jì)算可知固相反應(yīng)的但通過(guò)計(jì)算可知固相反應(yīng)的rHm是個(gè)不大的正值是個(gè)不大的正值。鉀的。鉀的沸點(diǎn)沸點(diǎn)(766 C)比鈉的比鈉的(890 C )低低,當(dāng)反應(yīng)體系的溫度（當(dāng)反應(yīng)體系的溫度（控制在兩沸點(diǎn)之間控制在兩沸點(diǎn)之間,使金屬鉀變成氣態(tài)使金屬鉀變成氣態(tài),金屬鈉和金屬鈉和KCl、NaCl 仍保持在液態(tài)仍保持在

18、液態(tài),鉀由液態(tài)變成氣態(tài)鉀由液態(tài)變成氣態(tài),熵值大為增加熵值大為增加,反應(yīng)反應(yīng)的的TrSm項(xiàng)變大項(xiàng)變大,有利于有利于rGm變成負(fù)值使反應(yīng)向右進(jìn)行。同變成負(fù)值使反應(yīng)向右進(jìn)行。同時(shí)時(shí),鉀變成蒸氣鉀變成蒸氣,設(shè)法使其不斷離開(kāi)反應(yīng)體系設(shè)法使其不斷離開(kāi)反應(yīng)體系,讓體系中其分讓體系中其分壓始終保持在較小的數(shù)值。壓始終保持在較小的數(shù)值。rGm向負(fù)值的方向變動(dòng)向負(fù)值的方向變動(dòng),有利于有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。反應(yīng)向右進(jìn)行。 鉀比鈉活潑，為什么可以通過(guò)鉀比鈉活潑，為什么可以通過(guò)如下反應(yīng)制備金屬鉀？如下反應(yīng)制備金屬鉀？QuestionQuestion 7 7SolutionKCl (l)+ Na(l) NaCl(l) +

19、K(g)熔融熔融兩族元素金屬和化合物的重要性可排出如下順序：兩族元素金屬和化合物的重要性可排出如下順序：13.1.3 用途概述用途概述 順序大體是按世界年產(chǎn)量大小排列的，表示不出排順序大體是按世界年產(chǎn)量大小排列的，表示不出排序較后元素在某些特定應(yīng)用領(lǐng)域的重要意義。序較后元素在某些特定應(yīng)用領(lǐng)域的重要意義。 金金 屬屬: Na Li K Cs Rb Mg Ca Be Ba Sr 化合物化合物: Na K Li Cs Rb Ca Mg Ba Sr Be1. 制造氫化鋰、氨化鋰和合成有機(jī)鋰化合物，后者用做制造氫化鋰、氨化鋰和合成有機(jī)鋰化合物，后者用做 有機(jī)化學(xué)中的還原劑和催化劑；有機(jī)化學(xué)中的還原劑和催

20、化劑；2. 制造合金制造合金Al-Li(含鋰含鋰3 % ),因質(zhì)量輕和強(qiáng)度大而用于空因質(zhì)量輕和強(qiáng)度大而用于空 間飛行器；間飛行器；3. 制造高功率長(zhǎng)效電池（用于手表、計(jì)算機(jī)、心臟起搏制造高功率長(zhǎng)效電池（用于手表、計(jì)算機(jī)、心臟起搏 器等）；器等）；4. 同位素同位素(在天然鋰中約占在天然鋰中約占.%)受中子轟擊產(chǎn)生受中子轟擊產(chǎn)生熱核熱核 武器的主要原料武器的主要原料氚：氚：HeHLi n42316310 工業(yè)用途小，世界年產(chǎn)量只及鈉的工業(yè)用途小，世界年產(chǎn)量只及鈉的 0.1% ！主要用于！主要用于制造制造KO2（生氧劑）和低熔點(diǎn)鈉鉀合金（用做干燥劑和（生氧劑）和低熔點(diǎn)鈉鉀合金（用做干燥劑和還原劑）

21、，也用做核反應(yīng)堆的冷卻劑。還原劑），也用做核反應(yīng)堆的冷卻劑。1. 作為還原劑制造某些難熔的金屬如鈾、釷、鋯等，特別作為還原劑制造某些難熔的金屬如鈾、釷、鋯等，特別 是還原制備鈦：是還原制備鈦： TiCl4 + 4 Na Ti + 4 NaCl3. 因具有高的導(dǎo)熱性和低的中子吸收能力，被用做快速增因具有高的導(dǎo)熱性和低的中子吸收能力，被用做快速增 殖反應(yīng)堆的冷卻劑。殖反應(yīng)堆的冷卻劑。4. 制作鈉電纜、鈉基電池和鈉硫電池等。制作鈉電纜、鈉基電池和鈉硫電池等。加熱加熱 制造光電池的良好材料。制造光電池的良好材料。133Cs 厘米波的振動(dòng)頻率厘米波的振動(dòng)頻率(9192631770 s-1) 在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保

22、持穩(wěn)定在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定, 因而將振動(dòng)這次所因而將振動(dòng)這次所需要的時(shí)間規(guī)定為需要的時(shí)間規(guī)定為 SI 制的時(shí)間單位制的時(shí)間單位 s。利用此特性制作的。利用此特性制作的銫原子鐘銫原子鐘 ( 測(cè)準(zhǔn)至測(cè)準(zhǔn)至 1.0 10-9 s ) 在空間科學(xué)的研究中用于在空間科學(xué)的研究中用于高精度計(jì)時(shí)。高精度計(jì)時(shí)。1999年花費(fèi)年花費(fèi)65萬(wàn)美元萬(wàn)美元,安放在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)安放在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所和技術(shù)研究所.2000萬(wàn)年內(nèi)誤差不超過(guò)萬(wàn)年內(nèi)誤差不超過(guò)1 s最近由中科院研制的銫原子鐘最近由中科院研制的銫原子鐘, 200萬(wàn)年內(nèi)誤差不超過(guò)萬(wàn)年內(nèi)誤差不超過(guò)1 s “輕金屬輕金屬”，70 %80 % 用來(lái)制造鈹用來(lái)制造鈹銅

23、合金。銅合金。 金屬鈹和鈹基合金的彈性金屬鈹和鈹基合金的彈性-質(zhì)量比質(zhì)量比、拉伸應(yīng)力和導(dǎo)熱性都較高，因而用于各、拉伸應(yīng)力和導(dǎo)熱性都較高，因而用于各種空間飛行器。還用于制造氧化物陶瓷、種空間飛行器。還用于制造氧化物陶瓷、原子能反應(yīng)堆中的中子減速劑。原子能反應(yīng)堆中的中子減速劑。 最輕的一種結(jié)構(gòu)金屬，也是用途最大的最輕的一種結(jié)構(gòu)金屬，也是用途最大的堿土金屬。耗量的堿土金屬。耗量的70 % 用來(lái)制造合金。用來(lái)制造合金。 廣廣泛用于航空航天事業(yè)，也用于某些金屬冶煉泛用于航空航天事業(yè)，也用于某些金屬冶煉還原劑。還原劑。13.2.1 與氧的二元化化物與氧的二元化化物 Binary compounds of

24、alkalin metals with oxygen13.2.2 氫氧化物氫氧化物 Hydroxides13.2.3 鹽類(lèi)化合物鹽類(lèi)化合物 Salt compounds13.2.4 大環(huán)配位配合物大環(huán)配位配合物 Macrocyclic coordination compounds13.2 化合物化合物 Compounds1 1. . 多樣性多樣性 “能量效應(yīng)能量效應(yīng)”要求體積較大的過(guò)氧陰離子、要求體積較大的過(guò)氧陰離子、超氧陰離子和臭氧陰離子更易被較大的金屬陽(yáng)離超氧陰離子和臭氧陰離子更易被較大的金屬陽(yáng)離子所穩(wěn)定子所穩(wěn)定。13.2.1 與氧的二元化合物與氧的二元化合物K, Rb, Cs 還會(huì)形成臭

25、氧化物：還會(huì)形成臭氧化物：-3O正常氧化物正常氧化物(O2- -)過(guò)氧化物過(guò)氧化物(O22- -)超氧化物超氧化物(O2- -)穩(wěn)定性穩(wěn)定性:2222OOO2. 2. 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 與與 H2O 的作用的作用 (生成對(duì)應(yīng)的堿生成對(duì)應(yīng)的堿)：223222222222222II22O54KOHO2H4KOOOH2KOHO2H2KOOH2NaOHO2HONaM(OH)OHOM2MOHOHOM(Li Cs劇烈程度劇烈程度 ) (BeO除外除外)臭氧化物與水反應(yīng)不生成臭氧化物與水反應(yīng)不生成H2O2。 熔礦時(shí)要使用鐵或鎳制坩堝，陶瓷、石英和鉑制坩堝容易被腐蝕。 熔融的 Na2O2 與棉花、硫粉、鋁粉等

26、還原性物質(zhì)會(huì)爆炸,使用時(shí)要倍加小心！ 與與CO2的作用的作用Li2O + CO2 Li2CO32 Na2O2 + 2CO2 2 Na2CO3 + O2(g)4 KO2 + 2 CO2 2 K2CO3 + 3 O2(g) 與礦石一起熔融分解礦物與礦石一起熔融分解礦物不溶于水不溶于水OH3CrONa4OFeONa7OCrFeO2242322232熔融)(不溶于水不溶于水42222MnONaONaMnO熔融可溶于水可溶于水可溶于水可溶于水2OH2M(OH)MOH,MOO,M2 （堿性化合物，除（堿性化合物，除Be(OH)2為兩性外）為兩性外） 易吸水溶解易吸水溶解 堿金屬氫氧化物在水中溶解度都較大，

27、除氫氧化鋰外；堿金屬氫氧化物在水中溶解度都較大，除氫氧化鋰外；堿土金屬氫氧化物在水中溶解度如下（堿土金屬氫氧化物在水中溶解度如下（2020）氫氧化物氫氧化物 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2溶解度溶解度/ 810- -6 510- -4 1.810- -2 6.710- -2 210- -1(molL- -1) 規(guī)律：規(guī)律：陰、陽(yáng)離子半徑相差較大的離子型化合物在水中溶解度陰、陽(yáng)離子半徑相差較大的離子型化合物在水中溶解度較大，較大，陰、陽(yáng)離子半徑相近的溶解度較小，即陰、陽(yáng)離子半徑相近的溶解度較小，即 “相差溶解相差溶解” 規(guī)律規(guī)律. OH- -是體積

28、小的陰離子與體積小的鋰、鈹、鎂離子則易沉淀是體積小的陰離子與體積小的鋰、鈹、鎂離子則易沉淀 溶解度與堿性溶解度與堿性13.2.2 氫氧化物氫氧化物重要鹽類(lèi)：鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽重要鹽類(lèi)：鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽13.2.3 鹽類(lèi)化合物鹽類(lèi)化合物 絕大多數(shù)的堿金屬形成離子型化合物，只有鋰的絕大多數(shù)的堿金屬形成離子型化合物，只有鋰的某些鹽某些鹽(例如例如LiCl)具有一定程度的共價(jià)性。具有一定程度的共價(jià)性。(1) (1) 鍵型鍵型 通常具有較高的熱穩(wěn)定性通常具有較高的熱穩(wěn)定性, 惟有硝酸鹽的熱穩(wěn)定惟有硝酸鹽的熱穩(wěn)定性比較低性比較低, 加熱分解的過(guò)程過(guò)程中產(chǎn)生加熱分解

29、的過(guò)程過(guò)程中產(chǎn)生O2。這一性質(zhì)。這一性質(zhì)使使KNO3成為火藥的一種成分：成為火藥的一種成分：(2)(2)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性2 KNO3(s) 2 KNO2(s) + O2(g) 940K1.1.堿金屬的鹽類(lèi)化合物堿金屬的鹽類(lèi)化合物(3)(3)火焰的顏色火焰的顏色 前面已介紹過(guò)前面已介紹過(guò)“焰色反應(yīng)焰色反應(yīng)”。鈉的發(fā)光機(jī)理為：。鈉的發(fā)光機(jī)理為：Na+Cl-(g) Na(g) + Cl(g)Na(g) Na*(g)Na*(g) Na(g) + h (4)(4)溶解性溶解性 許多鹽在水中易溶，例外的必須記?。豪玟嚨脑S多鹽在水中易溶，例外的必須記?。豪玟嚨腖iF、L i2C O3和和 L i3P O

30、4 5 H2O ， 鈉 的， 鈉 的 N a S b ( O H )6 和和NaZn(UO2)3(CH3COO)96H2O（醋酸鈾酰鋅鈉醋酸鈾酰鋅鈉），鉀、銣，鉀、銣和銫的和銫的M3Co(NO2)6（鈷亞硝酸鹽鈷亞硝酸鹽），MB(C6H5)4（四苯四苯硼酸鹽硼酸鹽），MClO4（高氯酸鹽高氯酸鹽）和和M2PtCl6（氯鉑酸鹽）氯鉑酸鹽）等卻是非常重要的（離子鑒定）。等卻是非常重要的（離子鑒定）。 絕大多數(shù)是離子型晶體，但絕大多數(shù)是離子型晶體，但Be2+極化力強(qiáng)，極化力強(qiáng)，BeCl2 的共價(jià)性非常明顯。的共價(jià)性非常明顯。 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔點(diǎn)熔點(diǎn) / 4

31、05 714 782 876 962 離子性增強(qiáng)離子性增強(qiáng)2.2.堿土金屬的鹽類(lèi)化合物堿土金屬的鹽類(lèi)化合物(1) (1) 鍵型鍵型(2)(2)溶溶 解解 性性 溶解度依然符合溶解度依然符合“相差溶解相差溶解”規(guī)律。對(duì)規(guī)律。對(duì) 和和 兩個(gè)大陰離子而言，陽(yáng)離子半徑較小的鈹鹽和鎂鹽都是兩個(gè)大陰離子而言，陽(yáng)離子半徑較小的鈹鹽和鎂鹽都是易溶鹽，而陽(yáng)離子半徑較大的易溶鹽，而陽(yáng)離子半徑較大的BaSO4和和BaCrO4溶解度都溶解度都很小。很小。 24SO24CrO 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 M2CO3 MCO3分解反應(yīng)分解反應(yīng) MCO3(s) = MO(s) + CO2(g) 的熱力學(xué)數(shù)據(jù)的熱力學(xué)數(shù)據(jù) （298K）Mg

32、+48.3+100.6+175.0Ca+130.4+178.3+160.6Sr+183.8+234.6+171.0Ba+218.1+269.3+172.111mr1mr1mrmolK/Jmol/kJmol/kJSHGM (2)(2)碳酸鹽的熱穩(wěn)定性碳酸鹽的熱穩(wěn)定性 碳酸鹽熱分解有規(guī)律碳酸鹽熱分解有規(guī)律 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 T分分 /K 100 573 1110 1370 1570規(guī)律：含有大陰離子規(guī)律：含有大陰離子(如如 )的熱不穩(wěn)定性化合物的分解的熱不穩(wěn)定性化合物的分解 溫度隨陽(yáng)離子半徑的增大而增高溫度隨陽(yáng)離子半徑的增大而增高.23CO鈹族碳酸鹽的分解

33、溫度鈹族碳酸鹽的分解溫度性性 質(zhì)質(zhì) 陽(yáng)離子極化力陽(yáng)離子極化力/pm-110-2 分解溫度分解溫度/KBeCO3 21.3 298MgCO3 13.1 813CaCO3 9.7 1183SrCO3 8.1 1563BaCO3 7.2 1663 自然，我們也可以用離子極化理論來(lái)解自然，我們也可以用離子極化理論來(lái)解釋釋 MCO3的分解溫度的分解溫度.其結(jié)果與上面從熱力其結(jié)果與上面從熱力學(xué)角度解釋的結(jié)果一致學(xué)角度解釋的結(jié)果一致. 下面三對(duì)處于對(duì)角線(xiàn)上的元素及其化合物的性質(zhì)有許下面三對(duì)處于對(duì)角線(xiàn)上的元素及其化合物的性質(zhì)有許多相似之處，叫做多相似之處，叫做 對(duì)角線(xiàn)規(guī)則對(duì)角線(xiàn)規(guī)則 (diagonal rul

34、e)。 這是由于對(duì)角線(xiàn)位置上的鄰近兩個(gè)元素的電荷數(shù)和半這是由于對(duì)角線(xiàn)位置上的鄰近兩個(gè)元素的電荷數(shù)和半徑對(duì)極化作用的影響恰好相反，使得它們離子極化力相近徑對(duì)極化作用的影響恰好相反，使得它們離子極化力相近而引起的。而引起的。鋰鋰 、鈹?shù)奶厥庑?、鈹?shù)奶厥庑?Special characteristics of lithium and berylliumLiBeBCNaMgAISi 單質(zhì)與氧作用生成正常氧化物單質(zhì)與氧作用生成正常氧化物 Li+和和Mg2+的水合能力較強(qiáng)的水合能力較強(qiáng) 碳酸鹽受熱分解，產(chǎn)物為相應(yīng)氧化物碳酸鹽受熱分解，產(chǎn)物為相應(yīng)氧化物 氯化物共價(jià)性較強(qiáng)，均能溶于有機(jī)溶劑中氯化物共價(jià)性較強(qiáng)，

35、均能溶于有機(jī)溶劑中 氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽均難溶于水氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽均難溶于水 氫氧化物均為中強(qiáng)堿，且水中溶解度不大氫氧化物均為中強(qiáng)堿，且水中溶解度不大 加熱分解為正常氧化物加熱分解為正常氧化物鋰與鎂的相似性鋰與鎂的相似性 兩者都是活潑金屬，在空氣中易形成致密兩者都是活潑金屬，在空氣中易形成致密 的氧化膜保護(hù)層的氧化膜保護(hù)層 鹽都易水解鹽都易水解 鹵化物均有共價(jià)型鹵化物均有共價(jià)型 氧化物的熔點(diǎn)和硬度都很高氧化物的熔點(diǎn)和硬度都很高 兩性元素，氫氧化物也屬兩性?xún)尚栽?，氫氧化物也屬兩性鈹與鋁的相似鈹與鋁的相似性性 碳化物與水反應(yīng)生成甲烷碳化物與水反應(yīng)生成甲烷Be2C + 4 H2O 2 Be

36、(OH)2 + CH4 Al4C3 + 12 H2O 4 Al(OH)3 + 3 CH4 自然界均以化合物形式存在自然界均以化合物形式存在 易形成配合物，如易形成配合物，如 HBF4 和和 H2SiF6 鹵化物易水解鹵化物易水解 由于由于BB和和SiSi鍵能較小，烷的數(shù)目比鍵能較小，烷的數(shù)目比 碳烷烴少得多，且易水解碳烷烴少得多，且易水解 H3BO3 和和 H2SiO3 在水中溶解度不大在水中溶解度不大 氧化物是難熔固體氧化物是難熔固體 單質(zhì)易與強(qiáng)堿反應(yīng)單質(zhì)易與強(qiáng)堿反應(yīng) 硼與硅的相似性硼與硅的相似性1. 堿金屬的配合物為什么過(guò)去研究得很少？堿金屬的配合物為什么過(guò)去研究得很少？ 主要是金屬離子的的電荷和大體積使其配位能主要是金屬離子的的電荷和大體積使其配位能 力比較小的緣故。力比較小的緣故。2. 大環(huán)配位化合物大環(huán)配位化合物 然而，然而，“大環(huán)效應(yīng)大環(huán)效應(yīng)”的的 發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)該領(lǐng)域的興發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)該領(lǐng)域的興 趣和系統(tǒng)研究迅速發(fā)展了趣和系統(tǒng)研究迅速發(fā)展了 起來(lái)！起來(lái)！13.2.4 大環(huán)配位配合物大環(huán)配位配合物C.P