堿金屬-堿土金屬

1、堿金屬與堿土金屬第1節(jié) 一般性質一、所形成的化合物多為離子型化合物（除Li,Be外） 以Be為例： 1、共價性強，BeF2 帶有共價性；2、水解性，Be2+離子只能在酸性溶液中存在，否則水解；3、配合性質，形成的配合物的數目比其他的元素多；4、聚合性質，4BeAc2 + H2O = Be4OAc6 + 2HAc 二、M+、M2+均為抗磁性的、無色的。原因：次外層均為8e 構型，無成單電子，亦無電子的遷移。Na2O2 有顏色，因其晶體缺陷。 三、焰色反應鋰銣鍶鈣銅硼鋇鉀第2節(jié) 單質一、性質 這些金屬單質都具有銀白色的金屬光澤，具有良好的導電性和延展性。由于堿土金屬的金屬鍵比堿金屬的金屬鍵要強，所

2、以堿土金屬的熔沸點、硬度、密度都比堿金屬高得多。 1、金屬活潑性 同一主族，從上到下，活潑性依次增強 ，但是Li和Cs的標準電極電勢相比較？2、強還原性 3、與水作用 Mg與水反應緩慢，但加入NH4Cl后，速率明顯加快。 鉀與水反應 元素性質LiNaKRbCs原子半徑/pm152153.7227.2247.5265.4離子半徑/pm6897133147167第一電離勢kJ/mol521499421405371第二電離勢72954591308826752436電負性0.980.930.820.820.79標準電極電勢(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923M+(g)水合

3、熱/kJmol-1519406322293264 元素 性質BeMgCaSrBa原子半徑/pm111.3160197.3215.1217.3離子半徑/pm356699112134第一電離勢kJ/mol905742593552564第二電離勢1768146011521070971第三電離勢149397658494243513575電負性1.571.311.000.950.89標準電極電勢(酸)-1.85-2.375-2.76-2.89-2.90標準電極電勢(堿)-2.28-2.69-3.02-2.99-2.97M2+(g)水合熱/kJmol-124941921157714431305二、單質的制

4、備 1、融鹽電解：此法可制備 Li、Na、Mg、Ca、Ba 問題：加入CaCl2有何作用?CaCl2的作用電解熔融的NaCl2、高溫還原： 此法制備 K、Rb、CsKCl Na = NaCl K(g) 2 RbCl Ca = CaCl2 Rb (g) 2 CsCl Ca = CaCl2 Cs (g)問題: 不活潑的金屬為何可置換活潑金屬? 鉀的沸點(766 C)比鈉的(890 C)低，當反應體系的溫度控制在兩沸點之間，使金屬鉀變成氣態(tài)，金屬鈉和KCl、NaCl 仍保持在液態(tài)，鉀由液態(tài)變成氣態(tài)，熵值大為增加，反應的 TrSm 項變大，有利于rGm變成負值使反應向右進行。同時，鉀為蒸氣狀態(tài)，設法使

5、其不斷離開反應體系，讓體系中其分壓始終保持在較小的數值，有利于反應向右進行。第3節(jié) 化合物一、離子型氫化物（除Be、Mg） LiH NaH KH RbH CsH 90.4 57.3 57.7 54.3 49.31、均為白色晶體，熱穩(wěn)定性差fH2、還原性強V)23.2)/H(H(2-=-E3、劇烈水解4、形成配位氫化物氫化鋁鋰LiAlH4受潮時強烈水解二、氧化物正常氧化物 多數為白色固體，K2O（淡黃）、Rb2O（亮黃）、Cs2O(桔紅)；熔點：IIAIA；硬度IIAIA，所以BeO、MgO作耐火材料和金屬陶瓷，BeO還有反射放射線的能力，常用作原子反應堆外壁磚塊材料。過氧化物和超氧化物除Be外

6、IA、IIA均能形成過氧化物（離子型）除Li、Be、Mg外，IA、IIA能形成超氧化物，顏色，磁性。性質（1）室溫下，均能與水和稀酸反應：Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2 Na2O2+H2SO4Na2SO4+H2O2 2KO2+2H2O2KOH+H2O2+O2 2KO2+2H2SO42K2SO4+H2O2+O2 （2）與CO2的反應： 2Na2O2+2CO22NaCO3+O2 4KO2+2CO22K2CO3+3O2 因此，過氧化物和超氧化物常用作防毒面具、高空飛行、潛水的供氧劑。Na2O2為常用的過氧化物，純的為白色，工業(yè)品帶淺黃；在堿性介質中是強氧化劑，常作礦熔劑。如： 2Fe(Cr

7、O2)2+7Na2O2 2Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O 還可用于紡織、紙漿漂白。Na2O2熔融分解，但遇到棉花、Al粉等還原性物質，會爆炸，故使用Na2O2要小心。低溫下，臭氧O3和粉末狀無水堿金屬（除Li外）氫氧化物反應，用液氨提取可得紅色的MO3固體： 3MOH(s)+2O3(g)2MO3(s)+ MOHH2O(s)+1/2 O2(g) 室溫下分解： MO3MO2+ 1/2 O2 遇水： 4MO3+2H2O4MOH+5O2Cs形成的低氧化物有Cs7O(青銅色)、Cs4O(紅色)、Cs11O3（紫色），Cs（3+x）O等。 臭氧化物和低氧化物三、氫氧化物IA和IIA中（除BeO、M

8、gO外）直接與水形成對應氫氧化物。白色固體，易潮解，在空氣中吸收CO2或碳酸鹽，稱荷性堿。LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 中強堿 強堿 強堿 強堿 強堿 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 兩性 中強 強 強 強 Be(OH)2+2H+Be2+2H2O Be(OH)2+2OH-Be(OH)42- 卡特里奇以“離子勢”來衡量陽離子極化作用的強弱。 = Z/r nm pmMOH MO + H+MOH M+ + OH 在M-OH中，若R的值大，其極化作用強，氧原子電子云偏向M，使O-H鍵極性增強，則呈現酸式解離；若M的值小，M-O鍵極性強，

9、則成堿式解離。氫氧化物酸堿性的確定四、鹽類1、鹽類的共同特點重要鹽類：鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽 晶體類型：絕大多數是離子晶體，但堿土金屬鹵化物有一定的共價性； 一般無色或白色；溶解度：堿金屬鹽類一般易溶于水； 堿土金屬鹽除鹵化物、硝酸鹽外多數難溶。 熱穩(wěn)定性：較高。2、鹽類的溶解性巴素洛規(guī)則：陰陽離子電荷絕對值相同, 陰陽離子半徑較為接近則難溶，否則，易溶。比較一下兩組溶解度：LiF LiI; BaSO4 BeSO4對于IIA族的化合物溶解度變化如下：其氟化物、氫氧化物溶解度增大從上到下其硫酸鹽、鉻酸鹽、碘化物溶解度減小從上到下3、含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性 硝酸鹽熱分解 鋰和堿土金屬離子的極化

10、能力較強，其硝酸鹽熱分解為：4 LiNO3 = 2 Li2O 4 NO2 O22 Mg(NO3)2 = 2 MgO 4 NO2 O2其它堿金屬硝酸鹽受熱分解的產物為亞硝酸鹽和O2：2 NaNO3 = 2 NaNO2 O2 500：在更高的溫度分解則生成氧化物、氮氣和氧氣：4 NaNO3 = 2 Na2O N2 5 O2800： 碳酸鹽熱分解MCO3(s) = MO(s) CO2 碳酸鹽的熱穩(wěn)定性取決于M離子的反極化能力物質BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3 BaCO3分解溫度 / K 298813118315631663愈來愈難分解 OM2+ O C 2 O第4節(jié) 鋰的特殊性及對角線規(guī)則鋰和鎂的氫氧化物LiOH和Mg(OH)2的溶解度都很小，而其它堿金屬氫氧化物都易溶于水。鋰與鎂的氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽都是難溶鹽，而堿金屬的氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽都易溶于水。例如，氟化鈉的溶解度約是氟化鋰的10倍，磷酸鈉的溶解度約是磷酸鋰的200倍。一、Li、Mg 的相似性4 Li O2 = 2 Li2 O 2 Mg O2 = 2 MgO6 Li N2 = 2 Li3N 3 Mg N2 = Mg3N22 Mg(NO3)2 = 2 MgO 4 NO2 O2 4 LiNO3 = 2 Li2O 4 NO2 O2 2 NaNO3 = 2 NaNO2 O2LiClH2O