堿金屬和堿土金屬的復習材料

2.制備（1）熔融電解法（常用）由NaCl制Na（Li、Ca）?金屬鉀能否采用類似制鈉的方法制備呢？不能，原因是：/金屬K因C電極（CO）生成羰基鉀；/金屬K易溶在熔鹽中，難于分離；/金屬K蒸氣易從電解槽逸出造成易燃爆環(huán)境；/在電解槽中容易與O2生成超氧化鉀，此化合物與金屬鉀有爆炸性反應。熔融KCl+NaNaCl+K2)熱還原法2MgO(s)+2CaO(s)+Si(s)=2Mg(g)+Ca2SiO4(s)MgO(s)+C(s)=CO(g)+Mg(g)物理性質(zhì)?因為堿金屬和堿土金屬的原子半徑較大，價電荷較少，其金屬晶體中的金屬鍵不太牢固，所以它們的熔點、沸點、強度、硬度較低。其中Cs的熔點最低，僅為28.4C,

放在手心即可熔化。除Be、Mg外，均可用刀切削，Cs最軟。它們的密度也較低（Li是最輕的金屬，僅0.53g/cm3）oi=i從Li到Cs原子半徑增加，電離能減小。導致Cs容易i=i出現(xiàn)光電效應（發(fā)射電子）o化學性質(zhì)?堿金屬和堿土金屬都是活潑金屬，尤其是堿金屬。同族元素內(nèi)，活潑性從上而下增加。匹

元素內(nèi)，活潑性從上而下增加。匹

1=1?堿金屬容易與空氣（的氧和水蒸氣）或水反應，因此應在煤油中貯存。2M(s)+2H2O(l)=2MOH(aq)+H2(g)Li與水的反應較平穩(wěn)，Na劇烈，K燃燒，Rb和Cs爆炸。Li的標準電極電勢比Na或K的標準電極電勢小，為什么Li與水反應沒有其它金屬與水的反應激烈？?電極電勢屬于熱力學范疇，而反應劇烈程度屬于動力學范疇，兩者之間并不等同。?Li與水反應沒有其它堿金屬與水反應激烈，主要原因是：(1)鋰的熔點較高，與水反應產(chǎn)生的熱量不足以使其熔化;(2)與水反應的產(chǎn)物(LiOH)溶解度較小，覆蓋在金屬鋰的上面，阻礙反應繼續(xù)進行。堿土金屬中Be和Mg遇水(或氧)會生成氧化膜，阻礙了進一步反應，Ca、Sr、Ba則與水劇烈作用，但程度不如堿金屬。?堿金屬和堿土金屬還能和許多非金屬元素，如鹵素、硫、氧、氮、氫等直接作用生成相應的化合物。?堿金屬和堿土金屬可溶于液氨，生成溶劑合陽離子M+(NH3)x、溶劑合電子e-(NH3)y，形成深藍色溶液，導電性超過任何電解質(zhì)溶液，類似金屬。但與金屬本身具有相同的化學反應。?對角線規(guī)則Li和Mg、Be和Al、B和Si等。鹵化物?晶型一金屬鹵化物都是離子型化合物，它們的標準摩爾生成焓的絕對值都較大。?溶解性一金屬和堿土金屬鹵化物大都易溶，但LiF微溶，堿土金屬氟化物也不易溶于水。無水氯化鈣一強烈的吸水性，是一種廉價的干燥劑。氯化鈣還可以作致冷劑氯化鋇——是最重要的可溶性鋇鹽(可溶鋇鹽都有毒)。氯化鋇可用鹽酸和碳酸鋇制得。工業(yè)上則是在高溫下用煤粉還原重晶石BaSO4:BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)BaS(s)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+H2S(g)氧化物和氫氧化物1.氧化物?堿金屬(和堿土金屬)的氧化物有四種類型；普通氧化物M2O、過氧化物M2O2、超氧化物MO2和臭氧化物MO3。普通氧化物：

堿土金屬在室溫和加熱條件下與氧氣直接化合生成普通氧化物MO；堿金屬只有Li直接和氧化合生成單一的Li2O，其余采用間接方法制取。例如：Na2O2+2Na==2Na2O2KNO3+10K==6K2O+N2MCO3==MO+CO2?這兩族氧化物熱穩(wěn)定性、熔點總的趨勢從上到下逐漸降低。如Li2O熔點高達1973K，Na2O在1548K時升華,而其余堿金屬氧化物在末達到熔點前即開始分解。?堿（堿土）金屬氧化物能與水反應，常常生成相應的強堿并放熱，例如：Na2O+H2O==2NaOHCaO+H2O==Ca(OH)2BeO和MgO熔點高(BeO:2803K，MgO：3073K)，用作耐火材料；CaO（生石灰）用作建筑材料。過氧化物和超氧化物堿金屬在空氣中燃燒時，除Li以外均生成過氧化物M2O2，如淡黃色Na2O2、白色K2O2等。在高溫及過量氧條件下，有的可生成超氧化物MO2過量氧條件下，有的可生成超氧化物MO2，如橙黃色KO2。它們皆不穩(wěn)定，當加熱、遇水、遇CO2時都會分解或發(fā)生反應，一般能放出02,如Na2O2+2H2O==H2O2+2NaOH—H2O+1/202+2NaOH2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2(g)2KO2+2H2O==O2+H2O2+2KOH4KO2+2CO2==2K2CO3+3O2（g）過氧化物中Na2O21最重要，它是一種強氧化劑。在分析化學中常用Na2O2分解某些礦物（鈉熔法），將礦物中的硫、錳、鉻、帆等氧化成可溶性含氧酸鹽，從試樣中分離出來，例如：MnO2+Na2O2==Na2MnO4?過氧化物和超氧化物經(jīng)常用作供氧劑（深井作業(yè)、潛水作業(yè)、宇宙航行和戰(zhàn)地醫(yī)院）、漂白劑（氧化可使色素分子轉(zhuǎn)變，顏色因而消去，且變成可溶物被水洗去）和CO2吸收劑。匹

1=1堿金屬和堿土金屬氫氧化物（匹

1=1升）堿金屬和堿土金屬氫氧化物的溶解性?堿金屬的氫氧化物易溶于水，但LiOH溶解度較小。?堿土金屬的氫氧化物<<堿金屬氫氧化物

因為離子半徑M(II)<M(I)離子電荷M(II)>M(I)因為離子半徑M(II)<M(I)離子電荷M(II)>M(I)M(II)>M(I)?堿土金屬的氫氧化物隨著陽離子半徑的增大，陽離子與使陽陰離子之間吸引力1=1陰離子之間的吸引力減小，晶格能下降，溶解度上升堿金屬和堿土金屬的氫氧化物都是白色固體，在空氣中吸水潮解，所以NaOH是常用的干燥劑。在空氣中吸收CO2生成碳酸鹽。?堿金屬氫氧化物對纖維、皮膚有強烈腐蝕作用，因此稱為苛性堿。?NaOH是強堿，不僅和酸性氧化物反應，還可與兩性氧化物反應。Al2O3(s)+2NaOH(aq)+3H2O(l)=2Na[Al(OH)4](aq)鋁酸鈉ZnO(s)+2NaOH(aq)=Na2ZnO2(aq)+H2O(l)還可以溶解金屬Al、Zn和非金屬B、Si：2Al(s)+2NaOH(aq)+6H2O(l)=2Na[Al(OH)4](aq)+3H2(g)2B(s)+2NaOH(aq)+2H2O(l)=2NaBO2(aq)+3H2(g)(+3)?Ca(OH)2價格便宜，是制造漂白粉、氨和氫氧化鈉的

原料。含氧酸鹽常見的含氧酸鹽有碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等。?晶型——堿金屬和堿土金屬的含氧酸鹽絕大多數(shù)是離子晶體，但鍛、鋰、鎂鹽有不同程度的共價性。?顏色——除與有色陰離子（如紫紅MnO4-、橙紅Cr2O72-、黃CrO42-）形成的鹽外，其余均無色。1.溶解度鹽溶解規(guī)律?“相差溶解”規(guī)律一一般陰、陽離子半徑相差較大的離子型鹽類在水中溶解度較大，相近的溶解度較小。?經(jīng)驗規(guī)律——陰離子的半徑比較大時，鹽的溶解度常隨金屬的原子序數(shù)的增大而減小，相反，陰離子的半徑比1=1金屬的原子序數(shù)的增大而減小，相反，陰離子的半徑比1=1較小時，鹽的溶解度常隨金屬的原子序數(shù)的增大而增大。匹

1=1?匹

1=1硫酸鹽（減）。?硫酸鹽（減）。?堿金屬鹽 般易溶于水，但某些半徑較大的陰離子（高氯酸根、高錳酸根）和較重的堿金屬形成的鹽常常溶解度有限。

少數(shù)Na、K的難溶鹽醋酸鈾酰鋅鈉NaZn（UO2）3（Ac）9-9H2O、焦銻酸氫鈉Na2H2Sb2O7、酒石酸氫鉀KHC4H4O6可用于化學分析。?堿土金屬鹽?堿土金屬鹽AB2型鹽多數(shù)易溶于水，如硝酸鹽、氯化物、醋酸鹽，但氟化物除外。而AB型鹽類多數(shù)不溶于水，如草酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等。在鈣鹽中草酸鈣CaC2O4（白色），鋇鹽中BaSO4（白色、鋇餐）、BaCrO4（黃色）的溶解度最小，常用于離子鑒定。鈣、鍶、鋇的碳酸鹽溶于過量的CO2鈣、鍶、鋇的碳酸鹽溶于過量的CO2溶液中。MCO3+CO2+H2O=M(HCO3)2(M=Ca、Sr、Ba)熱穩(wěn)定性?整體規(guī)律——堿金屬和堿土金屬的含氧酸正鹽的熱穩(wěn)定性整體較高，堿金屬鹽比堿土金屬鹽更高。對同一族元素來說，由上而下分解溫度逐漸升高。?以碳酸鹽為例：、陽離子極化（離子勢Z/,）與堿土碳酸鹽分解溫度離子勢越小，分解溫度越高，堿金屬自上到下，都是+21=1價，而半徑在增大，因而離子勢在減小，所以，分解溫度1=1在升高?！局攸c】1.當無外電場時，CO32-中三個O2-被C4+極化而變形。2.金屬離子相當于外電場，對臨近的一個O2-產(chǎn)生反極化作用（作用相反），削弱了碳氧鍵。金屬離子的極化力越強，其反極化作用越強，碳酸鹽越不穩(wěn)定，易導致碳酸鹽熱分解。H+極化力特強，反極化作用大，因此含氧酸穩(wěn)定性總是比對應的鹽小，而碳酸氫鹽也比碳酸鹽易分解碳酸鹽:?堿金屬——Li2CO3（s）=Li2O（s）+CO2（g）其他堿金屬碳酸鹽很難分解除（Li2CO3）?堿土金屬（碳酸鹽易分解）一一熱分解很典型MCO3(s)=MO(s)+CO2(g)硝酸鹽:分解溫度較低?堿金屬一一般分解為亞硝酸鹽。