碱金属-碱土金属

1、碱金属与碱土金属第1节 一般性质一、所形成的化合物多为离子型化合物（除Li,Be外） 以Be为例： 1、共价性强，BeF2 带有共价性；2、水解性，Be2+离子只能在酸性溶液中存在，否则水解；3、配合性质，形成的配合物的数目比其他的元素多；4、聚合性质，4BeAc2 + H2O = Be4OAc6 + 2HAc 二、M+、M2+均为抗磁性的、无色的。原因：次外层均为8e 构型，无成单电子，亦无电子的迁移。Na2O2 有颜色，因其晶体缺陷。 三、焰色反应锂铷锶钙铜硼钡钾第2节 单质一、性质 这些金属单质都具有银白色的金属光泽，具有良好的导电性和延展性。由于碱土金属的金属键比碱金属的金属键要强，所

2、以碱土金属的熔沸点、硬度、密度都比碱金属高得多。 1、金属活泼性 同一主族，从上到下，活泼性依次增强 ，但是Li和Cs的标准电极电势相比较？2、强还原性 3、与水作用 Mg与水反应缓慢，但加入NH4Cl后，速率明显加快。 钾与水反应 元素性质LiNaKRbCs原子半径/pm152153.7227.2247.5265.4离子半径/pm6897133147167第一电离势kJ/mol521499421405371第二电离势72954591308826752436电负性0.980.930.820.820.79标准电极电势(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923M+(g)水合

3、热/kJmol-1519406322293264 元素 性质BeMgCaSrBa原子半径/pm111.3160197.3215.1217.3离子半径/pm356699112134第一电离势kJ/mol905742593552564第二电离势1768146011521070971第三电离势149397658494243513575电负性1.571.311.000.950.89标准电极电势(酸)-1.85-2.375-2.76-2.89-2.90标准电极电势(碱)-2.28-2.69-3.02-2.99-2.97M2+(g)水合热/kJmol-124941921157714431305二、单质的制

4、备 1、融盐电解：此法可制备 Li、Na、Mg、Ca、Ba 问题：加入CaCl2有何作用?CaCl2的作用电解熔融的NaCl2、高温还原： 此法制备 K、Rb、CsKCl Na = NaCl K(g) 2 RbCl Ca = CaCl2 Rb (g) 2 CsCl Ca = CaCl2 Cs (g)问题: 不活泼的金属为何可置换活泼金属? 钾的沸点(766 C)比钠的(890 C)低，当反应体系的温度控制在两沸点之间，使金属钾变成气态，金属钠和KCl、NaCl 仍保持在液态，钾由液态变成气态，熵值大为增加，反应的 TrSm 项变大，有利于rGm变成负值使反应向右进行。同时，钾为蒸气状态，设法使

5、其不断离开反应体系，让体系中其分压始终保持在较小的数值，有利于反应向右进行。第3节 化合物一、离子型氢化物（除Be、Mg） LiH NaH KH RbH CsH 90.4 57.3 57.7 54.3 49.31、均为白色晶体，热稳定性差fH2、还原性强V)23.2)/H(H(2-=-E3、剧烈水解4、形成配位氢化物氢化铝锂LiAlH4受潮时强烈水解二、氧化物正常氧化物 多数为白色固体，K2O（淡黄）、Rb2O（亮黄）、Cs2O(桔红)；熔点：IIAIA；硬度IIAIA，所以BeO、MgO作耐火材料和金属陶瓷，BeO还有反射放射线的能力，常用作原子反应堆外壁砖块材料。过氧化物和超氧化物除Be外

6、IA、IIA均能形成过氧化物（离子型）除Li、Be、Mg外，IA、IIA能形成超氧化物，颜色，磁性。性质（1）室温下，均能与水和稀酸反应：Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2 Na2O2+H2SO4Na2SO4+H2O2 2KO2+2H2O2KOH+H2O2+O2 2KO2+2H2SO42K2SO4+H2O2+O2 （2）与CO2的反应： 2Na2O2+2CO22NaCO3+O2 4KO2+2CO22K2CO3+3O2 因此，过氧化物和超氧化物常用作防毒面具、高空飞行、潜水的供氧剂。Na2O2为常用的过氧化物，纯的为白色，工业品带浅黄；在碱性介质中是强氧化剂，常作矿熔剂。如： 2Fe(Cr

7、O2)2+7Na2O2 2Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O 还可用于纺织、纸浆漂白。Na2O2熔融分解，但遇到棉花、Al粉等还原性物质，会爆炸，故使用Na2O2要小心。低温下，臭氧O3和粉末状无水碱金属（除Li外）氢氧化物反应，用液氨提取可得红色的MO3固体： 3MOH(s)+2O3(g)2MO3(s)+ MOHH2O(s)+1/2 O2(g) 室温下分解： MO3MO2+ 1/2 O2 遇水： 4MO3+2H2O4MOH+5O2Cs形成的低氧化物有Cs7O(青铜色)、Cs4O(红色)、Cs11O3（紫色），Cs（3+x）O等。 臭氧化物和低氧化物三、氢氧化物IA和IIA中（除BeO、M

8、gO外）直接与水形成对应氢氧化物。白色固体，易潮解，在空气中吸收CO2或碳酸盐，称荷性碱。LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 中强碱 强碱 强碱 强碱 强碱 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 两性 中强 强 强 强 Be(OH)2+2H+Be2+2H2O Be(OH)2+2OH-Be(OH)42- 卡特里奇以“离子势”来衡量阳离子极化作用的强弱。 = Z/r nm pmMOH MO + H+MOH M+ + OH 在M-OH中，若R的值大，其极化作用强，氧原子电子云偏向M，使O-H键极性增强，则呈现酸式解离；若M的值小，M-O键极性强，

9、则成碱式解离。氢氧化物酸碱性的确定四、盐类1、盐类的共同特点重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐 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； 一般无色或白色；溶解度：碱金属盐类一般易溶于水； 碱土金属盐除卤化物、硝酸盐外多数难溶。 热稳定性：较高。2、盐类的溶解性巴素洛规则：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 LiI; BaSO4 BeSO4对于IIA族的化合物溶解度变化如下：其氟化物、氢氧化物溶解度增大从上到下其硫酸盐、铬酸盐、碘化物溶解度减小从上到下3、含氧酸盐的热稳定性 硝酸盐热分解 锂和碱土金属离子的极化

10、能力较强，其硝酸盐热分解为：4 LiNO3 = 2 Li2O 4 NO2 O22 Mg(NO3)2 = 2 MgO 4 NO2 O2其它碱金属硝酸盐受热分解的产物为亚硝酸盐和O2：2 NaNO3 = 2 NaNO2 O2 500：在更高的温度分解则生成氧化物、氮气和氧气：4 NaNO3 = 2 Na2O N2 5 O2800： 碳酸盐热分解MCO3(s) = MO(s) CO2 碳酸盐的热稳定性取决于M离子的反极化能力物质BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3 BaCO3分解温度 / K 298813118315631663愈来愈难分解 OM2+ O C 2 O第4节 锂的特殊性及对角线规则锂和镁的氢氧化物LiOH和Mg(OH)2的溶解度都很小，而其它碱金属氢氧化物都易溶于水。锂与镁的氟化物、碳酸盐、磷酸盐都是难溶盐，而碱金属的氟化物、碳酸盐、磷酸盐都易溶于水。例如，氟化钠的溶解度约是氟化锂的10倍，磷酸钠的溶解度约是磷酸锂的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