金属元素-课件

§9.3金属元素无机化学1ppt课件

在已知的112种元素中，金属占80%以上。通常可将金属分为黑色金属与有色金属两大类。黑色金属包括铁、锰和铬及其合金，主要是铁碳合金。有色金属是指铁、锰、铬之外的所有金属。2ppt课件1.金属元素原子的价电子构型金属元素的通性根据金属元素在周期表中的位置，分为P区金属（ⅢA~ⅥA金属元素）、碱金属和碱土金属、过渡金属（ⅠB~ⅧB元素）。金属的价电子构型有以下几种：ⅠA和ⅡA金属为ns1~2；ⅢA～ⅥA金属为ns2np1~4；过渡金属为(n-1)d1~10ns1~2（Pd除外，为4d10），其中ⅠB和ⅡB为(n-1)d10ns1~2。3ppt课件2.金属元素的化学活泼性及氧化态金属有较强的还原性。金属原子失去电子的难易决定了金属还原性的强弱，可由标准电极电势数值判断。各种金属的化学活泼性相差很大，所以它们在自然界中的存在形式也各不相同。少数不活泼的金属如铂、金只有游离状态的，而活泼金属如碱金属和碱土金属总是以化合态存在。4ppt课件2.金属元素的化学活泼性及氧化态金属有较强的还原性。金属原子失去电子的难易决定了金属还原性的强弱，可由标准电极电势数值判断。各种金属的化学活泼性相差很大，所以它们在自然界中的存在形式也各不相同。少数不活泼的金属如铂、金只有游离状态的，而活泼金属如碱金属和碱土金属总是以化合态存在。5ppt课件碱金属和碱土金属碱金属同周期元素中原子半径大，最外层电子电离能低，极易失去，表现出较强的化学活泼性，在金属活动顺序表中居于前列。碱土金属的化学活泼性略低于碱金属。碱金属和碱土金属元素的化合物多为离子型。它们在形成化合物时，均表现一种氧化态，即碱金属为+1，碱土金属为+2。6ppt课件一、碱金属元素概述

1、定义

元素周期表的ⅠA族金属元素称为碱金属，包括锂、钠、钾、铷、铯和钫6种元素。碱金属属于s区元素，其原子价电子层构型为ns1，次外层为稀有气体的稳定8电子结构。锂、铷和铯是稀有金属，钫是放射性元素。

7ppt课件物理性质

碱金属是银白色的柔软、易熔轻金属，密度较小，可以用刀切割。与同一周期其它元素相比，碱金属的原子半径最大，固体中的金属键较弱，原子间的作用力较小，故密度、硬度小，熔点低。8ppt课件碱金属的基本性质

元素性质锂Li钠Na钾K铷Rb铯Cs原子序数311193755原子半径/pm152153.7227.2247.5265.4离子半径/pm6897133147167第一电离能I1

kJ·mol-1521499421405371第二电离能I272954591308826752436电负性0.980.930.820.820.79标准电极电势(酸)-3.045-2.711-2.923-2.925-2.923密度/gcm-30.530.970.861.531.90硬度(金刚石=10)0.60.40.50.30.2M+(g)水合热/kJ·mol-15194063222932649ppt课件碱金属元素的特点：

在同周期元素中，原子半径最大，核电荷最少，最外层的ns1电子离核较远，很易失去，第一电离能最低，表现出强的金属性。它们与氧、硫、卤素以及其它非金属都能剧烈反应，并能从许多金属化合物中置换出金属。碱金属自上而下原子半径和离子半径依次增大，其活泼性有规律地增强。例如，钠和水剧烈反应，钾更为剧烈，而铷、铯遇水则有爆炸危险。锂的活泼性比其他碱金属大为逊色，与水的反应较缓慢。10ppt课件碱金属的焰色反应碱金属在火焰中加热，各具特征的焰色，可用作定性鉴定：锂钠钾铷铯红色

黄色

紫色

红紫色

蓝色11ppt课件碱金属用途很广

有机锂化合物，是有机合成中的重要试剂；锂与镁、铝的合金，被称为超轻金属，具质轻、强度大、塑性好等优点，广泛用于航空、航天器的制造中；锂可制成锂电池和锂离子电池——高能电池；钾和钠主要用来作还原剂，钾和钠是动物生存的必需元素；铯被广泛用在光电管、铯原子钟等。12ppt课件金属钠和钾

钾和钠的性质十分相似，质软似蜡，可以用小刀进行切割。新切面呈银白色光泽，但暴露在空气中会因氧化而迅速变暗。钠遇到水会发生剧烈反应，生成NaOH和H2，因此需密闭储存在煤油或石蜡中。钾比钠更活泼，因此制备、储运和使用时应更加小心。13ppt课件钠钾的用途和制备1、用途：

钠钾的高活泼性—冶金工业重要的还原剂；强传热性—原子能工业中作核反应堆的导热剂；钠、钾—制备过氧化物、氢化物及有机合成的原料；钠光灯用于公路照明。

2、制备：工业上制取钠：电解廉价的熔融NaCl；工业上制取钾：在熔融状态下，用金属钠从KCl中置换出钾，经分级蒸馏(800～880℃)得到金属钾。

金属钾因价格昂贵(约为钠的10倍)，而限制了它的应用，其生产规模也小得多。14ppt课件碱金属的氧化物和过氧化物

一、氧化物：

碱金属在充足的空气中燃烧，产物并不同

锂——氧化锂Li2O钠——过氧化钠Na2O2钾、铷、铯——超氧化物KO2、RbO2、CsO215ppt课件碱金属的氧化物和过氧化物1、氧化物碱金属中除锂外，其它碱金属的正常氧化物是用金属与它们的过氧化物或硝酸盐作用制得的。

Na2O2＋2Na==2Na2O

2KNO3＋10K==6K2O＋N2↑

碱金属氧化物与水反应生成相应的氢氧化物。16ppt课件碱金属的氧化物和过氧化物2、过氧化物

所有碱金属都可形成过氧化物，其中只有钠的过氧化物是由金属在空气中燃烧直接得到的：

2Na+O2====

Na2O2最重要的是过氧化钠Na2O2。燃烧17ppt课件2、过氧化物

纯的Na2O2是白色粉末，工业品含有一定量杂质。在碱性介质中Na2O2是强氧化剂，常用作分解矿石的溶剂，使不溶于水和酸的矿石，被氧化分解为可溶于水的化合物，例如：Cr2O3＋3Na2O2===

2Na2CrO4＋Na2O

MnO2＋

Na2O2===Na2MnO4共熔共熔18ppt课件2、过氧化物Na2O2与水或稀酸作用可以产生过氧化氢：Na2O2

＋2H2O==2NaOH+H2O2Na2O2

＋H2SO4==Na2SO4+H2O22H2O2===2H2O+O2↑Na2O2与CO2产生下列反应：

2Na2O2

＋2CO2

==2Na2CO3+O2

基于这个反应，Na2O2

应用于高空飞行或水下工作时的CO2吸收剂和供氧剂，以此来吸收人体呼出的CO2和补充人体所需的O2。19ppt课件超氧化物超氧化钾

金属钾在充足的空气中燃烧时，生成超氧化钾KO2

1、KO2具有强氧化性，与水、CO2反应生成氧气：2KO2

+2H2O==O2↑+2K++2OH-+H2O24KO2

+2CO2==2K2CO3+3O22、KO2和Na2O2一样，多用于宇航、水下、矿井、高山作业时需用的CO2吸收剂和供氧剂。20ppt课件碱金属的氢氧化物

碱金属的氢氧化物都是白色固体，容易潮解和吸收空气中的CO2（须密封保存），易溶于水，溶解时放出大量的热，仅LiOH的溶解度较小。除LiOH是中强碱外，其余都是强碱，对于纤维、皮肤有强烈的腐蚀作用，因此叫苛性碱。碱性按以下顺序变化：

LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH

NaOH和KOH在性质、用途和制备方面都相似，但KOH价贵，因此用途不如NaOH广泛。21ppt课件问题：实验室盛装NaOH的瓶子为什么不能用玻璃塞？实验室盛NaOH溶液的玻璃瓶需用橡胶塞，不能用玻璃塞。否则存放时间过长，NaOH与瓶口玻璃中的SiO2生成粘性的Na2SiO3，把玻璃塞和瓶口粘结在一起而不易打开。固体NaOH具有很强的吸水性，是常用的干燥剂22ppt课件氢氧化钠NaOH

又称火碱、烧碱、苛性钠，是重要化工原料，广泛用于造纸、制革、制皂、纺织、玻璃、搪瓷、无机和有机合成等工业中。工业制法：电解饱和的食盐水制备烧碱—隔膜法23ppt课件9.2.5碱金属盐类的通性

（1）晶体类型：绝大多数属于离子晶体。Li+半径很小，极化力较强，它的某些盐如卤化物表现出不同程度的共价性。碱金属盐具有较高的熔、沸点，常温下是固体，熔化时能导电，在水中完全离解。（2）颜色碱金属离子都是无色的，若阴离子有色，则其化合物一般常显阴离子的颜色。如CrO42-是黄色的，K2CrO4也为黄色；MnO4-是紫红色的，KMnO4也为紫红色。

（3）热稳定性碱金属盐一般具有较高的热稳定性。唯有其硝酸盐的热稳定性差，加热易分解。（4）溶解度碱金属的盐类一般都易溶于水，仅有少数难溶。24ppt课件几种重要的钠盐和钾盐

1、氯化钠NaCl

食盐是人类赖以生存的物质，也是化学工业的基本原料。NaCl广泛存在于海洋、盐湖和岩盐中。工业NaCl的精制通常采用重结晶法。粗盐中常含有SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+、K+等杂质，依次加入适量的BaCl2、Na2CO3和NaOH使其沉淀析出，得到精盐。

25ppt课件几种重要的钠盐和钾盐2、碳酸钠Na2CO3

Na2CO3有无水物和一水、七水、十水结晶水合物，常见工业品不含结晶水，为白色粉末，又称纯碱、碱面或苏打。Na2CO3在饱和状态(质量分数约为20%)能强烈水解，使pH达到12。

工业上常用氨碱法或联合制碱法制取Na2CO326ppt课件几种重要的钠盐和钾盐3、碳酸氢钠(NaHCO3)

又称小苏打、重碳酸钠或焙碱，加热至65℃便分解失去CO2，是食品工业的膨化剂。

NaHCO3溶液中存在着水解和离解的双重平衡，溶液显弱碱性，0.1molL-1NaHCO3溶液，pH为8.3。27ppt课件钠盐和钾盐的比较1、钾盐的溶解度比钠盐小；2、钠盐和钾盐有吸潮性，钠盐吸潮尤为显著；3、钾盐比较昂贵。例如：配制火药用KNO3，而不宜用吸潮性强的NaNO3；分析化学用的基准试剂K2Cr2O7，也不能用Na2Cr2O7代替。28ppt课件Na+和K+的鉴定29ppt课件P区金属

P区金属的金属性比较弱。

除铝外在自然界多以各种组成的硫化物矿存在。过渡元素原子的共同特点是最外层只有1～2个s电子，次外层有1~10个电子。除s电子外，d电子可以部分或全部参加成键，使过渡元素表现出多种氧化态。

过渡元素的原子半径一般比主族元素小。同一周期元素的原子半径从左到右只略有减小，同一族的过渡元素的原子半径自上而下也增加不大。过渡元素30ppt课件1.金属的物理性质金属单质通性常温时除汞是液体外，其余金属都是固体。锂、钠、钾比水轻，其他金属密度较大金属硬度一般较大，如铬、钨坚硬如钢。但有些质软，可用刀切，如钠、钾。以金刚石的硬度为10.有金属光泽。绝大多数金属呈钢灰色或银白色光泽。此外铜显红色、金显黄色、铅显灰蓝色、铋显淡红色。大多数金属有良好的导电性和导热性。导电性强的金属导热性也好。

大多数金属有延性，可抽成丝。大多数金属有展性，可压成薄片。金属熔点差别较大。钨是最难熔的金属，汞在常温下是液体，铯和镓在手上受热就能熔化。31ppt课件2.金属的化学性质