第17章碱金属和碱土金属(9页).doc

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1、-第17章 碱金属和碱土金属-第 9 页第17章 碱金属和碱土金属一氧化物 普通氧化物(含O2-)、过氧化物(含O22-)、超氧化物(含O2-)和臭氧化物(含O3-)。 碱金属在空气中燃烧时，只有锂生成普通氧化物Li2O（这可能由于Li原子半径比较小，电离能略大，为522 kJmol-1，大于O2的分解能，为485 kJmol-1。因此在燃烧时，当金属锂尚未电离时，氧分子已分解为氧原子，所以只能生成正常的氧化锂），钠生成过氧化物Na2O2，钾、铷、铯则生成超氧化物MO2(M= K，Rb，Cs)。 过氧化钠在碱性介质中可把As()、Cr()、Fe()氧化为As(V)、Cr()、Fe()等，因此过

2、氧化钠常用做分解矿石的熔剂。Cr2O3 + 3Na2O2= 2NaCrO4 + Na2OMnO + Na2O2= Na2MnO4 由于Na2O2有强碱性，熔融时不能采用瓷制器皿或石英器皿，宜用铁、镍器皿。二氢氧化物 如果在化学分析工作中需要不含Na2CO3的NaOH 溶液，可先配制NaOH的饱和溶液，Na2CO3因不溶于饱和的NaOH溶液而沉淀析出，静置，取上层清液，用煮沸后冷却的新鲜水稀释到所需的浓度即可。 碱金属的氢氧化物中除LiOH的溶解度稍小外，其余都易溶于水。 碱土金属的氢氧化物中，Be(OH)2为两性的，可溶于酸和碱中：Be(OH)2+2H +=Be2+ + 2H2OBe(OH)2

3、+2OH-=Be(OH)42-Be为缺电子原子，价轨道中有2个空的2p轨道，可接受电子对形成配合物。三氢化物 碱金属和碱土金属的氢化物都是离子晶体，均具有还原性。LiH、NaH、CaH2等在有机合成中常用作还原剂。例如：TiCl4 + 4NaH = Ti + 4NaCl + 2H2氢化铝锂 LiAlH44LiHAlCl3LiAlH43LiCl四盐类 难溶钠盐有白色粒状的六羟基锑酸钠NaSb(OH)6，醋酸双氧铀酰锌钠NaAcZn(Ac)23UO2(Ac)29H2O为黄绿色结晶。难溶的锂、钾盐有： 氟化锂 LiF 碳酸锂 Li2CO3高氯酸钾 KClO4 (白色)酒石酸氢钾 KHC4H4O6 (

4、白色)六氯合铂酸钾 K2PtCl6 (淡黄色)钴亚硝酸钠钾 K2NaCo(NO2)6 (亮黄色) 离子型盐溶解度的一般规律：(1) 离子电荷少、半径大的盐往往是易溶的（晶格能小）。例如碱金属离子的电荷比碱土金属小，半径比碱土金属大，所以碱金属的氟化物比碱土金属氟化物易溶。(2) 阴离子半径较大时，盐的溶解度常随金属的原子序数的增大而减少。例如I-、SO42-半径较大，它们的盐的溶解度按锂到铯，铍到钡的顺序基本减小（变形性大）。 (3) 相反，阴离子半径较小时，盐的溶解度常随金属的原子序数的增大而增大。例如F-、OH-的半径较小，其盐的溶解度按锂到铯，铍到钡的顺序基本增大（晶格能小）。(4) 一

5、般来讲，盐中正负离子半径相差较大时，其盐的溶解度较大。相反，盐中正负离子半径相近时，其溶解度较小。 热稳定性 一般碱金属盐具有较高的热稳定性。卤化物在高温时挥发而难分解。硫酸盐在高温下既难挥发，又难分解。碳酸盐除Li2CO3在1543K以上分解为Li2O和CO2外，其余更难分解。唯有硝酸盐热稳定性较低，加热到一定温度就可分解，例如： 4LiNO32Li2O + 4NO2 + O22NaNO32NaNO2 + O2 碱土金属盐的热稳定性比碱金属差，但常温下也都是稳定的。碱土金属的碳酸盐、硫酸盐等的稳定性都是随着金属离子半径的增大而增强，表现为它们的分解温度依次升高。铍盐的稳定性特别差。 碱土金属

6、碳酸盐的热稳定性规律可以用离子极化来说明。 由于铍是缺电子原子，它的卤化物是路易斯酸，容易形成配合物或加合物。 如氟化铍 BeF2很容易同碱金属氟化物形成BeF42-配离子。 MgCl26H2O，加热时即水解生成碱式氯化镁：MgCl26H2O Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O 由重晶石BaSO4为原料生产BaCl2：(1) 将重晶石粉末与煤粉混合，然后在转炉中于11731473K下进行还原焙烧，使难溶的BaSO4转化为易溶于水的化合物：BaSO4 + 4C = BaS + 4COBaSO4 + 4CO = BaS + 4CO2(2 )用水浸取焙烧产物，BaS水解转化为可溶性的化合物进

7、入溶液：2BaS + 2H2O =Ba(HS)2 + Ba(OH)2(3) 通入CO2气，使溶液酸化，即得碳酸钡：Ba(HS)2 + CO2 +H2O = BaCO3+ 2H2S(4) 利用BaCO3可以制取各种钡盐，令其与盐酸反应，即可得BaCl2:BaCO3 + 2HCl = BaCl2 + CO2 + H2O BeCl2, MgCl2, CaCl2, SrCl2中，溶解度最大的是BeCl2。可能Be2+水合热比较大。 Li, Al, Ga, In中，熔沸点相差最大的是Ga。 b.p. 2676K。 碱金属元素中，熔沸点相差最大的是Li。 b.p. 1615K。 Al(OH)3, Ga(O

8、H)3, In(OH)3, Ti(OH)3中， 酸性最强的是Ga(OH)3。第四周期的不规则性。 Al(OH)3, Ga(OH)3, In(OH)3, Tl(OH)3中，不 能稳定存在的是Tl(OH)3。 惰性电子对效应。Tl(III)氧化性强。 下列各物种中，碱性最强的是： (A) BH4- (B). AlH4- (C) CH4 (D) NH4+习题1：一般而言，钠盐和钾盐的溶解度较大，一般的高氯酸盐也是易溶的，但为什么NaClO4的溶解度不大，而KClO4更难溶？习题2：说明下列事实：(1)LiClO4易溶于水，而NaClO4溶解度较小，KClO4、RbClO4、CsClO4的溶解度更小？

9、(2)IA族卤化物中，LiF溶解度最小。(3)TlI和KI属于类质同晶体KI易溶于水，而TlI难溶于水？习题3：溶液中pH值对于Mg和Ba作还原剂时还原能力有何影响？习题4：完成并配平下列反应方程式。(1)2Na2O2+2H2O(2)Na2O2+2H2O(冷)=(3)2KO2+2H2O=(4)2Na+H2=(5)Na2O2+2Na=练 习 题1.试举例说明锂与镁的相似性.2.用化学反应方程式表示由食盐制备下列物质.(1) 金属钠(2) 氢氧化钠(3) 过氧化钠(4) 碳酸钠3.简单回答下列问题(1) CsF具有较高的离子性,但CsF熔点却较低?(2) 碱土金属比相邻的碱金属的熔点高,硬度大?(

10、3) BeCl2为共价化合物,而MgCl2、CaCl2等为离子化合物(4) Mg(OH) 2溶于NH4Cl溶液而不溶于NaOH溶液?4.简单回答下列各题(1)LiF溶解度比AgF小,LiI溶解度却比AgI大?(2)在水中的溶解度LiClO4NaClO4KClO4(3)Be(OH) 2为两性物质而Mg(OH) 2却显碱性?5.为什么Na2O2常被用作制氧剂?6.Li的标准电极电势比钠低,为什么Li与水作用时没有金属剧烈?7.碱金属与碱土金属和氧反应,各生成何种物质?8.简述S区元素的微观结构与通性9.Li. Be 特殊性的本质原因是什么?试述对角线规则及其成因,LiMg有何相似性?10.什么是焰色反应?说出它的应用?11.给出下列物质的化学式：萤石；生石膏；重晶石；天青石；方解石；光卤石；智利硝石；芒硝；纯碱；烧碱。12简答题：一固体混合物可能含有MgCO3，Na2SO4，Ba(NO3)2，AgNO3和CuSO4。混合物投入水中得到无色溶液和白色沉淀；将溶液进行焰色试验，火焰呈黄色；沉淀可溶于稀盐酸并放出气体。试判断哪些物质肯定存在，哪些物质可能存在，哪些物质肯定不存在，分析原因。