无机化学课件--第三章--S区元素概要.ppt

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1、 3.1 3.1 氢氢第三章第三章 S区元素区元素3.2 S3.2 S区的通性区的通性 氢的同位素氢的同位素 Isotopes of hydrogen1.同位素同位素此此外外还还有有瞬瞬间间即即逝逝的的 4H 和和 5H。重重氢氢以以重重水水（D2O）的的形形式式存存在在于于天天然然水水中中，平平均均约约占占氢氢原原子子总数的总数的 0.016%。氢有三种同位素氢有三种同位素，（氕、，（氕、H H），（），（氘、氘、D D）和和（氚、（氚、T T）。）。普通的氢和氘有稳定的核，氚是一种不稳定普通的氢和氘有稳定的核，氚是一种不稳定的放射性同位素，发生的放射性同位素，发生 衰变，其半衰期为衰变，其

2、半衰期为 12.35 12.35 年。年。中文名中文名 英文名称英文名称 表示方法表示方法 符号符号 说明说明氕氕*(音撇音撇)protium 1H H 稳定同位素稳定同位素氘氘(音刀音刀)deuterium 2H D 稳定同位素稳定同位素氚氚(音川音川)tritium 3H T 放射性同位放射性同位素素 *氕这个名称只在个别情况下使用，通常直接叫氢；氘有氕这个名称只在个别情况下使用，通常直接叫氢；氘有时又叫时又叫“重氢重氢”.2.同位素效应同位素效应 一一般般情情况况下下不不同同的的同同位位素素形形成成的的同同型型分分子子表表现现为为极极为为相相似似的的物物理理和和化化学学性性质质。然然而而

3、，质质量相对差特大的氢同位素却表现不同：量相对差特大的氢同位素却表现不同：H2 D2 H2O D2O标准沸点标准沸点/252.8 249.7 100.00 101.42平均键焓平均键焓/(kJmol1)436.0 443.3 463.5 470.93.制备制备(每年估计达每年估计达500109m3)H2H2H2H2H2H2H2NaHN2C1273 KCH41143 K热解热解光解光解电电 解解H2O实验室制法实验室制法 实验室里，常利用稀盐酸或稀硫酸与锌等活泼金属作实验室里，常利用稀盐酸或稀硫酸与锌等活泼金属作用制取氢气。该法制氢需要经过纯化。用制取氢气。该法制氢需要经过纯化。阳极阳极 2 H

4、2O +2 e H2 +2 OH 阴极阴极 4 OH O2 +2 H2O +2 e Zn+H3O+Zn2+2H2O+H2 实验室中制氢的主要方法实验室中制氢的主要方法电解水的方法制备氢气纯度高。常采用质量分数为电解水的方法制备氢气纯度高。常采用质量分数为 25%的的 NaOH 或或 KOH 溶液为电解液。电极反应如下：溶液为电解液。电极反应如下：水蒸气转化法水蒸气转化法CH4(g)+H2O(g)3 H2(g)+CO(g)1 273 K 利用水蒸气通过红热的炭层来获得氢气。利用水蒸气通过红热的炭层来获得氢气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)1 273 K 工业生产上大量需要的氢气是靠

5、催化裂解天然气得到的。工业生产上大量需要的氢气是靠催化裂解天然气得到的。为为了了制制氢氢，必必须须分分离离出出CO。可可将将水水煤煤气气连连同同水水蒸蒸气气一一起起通通过过红红热热的的氧氧化化铁铁催催化化剂剂，CO变变成成 CO2，然然后后在在 2106 下下用用水水洗洗涤涤 CO2 和和 H2 的的混混合合气气体，使体，使 CO2溶于水而分离出溶于水而分离出 H2。CO+H2+H2O(g)CO2+2 H2Fe2O3 723 K用焦炭或天然气与水反应制用焦炭或天然气与水反应制 H2，为什么都需在高温为什么都需在高温下进行？下进行？CH4(g)+H2O(g)3 H2(g)+CO(g)，=206.

6、0 kJmol1 C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),=131.3 kJmol1 要反应得以进行，则需供给热量：要反应得以进行，则需供给热量：C+O2 CO2,=393.7 kJmol1 CH4+2 O2 CO2+2 H2O,=803.3 kJmol1 这样靠这样靠“内部燃烧内部燃烧”放热，供焦炭或天然气与水作放热，供焦炭或天然气与水作用所需热量，无须从外部供给热量。用所需热量，无须从外部供给热量。热化学循环法制热化学循环法制 H2净净 反反 应应 有文献报道，加热有文献报道，加热(383423K)加压加压(10133039kPa)，效率可提高到效率可提高到 90%以上。以上。电解电

7、解 20%NaOH或或 15%KOH水溶液，耗能水溶液，耗能 大，效率也只大，效率也只 32%4OH-O2+2H2O+4e-(阳极阳极)2H2O+2e-2OH-+H2(阴极阴极)最最近近，日日本本有有人人把把太太阳阳能能电电池池板板与与水水电电解解槽槽连连接接在在一一起起，电电解解部部分分的的材材料料在在产产生生氢氢气气一一侧侧使使用用钼钼氧氧化化钴钴，产产生生氧氧气气一一侧侧则则使使用用镍镍氧氧化化钴钴。使使用用1平平方方米米太太阳阳能能电电池池板板和和100毫毫升升电电解解溶溶液液，每每小时可制作氢气小时可制作氢气 20 升，纯度为升，纯度为 99.9%。生物分解水制氢生物分解水制氢 生生

8、物物体体分分解解水水不不需需要要电电和和高高温温，科科学学家家们们试试图图修修改改光光合合作作用用的的过过程程来来完完成成这这一一技技术术。小小规模的实验已成功。规模的实验已成功。从海水中制氢从海水中制氢 原原理理：当当可可见见光光照照射射在在半半导导体体膜膜上上时时，电电子子被被激激发发进进入入导导带带而而留留下下空空穴穴(低低能能级级的的电电子子空空间间)。在在导导带带中中电电子子移移动动到到金金属属薄薄膜膜与与海海水水之之间间表表面面上上，水水即即被被还还原原产产生生H2。同同时时，空空穴穴迁迁移移到到半半导导体体与与电电解解质质间间的的表表面面，来来自自Fe2+的电子填充空穴。的电子填

9、充空穴。H2(g)海海 水水Fe(),Fe()电解质溶液电解质溶液硒硒化化镉镉半半导导体体镍镍箔箔可可见见光光 氢的用途氢的用途 氢气重要的用途之一是作为合成氨工业的原料，氢气重要的用途之一是作为合成氨工业的原料，氨又是生产硝酸，进一步生产硝铵的原料。氨又是生产硝酸，进一步生产硝铵的原料。高温下，氢气能将许多金属氧化物或金属卤化物高温下，氢气能将许多金属氧化物或金属卤化物还原成单质，人们经常利用氢气的这一性质制备金属单质。还原成单质，人们经常利用氢气的这一性质制备金属单质。WO3 +3 H2 W +3 H2OTiCl4 +2 H2 Ti +4 HCl 氢气也是一种重要的有机化工原料，如不饱和的

10、有机氢气也是一种重要的有机化工原料，如不饱和的有机分子的氢化等都需要氢气。分子的氢化等都需要氢气。氢气是重要的无污染燃料。氢气在氧气或空气中燃烧氢气是重要的无污染燃料。氢气在氧气或空气中燃烧时，火焰温度可以达到时，火焰温度可以达到3273K左右，工业上利用此反应切左右，工业上利用此反应切割和焊接金属。割和焊接金属。液态氢可把除氦以外的其它气体冷却并转变成固体。液态氢可把除氦以外的其它气体冷却并转变成固体。同温同压下，所有气体中氢气的密度最小，常用来填充气同温同压下，所有气体中氢气的密度最小，常用来填充气球。球。存在存在 氢氢是是宇宇宙宙中中丰丰度度最最高高的的元元素素，在在地地球球上上的的丰丰

11、度度排排在在第第1515位位某某些些矿矿物物(例例如如石石油油、天天然然气气)和和水水是是氢氢的的主主要要资资源源，大大气中气中 H H2 2 的含量很低是因为它太轻而容易脱离地球引力场的含量很低是因为它太轻而容易脱离地球引力场 氢的存在状态氢的存在状态金刚石砧金刚石砧氢的状态氢的状态 金属氢金属氢(s)液态氢液态氢(l)固态氢固态氢(s)密度密度/(gcm-3)0.562 0.071 0.089液态或固态氢在上百万大气压的高压下变成的液态或固态氢在上百万大气压的高压下变成的导电体、由于导电是金属的特性，故称金属氢导电体、由于导电是金属的特性，故称金属氢 1.成键方式成键方式2.H+半径半径3

12、.形成电子对键形成电子对键4.共价化合物共价化合物3.1 3.1 氢氢二、氢的独特键型二、氢的独特键型1.1.非整比化合物非整比化合物2.2.氢桥键氢桥键3.3.氢键氢键4.4.氢化合物氢化合物二元氢化合物在周期表中的分布二元氢化合物在周期表中的分布 氢氢的的大大多多数数二二元元化化合合物物可可归归入入下下述述三三大大类类中中的的某某一一类类。但但是是这这种种分分类类的的界界限限也也不不十十分分明明确确，结结构构类类型型并并非非非非此此即即彼彼，而而是表现出某种连续性。是表现出某种连续性。分子型氢化合物分子型氢化合物 除铝、铋和钋外，第除铝、铋和钋外，第13至第至第17族元素都形成这类族元素都

13、形成这类氢化合物。它们以其分子能够独立存在为特征。氢化合物。它们以其分子能够独立存在为特征。(1)存在形式存在形式 缺电子氢化物，如缺电子氢化物，如 B2H6中心中心原子未满电子构型。原子未满电子构型。B2H6 满电子氢化物，如满电子氢化物，如 CH4中心中心原子价电子全部参与成键。原子价电子全部参与成键。CH4 富电子氢化物，如富电子氢化物，如NH3，中中心原子成键后有剩余未成键心原子成键后有剩余未成键的孤电子对的孤电子对.NH3(2)熔沸点低，通常条件下为气体熔沸点低，通常条件下为气体(3)因共价键极性差别较大而化学行为复杂因共价键极性差别较大而化学行为复杂(1)电正性高的电正性高的 s

14、区金属似盐氢化物是非挥发区金属似盐氢化物是非挥发性，不导电并具明确结构的晶形固体。性，不导电并具明确结构的晶形固体。(2)H-的的半半径径在在 126 pm(LiH)与与154 pm(CsH)之之间间，如如此此大大的的变变化化幅幅度度说说明明原原子子核核对对核核外外电电子子的的控控制制较较松松弛弛。H-与与 X-所所带带电电荷荷相相同同，半半径径介介于于 F-与与 Cl-间，间，因此才显示出因此才显示出 NaCl 型。型。似盐型氢化物（离子型）似盐型氢化物（离子型）(3)H-存在的重要化学证据：电解其与碱金属的熔融存在的重要化学证据：电解其与碱金属的熔融 物，阳极放物，阳极放H2：2 H-H2

15、+2e-(4)与水反应的实质是与水反应的实质是:H-+H2O OH-+H2 此时此时 H-表现出强还原性、不稳定性和强碱性表现出强还原性、不稳定性和强碱性.金属型氢化物金属型氢化物(Metallic hydrides)1.1.在周期表中的分布在周期表中的分布 (1)大部分是用单质直接化合的方法制备。大部分是用单质直接化合的方法制备。(2)都有金属的电传导性和显有其他金属性质如磁性。都有金属的电传导性和显有其他金属性质如磁性。(3)除除 PbH0.8 是非整比外，它们都有明确的物相。是非整比外，它们都有明确的物相。(4)过渡金属吸氢后往往发生晶格膨胀，产物的密度比过渡金属吸氢后往往发生晶格膨胀，

16、产物的密度比母体金属的大。母体金属的大。氢以原子状态存在于金属晶格中。氢以原子状态存在于金属晶格中。氢以氢以H+存在于氢化物中，氢将电子供入化合物的存在于氢化物中，氢将电子供入化合物的 导导带中。带中。氢以氢以H-形式存在，每个氢原子从导带取得形式存在，每个氢原子从导带取得1个电子。个电子。(6)金属金属 Pt 具有催化作用，可以被解释为表面具有催化作用，可以被解释为表面 Pt 原子原子形形 成成 PtH 键的键的 键键 焓大得足以使键断开，却不足以补焓大得足以使键断开，却不足以补偿偿 Pt Pt 金属键断裂所需的能量。金属键断裂所需的能量。(5)成键理论成键理论(7)可逆储氢材料可逆储氢材料

17、1体积体积 金属金属Pd 可吸收可吸收 700 体积体积 H2，减压或加热可使其分解：减压或加热可使其分解：2 Pd+H2 2 PdH U+3/2 H2 UH3减压减压,327 K常况常况523 K573 KLaNi5+3 H2 LaNi5H6,含含H2量大于同体积液氢量大于同体积液氢微热微热(23)105Pa氢能源氢能源2121世纪的清洁能源世纪的清洁能源氢燃烧速率快，反应完全氢燃烧速率快，反应完全.氢能源是清洁能源，没有环氢能源是清洁能源，没有环 境污染，能保持生态平衡境污染，能保持生态平衡.目前，已实验成功用氢作动力的汽车，有望不久能投目前，已实验成功用氢作动力的汽车，有望不久能投入实用

18、入实用 氢作为航天飞机的燃料已经成为现实，有的航天氢作为航天飞机的燃料已经成为现实，有的航天飞机的液态氢储罐存有近飞机的液态氢储罐存有近 1 800 m1 800 m3 3的液态氢的液态氢 氢能源研究面临的三大问题：氢能源研究面临的三大问题：氢气的发生（降低生产成本）氢气的发生（降低生产成本）氢气的储存氢气的储存 氢气的输送（利用）氢气的输送（利用）1.1.氢氢是是宇宇宙宙中中丰丰度度最最大大的的元元素素,按按原原子子数数计计占占90%,90%,按按质量计则占质量计则占75%75%。2.2.氢的三种同位素质量之间的相对差值特别高，并因此氢的三种同位素质量之间的相对差值特别高，并因此而各有自己的

19、名称而各有自己的名称,这在周期表元素中绝无仅有。这在周期表元素中绝无仅有。3.3.氢原子是周期表中结构最简单的原子。氢原子是周期表中结构最简单的原子。4.4.氢化学是内容最丰富的元素化学领域之一。氢化学是内容最丰富的元素化学领域之一。5.5.氢形成氢键。如果没有氢键，地球上不会存在液氢形成氢键。如果没有氢键，地球上不会存在液态水！人体内将不存在现在的态水！人体内将不存在现在的DNADNA双螺旋链！双螺旋链！6.6.氢是周期表中唯一尚未找到确切位置的元素。氢是周期表中唯一尚未找到确切位置的元素。一、物理性质一、物理性质二、化学性质二、化学性质三、重要的化合物三、重要的化合物3.2 S3.2 S区

20、的通性区的通性(nS1-2 A A)1.易与易与H2直接化合为直接化合为MH、MH2离子型化合物离子型化合物(除除Be、Mg外外)3.2 S3.2 S区的通性区的通性LiH NaH KH RbH CsH NaCl-90.4 -57.3 -57.7-54.3 -49.3 -4411.均为白色晶体，热稳定性差/kJmol-12.还原性强 钛的冶炼：剧烈水解：V)23.2)/H(H(2-=-E氢化钙氢化钙剧烈水解剧烈水解3.形成配位氢化物铝氢化锂受潮时强烈水解b.b.与与O2形成正常的氧化物，过氧化物，超氧化物形成正常的氧化物，过氧化物，超氧化物c.c.易与易与H2O反应（除反应（除Be、Mg外），

21、与非金属外），与非金属 作用形成相应的化合物。作用形成相应的化合物。A ALi BeNa MgK CaRb SrCs Ba电电离离能能、电电负负性性减减小小金金属属性性、还还原原性性增增强强原原子子半半径径增增大大原子半径减小原子半径减小金属性、还原性减小金属性、还原性减小电离能、电负性电离能、电负性增增强强有金属光泽，硬度小，密有金属光泽，硬度小，密度小，导电、导热性好度小，导电、导热性好一、一、物理性质物理性质s区单质的熔点变化区单质的熔点变化由于碱土金属的金属键由于碱土金属的金属键比碱金属的金属键要强，比碱金属的金属键要强，所以碱土金属的熔沸点、所以碱土金属的熔沸点、硬度、密度都比碱金属

22、硬度、密度都比碱金属高得多。高得多。a.与氧气，空气中燃烧与氧气，空气中燃烧：b.Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 c.BeO MgO CaO SrO2 BaO2二、二、化学性质化学性质 2M+2H2O 2MOH+H2反应性由上反应性由上 下，依次增加下，依次增加b.与水作用与水作用LiNaKCa(g)H2NH2M(l)2NH2M(s)223+-+与液氨与液氨的作用的作用c.M1 (xy)NH3 M1(NH3)y e(NH3)xM2(2xy)NH3 M2(NH3)y2 2 e(NH3)x长期放置或有催化剂存在：长期放置或有催化剂存在：钠汞齐：钠汞齐：NaxHgx,钠和汞的合金。

23、含钠钠和汞的合金。含钠 约约，钠的含量在以下的是液体；，钠的含量在以下的是液体；.5.5以上的是固体。银白色。置于空气中与氧和以上的是固体。银白色。置于空气中与氧和水份作用，在表面上覆盖一层氢氧化钠薄膜。可水份作用，在表面上覆盖一层氢氧化钠薄膜。可分解水而放出氢，但其作用较纯钠迟缓的多。用分解水而放出氢，但其作用较纯钠迟缓的多。用作还原剂，也可用于制氢。由将汞加热到作还原剂，也可用于制氢。由将汞加热到度后加入小块钠而制得度后加入小块钠而制得s区元素的存在区元素的存在均以矿物形式存在：锂辉石：钠长石：钾长石：光卤石：明矾石：绿柱石：菱镁矿：萤石：天青石：大理石：石膏：重晶石：（1）电解熔融盐）电

24、解熔融盐 (或低共熔混合物或低共熔混合物CaCl2+NaCl）制）制Li，Na 阳极：阳极：2Cl-=Cl2 +2e-阴极：阴极：2Na+2e-=2Na 总反应：总反应：2NaCl =2Na +Cl2（2）氧化镁的热还原法氧化镁的热还原法 MgO(s)+C(s)=CO(g)+Mg(g)通电通电单质的制备单质的制备 高温还原高温还原:此法制备此法制备 K、Rb、Cs KCl Na NaCl K(g)2 RbCl Ca CaCl2 Rb(g)2 CsCl Ca CaCl2 Cs(g)问题问题:不活泼的金属为何可置换活泼金属不活泼的金属为何可置换活泼金属?钾钾的的沸沸点点(766 C)比比钠钠的的(

25、890 C)低低，当当反反应应体体系系的的温温度度控控制制在在两两沸沸点点之之间间，使使金金属属钾钾变变成成气气态态，金金属属钠钠和和KCl、NaCl 仍仍保保持持在在液液态态，钾钾由由液液态态变变成成气气态态，熵熵值值大大为为增增加加，反反应应的的 TrSm 项项变变大大，有有利利于于rGm变变成成负负值值使使反反应应向向右进行。右进行。同同时时，钾钾为为蒸蒸气气状状态态，设设法法使使其其不不断断离离开开反反应应体体系系，让让体体系系中中其其分分压压始始终终保保持持在在较较小小的的数数值值，有有利利于于反反应应向向右右进行。进行。Li+N2 Li3N （宝石红色晶体）可用于吸宝石红色晶体）可

26、用于吸N N2 24000C 碱金属中只有碱金属中只有Li与与N2作用作用焰色反应焰色反应三、重要的化合物三、重要的化合物 1 碱金属形成三类氧化物：碱金属形成三类氧化物：正常氧化物正常氧化物(O2)过氧化物过氧化物(O22)超氧化物超氧化物(O2)形成三类氧化物形成三类氧化物正常氧化物正常氧化物（O2-）：1S22S22P6过氧化物过氧化物（O22-）（除）（除Be）：KK(2S)2(*2S)2(2P)2(2P)4(*2P)4超氧化物超氧化物(O2-):KK(2S)2(*2S)2(2P)2(2P)4(*2P)3 稳定性稳定性 :O2-O2-O22-制备制备:直接直接:2Na+O2 Na2O2

27、 K+O2 KO2间接间接:Na2O2+2 Na 2 Na2OKNO3+10K 6K2O+N2 MCO3 MO+CO2、A 过氧化物过氧化物(Be 外外)与水作用与水作用M2O+H2O 2MOH (Li Cs剧烈程度加剧剧烈程度加剧)Na2O2+2H2O =2NaOH+H2O2 H2O+1/2O22KO2+2H2O =2KOH+H2O2+O2Na2O2 用于氧气发生剂和漂白剂用于氧气发生剂和漂白剂,供氧剂，强氧化剂供氧剂，强氧化剂超氧化物是强氧化剂超氧化物是强氧化剂,作供氧剂作供氧剂H2O2 +MnO4-+H+与与CO2反应反应Li2O +CO2 =LiCO3 2Na2O2 +CO2 =2Na

28、2CO3 +O2 4KO2 +2CO2 =2K2CO3 +2O2氧化物的热稳定性总趋势：氧化物的热稳定性总趋势：从从Li到到Cs，从，从Be到到Ba，逐渐降低逐渐降低氧化物热稳定性总的趋势是，同族从上到下依次降氧化物热稳定性总的趋势是，同族从上到下依次降低，熔点也按此顺序降低。碱土金属离子半径较小，低，熔点也按此顺序降低。碱土金属离子半径较小，电荷高，其氧化物的晶格能大，因而其熔点比碱金电荷高，其氧化物的晶格能大，因而其熔点比碱金属氧化物的熔点高得多。属氧化物的熔点高得多。氢氧化物氢氧化物碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体.易吸水而潮解易吸水而潮解,M

29、OH易溶于水易溶于水,放热放热Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2溶解度增加溶解度增加碱性碱性LiOH NaOH KOH RbOH CsOH中强中强 强强 强强 强强 强强Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 两性两性 中强中强 强强 强强 强强 碱性增加碱性增加,溶解度增大溶解度增大ROH代表氢氧化物，两种离解方式代表氢氧化物，两种离解方式R O H R OHR O H RO H碱式离解碱式离解酸式离解酸式离解 z/r:离子势，离子势，z：电荷数电荷数 r：半径半径(pm)0.32 酸式电离酸式电离 0.22

30、 碱式电离碱式电离一种粗略的经验方法一种粗略的经验方法 LiOH 0.12 0.25 Be(OH)2 NaOH 0.10 0.18 Mg(OH)2KOH 0.09 0.15 Ca(OH)2RbOH 0.08 0.13 Sr(OH)2CsOH 0.07 0.12 Ba(OH)2 碱金属氢氧化物均为碱性，碱金属氢氧化物均为碱性，Be(OH)2为两性，为两性，其它碱土金属氢氧化物为碱性。其它碱土金属氢氧化物为碱性。氢氧化物性质和用途氢氧化物性质和用途在空气中在空气中易潮解易潮解，常作，常作干燥剂干燥剂。NaOH能溶解能溶解Al、Zn等两性金属及其氧化物，也等两性金属及其氧化物，也能溶解许多非金属能溶

31、解许多非金属(Si、B等）及其氧化物。等）及其氧化物。2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OSi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O（能腐蚀玻璃）能腐蚀玻璃）因其能溶解某些金属氧化物、非金属氧化物，在因其能溶解某些金属氧化物、非金属氧化物，在工业生产和分析工作中常用于分解矿石。工业生产和分析工作中常用于分解矿石。熔融的氢氧化钠腐蚀性很强，熔融的氢氧化钠腐蚀性很强，工业上熔化氢氧化工业上熔化氢氧化钠一般用铸铁容器，在实验室可用钠一般用铸铁容器，在实验室可用银银或镍的器皿。或镍的器

32、皿。盐类盐类重要盐类重要盐类:卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐a:a:晶体类型晶体类型b b：溶解度溶解度c:c:热稳定性热稳定性1.晶体类型晶体类型：绝大多数是绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤离子晶体，但碱土金属卤化物有一定的共价性。化物有一定的共价性。例如：例如：Be2+极化力强，极化力强，BeCl2已过渡为共价已过渡为共价 化合物。化合物。离子性增强离子性增强 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔点熔点/415 714 775 874 9622.一般无色或白色一般无色或白色3.溶解度：溶解度：碱金属盐类一般易溶于水；碱土金属碱金属盐类一

33、般易溶于水；碱土金属 盐类除卤化物、硝酸盐外多数溶解度盐类除卤化物、硝酸盐外多数溶解度 较小。较小。4.热稳定性热稳定性：较高。较高。(1)IA盐类易溶为主，难溶的有：盐类易溶为主，难溶的有：K2PtCl6、NaSb(OH)6、KClO4、Li3PO4、K2NaCo(NO2)3 难溶盐往往是在与大阴离子相配时出现。难溶盐往往是在与大阴离子相配时出现。(2)IIA盐类难溶居多，常见盐类除氯化物、硝酸盐类难溶居多，常见盐类除氯化物、硝酸 盐外，盐外，其他难溶，如其他难溶，如MCO3、MC2O4、M3(PO4)2、MSO4、MCrO4 (3)离子型盐类溶解度的定性判断标准离子型盐类溶解度的定性判断标

34、准 巴素洛规则：阴阳离子电荷绝对值相同巴素洛规则：阴阳离子电荷绝对值相同,阴阳离子半径阴阳离子半径 较为接近则难溶，否则，易溶。较为接近则难溶，否则，易溶。比较一下两组溶解度：比较一下两组溶解度：LiF LiIBaSO4 BeSO4 对于对于IIA族的化合物溶解度变化如下：族的化合物溶解度变化如下：其氟化物、氢氧化物其氟化物、氢氧化物溶溶解解度度增增大大从从上上到到下下其硫酸盐、铬酸盐、碘化物其硫酸盐、铬酸盐、碘化物溶溶解解度度减减小小从从上上到到下下 锂和碱土金属离子的极化能力较强，其硝酸盐热分解锂和碱土金属离子的极化能力较强，其硝酸盐热分解为：为：4 LiNO3 2 Li2O 4 NO2

35、O2 2 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其它碱金属硝酸盐受热分解的产物为亚硝酸盐O2：2 NaNO3 2 NaNO2 O2 5004 NaNO3 2 Na2O N2 5 O2800 在更高的温度分解则生成氧化物、氮气和氧气：在更高的温度分解则生成氧化物、氮气和氧气：硝酸盐热稳定性差硝酸盐热稳定性差碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径 的增大而增强。的增大而增强。BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3T分分/100 540 900 1290 1360稳定性稳定性 M2CO3 MCO3

36、2-M2+碳酸盐的热稳定性取决于碳酸盐的热稳定性取决于M M离子的反极化能力离子的反极化能力 OM2 O C 2 OH2CO3 ZnCO3离子鉴定离子鉴定K+:K+Na3Co(NO2)6 K3NaCo(NO2)6 黄黄K+NaHC4H4O6 KHC4H4O6 白色白色Na+:Na+KSb(OH)6 NaSb(OH)6 白色白色 Mg2+Mg2+NH3H2O +(NH4)2HPO4 MgHPO4 白色晶体白色晶体Ca2+Ca2+(NH4)2C2O4 CaC2O4 白色白色 Ba2+:Ba2+K2CrO4 BaCrO4 黄黄Li Be B CNa Mg Al Si 1.对角线规则：对角线规则：A

37、族的族的Li与与A族的族的Mg，A族的族的Be与与A族的族的Al，A 族的族的B与与A族的族的Si，这三对元素在周期表中处于对角线位置：这三对元素在周期表中处于对角线位置：相应的两元素及其化合物的性质有许多相相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为似之处。这种相似性称为对角线规则。对角线规则。锂锂 、铍的特殊性、铍的特殊性 对角线规则对角线规则这是由于对角线位置上的邻近两个元素的这是由于对角线位置上的邻近两个元素的电荷数和半径对电荷数和半径对极化作用极化作用的影响恰好相反，的影响恰好相反，使得它们使得它们离子极化力相近离子极化力相近而引起的。而引起的。2.锂与镁的相似性：锂与

38、镁的相似性：单质与氧作用生成正常氧化物；单质与氧作用生成正常氧化物；氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大；氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大；氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶；氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶；氯化物均能溶于有机溶剂中；氯化物均能溶于有机溶剂中；碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物。碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物。4 Li O2 2 Li2 O 2 Mg O2 2 MgO 6 Li N2 2 Li3N 3 Mg N2 Mg3N2 2 Mg(NO3)2 2 MgO 4 NO2 O2 4 LiNO3 2 Li2O 4 NO2 O2 2 NaNO3 2 NaNO2 O2 LiClH2O Li

39、OH HCl MgCl26H2O Mg(OH)Cl HCl 5 H2O Mg(OH)Cl MgO HCl为什么为什么E (Li/Li)特别负特别负?E (Li/Li)3.05 V E (Na/Na)2.72 VE (K/K)2.92 V rH H升升(M)I1(M)Hh(M)Hh(H)I1(H)1/2 D(H2)M(s)H(aq)M(aq)1/2 H2I1(M)I1(H)M(g)H(g)M(g)H(g)HhHh1/2DH升升rH 性性 质质H升升/kJmol1I(M)/kJmol1Hh(M)/kJmol1H (M)/kJmol1H (H)/kJmol1总总焓焓变变Hm/kJmol1 (计算值计

40、算值)(实验值实验值)Na109.5495.7413.8197.3 454.5275.22.672.71Li150.5520.1514.1163.1 454.5291.43.023.0401K91.5418.6342.8175.1 454.5279.42.902.931Rb86.1402.9321.9165.1 454.5289.43.002.98Cs79.9375.6297.1158 454.5296.53.072.92EV/V/EE(Li/Li)特别负是主要是特别负是主要是由于锂离子半径由于锂离子半径小，水合作用强，水合热特别大的缘故。小，水合作用强，水合热特别大的缘故。5.26 相相同同

41、化化学学环环境境下下ED键键焓焓高高于于EH键键焓焓的的现现象象在在很很大大程程度度上上是是由由零零点点能能的的差差别别引引起起的的。零零点点能能低低时时键键焓相对比较高，零点能高时键焓相对比较低。焓相对比较高，零点能高时键焓相对比较低。零点能零点能”就就是物质在绝是物质在绝对温度为零对温度为零度下在真空度下在真空中产生的能中产生的能量。量。重要的软硬酸碱：重要的软硬酸碱：硬酸硬酸：H+、Li+Cs+、Be2+Ra2+、Al3+、Sc3+Ac3+Ln3+Th4+V4+VO2+Pu4+Ti4+Zr4+Hf4+Cr3+Fe3+Co3+Mn2+As3+Si4+BF3 BCl3 B(OR)3 Al(C

42、H3)3 AlH3 SO3 CO2 Be Me2 交界酸交界酸：Fe2+Co2+Ni2+Cu2+Pb2+Sn2+B(OR)3 SO2 NO+R3C+硬碱硬碱：F-Cl-H2O OH-O2-ROH R2O OR-ClO4-SO42-NO3-PO43-CH3COO-NH3 RNH2 N2H4交界碱交界碱：Br-SO32-NO2-N2 N3-C5H5N C6H5 NH2软酸软酸：Cu+Ag+Au+Tl+Hg22+Hg+Pd2+Pt2+Cd2+Hg+BH3 Co(CN)52-I2 Br2 ICN O Cl Br I N 醌类醌类 三硝基苯三硝基苯 金属离子金属离子软碱：软碱：I-H-R-CN-SCN-S2O32-RSH R2S SR-R3P （RO）3P R3As CO RNC C2H2 C6H6配位原子相同时，配体碱性配位原子相同时，配体碱性 K 稳稳