章碱金属碱土金属.pptx

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1、 碱金属和碱土金属都是非常活泼的金属元素，同族从 Li 到 Cs 和从 Be 到 Ba 活泼性依次增强。碱金属和碱土金属都有很强的还原性，与许多非金属单质直接反应生成离子型化合物。在绝大多数化合物中，它们以阳离子形式存在。12 1 2 化学性质 1 碱金属、碱土金属与水的作用2 M 2 H2O 2 MOH H2(g)第1页/共24页M1 (xy)NH3 M1(NH3)y e(NH3)xM2(2xy)NH3 M2(NH3)y2 2 e(NH3)x 2 碱金属、碱土金属与液氨的作用 长期放置或有催化剂存在：2 Na 2 NH3 2 NaNH2（氨基钠）H2第2页/共24页氨合电子结构示意图第3页/

2、共24页 (1)熔融盐电解:此法可制备 Li、Na、Mg、Ca、Ba 问题：加入CaCl2有何作用?(2)高温还原: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:不活泼的金属为何可置换活泼金属?12 1 3 金属单质的制备第4页/共24页 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

3、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5页/共24页 12 2 含氧化合物12 2 1 氧化物 碱金属形成三类氧化物：正常氧化物(O2)过氧化物(O22)超氧化物(O2)第6页/共24页 碱土金属的氧化物可以通过其碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或硫酸盐的热分解来制备。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，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。锂以外的碱金属氧化物的制备一般可以用碱金属单质或叠氮化物还原其过氧化物、硝酸盐或亚硝酸盐制备。第7页/共24页12 2 2 氢氧化物 1 氢

4、氧化物性质 碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。Be(OH)2为两性氢氧化物，LiOH和Be(OH)2为中强碱，其余氢氧化物都是强碱。碱金属的氢氧化物都易溶于水，在空气中很容易吸潮，它们溶解于水时放出大量的热。除LiOH难溶外，其余的碱金属氢氧化物在常温下可以形成很浓的溶液。碱土金属氢氧化物的溶解度比碱金属氢氧化物小，Be(OH)2、Mg(OH)2难溶，其余的溶解度较小第8页/共24页 2 氢氧化物酸碱性判断标准 R拉电子能力与离子势有关:Z/r(r以pm为单位)解离方式与 拉电子能力有关 0.22 0.32 两性 0.22 碱性 0.32 酸性 ROHRO H R OH第9页/共24页

5、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，Be(OH)2为两性，其它碱土金属氢氧化物为碱性。第10页/共24页 12 3 盐类12 3 1 盐类的共同特点重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐(1)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。(2)一般无色或白色。(3)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。(4)热稳定性：较高。第11页/共2

6、4页12 3 2 盐类的溶解性 (1)IA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。(2)IIA盐类难溶居多，常见盐类除氯化物、硝酸 盐外，其他难溶，如MCO3、MC2O4、M3(PO4)2、MSO4、MCrO4第12页/共24页 (3)离子型盐类溶解度的定性判断标准 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 LiIBaSO4 BeSO4 MCO3(s)MO(s)CO2第16页/共24页 碳酸盐的热稳定性取决于M离子的反极化能

7、力愈来愈难分解物质BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3 BaCO3分解温度/K298813118315631663第17页/共24页12 4 1 化合物的溶解性 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。12 4 锂的特殊性及对角线规则锂与同族的元素不类似，而和镁类似。第18页/共24页12 4 2 Li、Mg 的相似性一些反应 4 Li O2 2 Li2 O 2 Mg O2 2 Mg

8、O 6 Li N2 2 Li3N 3 Mg N2 Mg3N2 1、Li和Mg在氧气中燃烧的主产物是普通氧化物2、Li和Mg与氮气反应生成氮化物第19页/共24页 2 Mg(NO3)2 2 MgO 4 NO2 O2 4 LiNO3 2 Li2O 4 NO2 O2 2 NaNO3 2 NaNO2 O2 LiClH2O LiOH HCl MgCl26H2O Mg(OH)Cl HCl 5 H2O Mg(OH)Cl MgO HCl硝酸盐热分解产物为普通氧化物和二氧化氮和氧气而其他碱金属硝酸盐热分解MgCl2的水溶液俗称卤水第20页/共24页12 4 3 对角线规则CSiLiNaBeMgBAl 以上三对处

9、于对角线上的元素及其化合物的性质有许多相似之处，叫做对角线规则。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极化作用的影响恰好相反，使得它们离子极化力相近而引起的。第21页/共24页12 4 4 为什么E (Li/Li)特别负?E (Li/Li)3.05 V E (Na/Na)2.72 VE (K/K)2.92 V rH H升(M)I1(M)Hh(M)Hh(H)I1(H)1/2 D(H2)I1(M)I1(H)M(g)H(g)M(g)H(g)HhHh1/2DH升 M(s)H(aq)M(aq)1/2 H2rH第22页/共24页 E(Li/Li)特别负是主要是由于锂离子半径小，水合作用强，水合

10、热特别大的缘故。性 质H升/kJmol1I(M)/kJmol1Hh(M)/kJmol1H(M)/kJmol1H(H)/kJmol1总焓变Hm/kJmol1 (计算值)(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/E第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页