文档介绍：第15章主族金属元素
§10-3 锡和铅
§10-1 主族金属元素的基本性质
§10-2 碱金属和碱土金属
§10-4 ***、锑、铋
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本章基本要求:
1、了解主族元素的基本通性;
2、重点掌握锡、铅、锑、铋的化合物的氧化还原性;
3、掌握锡、铅、锑、铋的化合物的水解性和溶解性。
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§10-1 主族金属元素的基本性质
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
Li
Be
Na
Mg
Al
K
Ca
Ga
Ge
Rb
Sr
In
Sn
Sb
Cs
Ba
Tl
Pb
Bi
Po
主族金属元素包括IA、IIA族的碱金属和碱土金属,IIIA~VA的部分元素,如上表所示。
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主族金属元素相对于副族金属元素而言,一般具有密度较小,熔、沸点较低,化学性质较活泼的特点。
Li是金属中最轻的一个,铯是主族金属元素中熔点最低的金属(),IVA和VA族金属的熔点低,被称为低熔点金属,它们具有导电、导热性。其中锗、锡、锑具有半导体性质。基本性质见P213表15-2.
§10-2 碱金属和碱土金属
碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯和钫,由于它们的氢氧化物都是易溶于水的强碱,所以称为碱金属元素。
碱土金属元素包括铍、镁、钙、锶、钡和镭,由于钙、锶、钡等的氧化物在性质上介于“碱性的”碱金属氧化物和“土性的”难熔的氧化物Al2O3之间,故称为碱土金属****惯上把铍、镁也包括在碱土金属
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碱金属和碱土金属元素的最外层电子排布分别为ns1-2,这两族元素构成了周期系s区元素。
s区元素的原子半径比同周期非金属元素的原子半径大,在这些金属原子中最外层电子离核较远,在化学反应中容易给出最外层电子而表现出它们的化学活泼性和强还原性。
1、氧化物(正常氧化物、过氧化物、超氧化物)
(1)正常氧化物 Li和碱土金属与氧反应生成相应的正常氧化物
4Li+O2=2Li2O
2M+O2=MO(M为碱土金属)
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Na生成过氧化物,K、Rb、Cs生成超氧化物
2、氢氧化物
碱金属的氢氧化物都是易溶于水的强碱,碱土金属的氢氧
化物则微溶于水。
碱金属、碱土金属的碱性同族从上到下碱性增强,从左到右碱性减弱
依据ROH规则:同一主族金属阳离子的电子构型和电荷数均相同,离子半径从上而下增大,因此离子势减小,氢氧化物的碱性增强,在同周期中,碱土金属较碱金属离子半径小,电荷大,因而离子势值增大,氢氧化物的碱性减弱。
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Be(OH)2具有***,既溶于酸以溶于碱 Be(OH)2 +2H+ =Be2+ +2H2O Be(OH)2 +2OH- =[Be(OH)4 ]2-
碱金属、碱土金属氢氧化物溶解度的变化规律与它们的碱性变化规律相一致,同族从上到下溶解度依次增强,同周期溶解度依次减弱
3、盐类
一、离子型盐类溶解度的大小的变化规律
(1)电荷小、半径大的阳离子组成的盐常常是易溶的,
如碱金属常常比碱土金属易溶。
(2)阴离子半径较大时,同族阳离子随着半径的增大其盐
类的溶解度减少。如碱土金属的硫酸盐从铍到钡依次减小
(3)阴离子半径较小时,同族阳离子随着半径的增大其盐
类的溶解度增大。如碱土金属的***化物从铍到钡依次增大
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二、热稳定性 碱金属、碱土金属的大部分盐都有较高的热稳定性,但 碱金属中的***盐在高温下可以分解。 碱土金属的碳酸盐从铍到钡依次增强。
对角线规则
在周期表中,除了与同族元素的性质相似之外,某些元素还与位于它左上方或右下方的元素有相似性,称之为“对角线规则”如Li和Mg,Be和Al,B和Si。
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§10-3 锡和铅
锡、铅是周期表中IVA族金属元素,其外层价电子构型为ns2np2,因此可形成具有(18+2)电子构型的+2价离子和具有18电子构型的+4价离子。
1、锡、铅的制备
锡、铅的冶炼主要采用高温碳还原法
锡:锡石经预处理后,用焦炭还原即可制得锡
SnO2 +2C = Sn +2CO
铅: PbS +O2 =PbO +SO2
PbO +C =Pb +CO(CO2)
2、性质
锡、铅都是熔点低而软的重金属,锡有三种同素异形体,灰锡、白锡、和脆锡,其中白锡最常见,它质地软,有良好的延展性。
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在286~483k下较稳定,其相互转化的关系为:见P229, 一旦锡转化出现灰锡,灰锡就能催化此转化反应,好似瘟疫很快会蔓延使锡碎裂成粉末,此现象俗称“锡疫”。
锡、铅都是中等活泼的金属,在常温下,锡表面有一层保护膜,在空气和水中较稳定,铅则形成碱式碳酸盐,在有空气存在时,可与水缓慢反应。
Pb+O2+H2O =Pb(OH)2
锡、铅都有***
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