文档介绍：无机化学
第17章碱金属和碱土金属
Chapter 17 Alkali and Alkali-earth Metal
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基本内容和重点要求
S区元素通性
S区元素单质的性质和制取方法。
S区元素的离子特征、氧化物和氢氧化物的性质
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本章重点要求掌握S区元素的金属活性、氧化物和氢氧化物的碱性
S区元素的通性
S区
ⅠA碱金属: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
ⅡA碱土金属: Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
碱金属和碱土金属原子的最外层电子排布分别为: ns1和ns2
它们的次外层具有稀有气体原子式的稳定的电子层结构, 对核电荷的屏蔽作用较大,所以碱金属元素的 I1 在同一周期中为最低。
碱金属元素的原子易失去一个电子而呈+1氧化态,不会有其它氧化态,因此碱金属是活泼金属。
碱土金属原子比相邻的碱金属多一个核电荷,因而原子核对最外层的两个s电子的作用增强了,所以碱土金属原子要失去一个电子比相应碱金属难, 其I1比碱金属大。
碱金属和碱土金属元素在化合时,多以离子结合,但在某些情况下仍显一定程度的共价性。
原子半径从上至下依次增大,电离能和电负性从上至下依次减小。
金属活泼性从上至下依次增强。
它们不能以单质形式存在于自然界中。
S区元素的通性
Li Na K Rb Cs
Be Mg
Ca
Sr
Ba
金属活泼性增强
金属活泼性增强
碱金属和碱土金属的单质
2. 1 物理性质和化学性质
1 物理性质
单质具有金属光泽,有良好的导电性和延展性;碱金属原子只有一个价电子且原子半径较大,故金属键弱,熔沸点低,碱土金属的金属键要强一些,熔沸点、密度和强度也高一些。
2 化学性质
除铍和镁外,其它单质易与水反应:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
Ca +2H2O = Ca(OH)2 + H2↑
K与水反应比Na激烈,并发生燃烧;Mg与冷水反应很慢
碱金属和碱土金属还可与其它许多非金属单质和化合物反应
碱金属和碱土金属的单质
碱金属的一些化学反应
碱土金属的一些化学反应
碱金属和碱土金属的单质
制备方法
(1)电解熔融的氯化钠制备金属钠
阳极:2Cl- =Cl2 + 2e-
阴极:2Na+ + 2e- = 2Na
总反应:2NaCl = 2Na +Cl2
(2)热还原法
一般用碳或碳化物为还原剂
MgO(s) + C(s) = CO(g) + Mg(g)
K2CO3 + 2C = 3CO + 2K
2KF + CaC2 = CaF2 + 2K +2C
通电
碱金属和碱土金属的单质
碱金属和碱土金属的单质
(3)金属置换法
高温低压下
KCl + Na = NaCl + K
2RbCl +Ca = CaCl2 + 2Rb
2CsAlO2 + Mg = MgAl2O4 + 2Cs
(4)热分解法
氰化物、叠氮化物、亚铁氰化物等加热分解成碱金属
= 4K + 4C + 2N2
2MN3 = 2M + 3N2 M=Na, K, Rb, Cs
碱金属和碱土金属的化合物
离子特征
M+和M2+易形成水合离子
氧化物
碱金属的氧化物:
普通氧化物 M2O
过氧化物 M2O2
超氧化物 MO2
臭氧化物 MO3
1 氧化物
碱金属 Li Na K Rb Cs
空气中燃烧 Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2