无机化学 第十七章 碱金属和碱土金属

碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属是元素周期表中的两个重要类别。

它们在化学性质、物理性质和应用方面有很多共同之处，但也有一些显著的差异。

本文将介绍碱金属和碱土金属的基本特点、重要性质及其在实际应用中的作用。

一、碱金属碱金属是周期表中位于第一族，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr）。

这些元素都是非常活泼的金属，具有强烈的还原性。

它们在常温下存在于固态，是银白色的质地柔软金属，能轻松被切割，并且具有低密度和低熔点。

碱金属具有以下一些重要性质：1. 高反应性：碱金属在常温下与水反应产生大量的氢气和碱溶液，释放出巨大的热量。

这种反应非常剧烈，有时可以引起爆炸。

例如，钠在与水接触时会迅速产生白色火焰和剧烈的燃烧。

因此，碱金属的处理需要极高的小心和专业知识。

2. 高电离能：碱金属的外层电子非常容易被剥离，因此具有很低的电离能。

这使得它们可以很容易地丧失电子形成阳离子，并与其他元素形成化合物。

3. 强烈的还原性：碱金属是非常强大的还原剂，能够夺取其他元素的电子，并参与许多重要反应。

例如，钾在与氧气反应时会猛烈燃烧，产生明亮的火焰。

4. 高热导率：碱金属具有极高的热导率，这使得它们在冷却和传热技术方面非常有用。

铯是所有金属中热导率最高的元素。

碱金属在许多领域具有广泛应用。

它们可用于制造合金、金属薄膜、电池、催化剂等。

其中最常见的应用是用作发光剂和制备碱金属离子的闪烁屏幕。

此外，碱金属离子在生物医学领域中也具有重要应用，例如在MRI（核磁共振成像）中作为对比剂。

二、碱土金属碱土金属是元素周期表中位于第二族，包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）。

与碱金属相比，碱土金属的化学性质相对较为稳定，但仍然具有明显的金属性质。

它们在常温下也是固态，但与碱金属不同的是，碱土金属较硬和坚硬。

碱土金属具有以下一些重要性质：1. 抗氧化性：碱土金属相对于碱金属来说较为惰性，不容易与空气中的氧气发生反应。

第17章碱金属与碱土金属教学要求1.掌握碱金属和碱土金属的存在、性质、制备和用途；2.了解碱金属和碱土金属氧化物的性质和类型以及氢化物性质；3.掌握碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性、碱性及其变化规律；4.掌握碱金属和碱土金属重要盐类的溶解性、热稳定性等性质及其变化规律。

教学时数 2 学时重点：碱金属和碱土金属单质及氢氧化物的溶解性、碱性和盐类溶解性、热稳定性的变化规律。

难点：碱金属和碱土金属酸碱性、溶解性、热稳定性等性质变化规律的理论解释。

本章预习与问题思考：1. 碱金属和碱土金属有哪些主要化学性质？碱金属和钡在过量氧中燃烧的产物是什么？他们与水反应的情况如何？2. 碱金属和碱土金属在自然界主要以哪些矿物质形式存在？写出这些矿物的名称（俗名）及对应的化学式。

3.为什么过氧化钠能做潜水密舱中的供氧剂？而氢化钙却可做野外氢气发生剂？如何检验和除去商品氢氧化钠中的杂质碳酸钠？如何将粗盐中的杂质Ca2+、Mg2+、SO42-除去精制食盐？4.如何鉴别碱金属和碱土金属离子？教学内容：本章共有5节内容，第17-3为学习重点。

本章主要根据教学重、难点要求，通过课堂引导、学生自学和归纳总结的形式完成。

17-1 碱金属和碱土金属的通性（自学）碱金属元素原子的价电子层结构为ns1，只有+1氧化态。

碱金属原子最外层只有1个电子，次外层为8个电子(Li为2电子)，对核电荷的屏蔽效应较强，所以该价电子离核校远，特别容易失去，因此，各周期元素的第一电离能以碱金属为最低。

与同周期的元素比较，碱金属原子体积最大，在固体中原子间的引力较小，所以它们的熔点、沸点、硬度、升华热都很低，并随着Li一Na—K一Rb一Cs的顺序而下降。

随着原子量的增加(即原子半径增加)，电离能和电负性也依次降低（见P.647表20-1）。

碱金属性质的变化一般很有规律，但由于锂原子最小，所以有些性质表现特殊。

事实上，除了它们的氧化态以外，锂及其化合物的性质与本族其它碱金属差别较大，而与周期表中锂的右下角元素镁有很多相似之处。

碱金属与碱土金属碱金属和碱土金属是元素周期表中的两个主要族群，它们具有一些共同的特性，也有一些明显的区别。

本文将详细介绍碱金属和碱土金属的性质以及它们在日常生活和科学领域中的应用。

一、碱金属的性质碱金属是元素周期表第一族的元素，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr）。

它们都是银白色金属，在常温下具有较低的熔点和沸点，且具有较低的密度。

碱金属的金属性质非常活泼，容易与非金属元素反应，例如与水、氧气和卤素等。

这些反应通常都是剧烈的，产生大量的能量和气体。

碱金属的电子结构也具有一定的特点。

它们的原子外层只有一个电子，容易失去此电子形成阳离子。

这种电子结构使碱金属具有良好的导电性和导热性。

此外，碱金属的化合物主要是离子化合物，如氯化钠（NaCl）和氢氧化钾（KOH）等。

碱金属在日常生活中有许多应用。

钠是一种常用的食盐成分，它在食物中起到增强味道的作用。

钾在植物生长中起到重要的作用，是必需的营养元素之一。

锂离子电池是目前最常用的电池类型之一，广泛应用于手机、笔记本电脑等电子设备。

二、碱土金属的性质碱土金属是元素周期表第二族的元素，包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）。

它们在常温下也是银白色金属，具有较高的密度和熔点。

与碱金属相比，碱土金属的反应性更低，但仍然活泼。

碱土金属的电子结构与碱金属类似，外层电子结构为ns2。

与碱金属类似，碱土金属也容易失去外层两个电子形成阳离子。

这种电子结构使得碱土金属具有良好的导电性。

与碱金属不同，碱土金属的氢氧化物和碳酸盐是碱性的。

例如，氢氧化钙（Ca(OH)2）是一种通常用于调节土壤酸碱度的物质。

碱土金属在许多领域中都有重要应用。

镁是一种重要的金属材料，广泛应用于航空、汽车和船舶制造。

钙是构成人体骨骼和牙齿的重要元素，对维持骨骼健康至关重要。

三、碱金属与碱土金属的区别1. 电子结构：碱金属和碱土金属的外层电子结构相似，都是ns1或ns2。