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无机化学下册课件第13章碱金属和碱土金属

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第13章碱金属和碱土金属PPT课件

第13章碱金属和碱土金属PPT课件
（1）金属与非金属反应
（2）金属与水、酸的反应 E < - 0.41V的金属都可能与水反应。
（在常温下纯水的[H+]=10-7mol·L-1，其E H+/H2= - 0.41V）
钠、钾与水剧烈反应。钙与水的作用比较缓和，镁只能 与沸水起反应，铁则须在炽热的状态下与水蒸气发生反应。 如镁等与水反应生成的氢氧化物不溶于水,覆盖在金属表面,在 常温时使反应难于继续进行。
固体大多属分子型晶体
蒸气（或气体）分子大多是双原子或多 原子的
自由电子的存在和紧密堆积的结构使金属具有许多共同 的性质。
（1）金属光泽：当光线投射到金属表面上时，自由电子 吸收所有频率的光,然后很快放出各种频率的光(全反射),绝 大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。
此外，金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄 色，铅是灰蓝色，这是因为它们较易吸收某一些频率的光 之故。
（3）超导电性：金属材料的电阻通常随温度的降低而减 小。1911年H.K.Onnes发现汞冷到低于4.2K时，其电阻突然 消失,导电性差不多是无限大,这种性质称为超导电性。具有 超导性质的物体称为超导体。
超导体电阻突然消失时的温度称为临界温度(T0)。超导 体的电阻为零，也就是电流在超导体中通过时没有任何损 失。超导材料大致可分为纯金属、合金和化合物三类。
超导材料可以制成大功率超导发电机、磁流发电机、超
导储能器、超导电缆、超导磁悬浮列车等。
1986年柏诺兹和缪勒发现了35K 超导的镧钡铜氧体 系,1987年度诺贝尔物理学奖； 1987年初美国吴茂昆等和我国 物理所赵忠贤等发现了90K 钇钡铜氧超导体，第一次实现了液 氮温度（77 K）这个温度壁垒的突破。 1987年底，我国留美学 者盛正直等首先发现了第一个不含稀土的铊钡铜氧高温超导体； 1988 年初日本研制成临界温度达110K的铋锶钙铜氧超导体； 1988年2月盛正直等又进一步发现了125K 铊钡钙铜氧超导体； 1993年 法国科学家发现了 135K 的汞钡钙铜氧超导体.

碱金属碱土金属课件

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药物合成
碱金属和碱土金属的化合物在药物合成中具有重要作用，如锂盐在抑郁症治疗中的应用。
医学成像
某些碱金属和碱土金属的放射性同位素可用作医学成像的示踪剂，如氟-18在正电子发 射断层扫描中的应用。
钾
总结词
中等活跃的碱金属元素
详细描述
钾是碱金属元素中的一种，原子序数为19，原子量为39.098。在标准条件下， 钾是银白色的金属，具有较高的熔点和沸点，与水反应剧烈。
铷
总结词
较为活泼的碱金属元素
详细描述
铷是碱金属元素中的一种，原子序数为37，原子量为85.4678。在标准条件下，铷是银白色的金属， 具有较低的熔点和沸点，与水反应非常剧烈。
碱金属在常温下呈液态的有锂、钠、钾，呈固态的有铯； 碱土金属在常温下都是固态。
熔点与沸点
碱金属的熔点较低，其中钠、钾的熔点在300℃ 01 以下，锂的熔点略高于钠、钾。
碱土金属的熔点较高，如铍、镁、钙的熔点均在 02 1000℃以上。
碱金属的沸点较低，如钠、钾的沸点在800℃左 03 右；而碱土金属的沸点较高，如钙的沸点为
与空气的反 应
碱金属与空气的反 应
碱金属元素暴露在空气中易被氧化， 如钠在空气中会逐渐氧化成氧化钠或 过氧化钠。
碱土金属与空气的反 应
碱土金属元素在空气中也容易被氧化， 如镁在空气中会逐渐氧化成氧化镁。
碱金属和碱土金属的物理性 质
颜色与状态
碱金属单质通常是银白色金属，但铯略带金色；碱土金 属单质则是银白色或灰色。
铯
总结词
最活泼的碱金属元素
详细描述
铯是碱金属元素中的一种，原子序数为55，原子量为 132.90547。在标准条件下，铯是银白色的金属，具有最低 的熔点和沸点，极易与水和氧气反应，甚至在空气中就可以 自燃。

无机化学 碱金属和碱土金属的化合物 PPT课件

无机化学 碱金属和碱土金属的化合物 PPT课件


ห้องสมุดไป่ตู้
M（s） M+ （aq） rHm
A
H
M（g） I1 M+（g）
关键是 Li+ 的水合热 H << 0， 水合过程远比 Na+ 放热多。
0.22 >
碱式解离
Li+ Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+
0.13 0.27 0.17 0.14 0.13 0.12
Li+，
Mg2+，Ca2+，Sr2+，Ba2+
< 0.2，故 LiOH 及 M（OH）2
亦均为碱性。
0.22 < < 0.32
两性
Li+ Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+
六氟合铂（IV）酸铯 Cs2 [ PtF6 ] Ksp = 2.4 10－6
六氟合硅（IV）酸铯 Cs2 [ SiF6 ] Ksp = 1.3 10－5
氟硼酸铯
CsBF4 Ksp = 5 10－5
六硝基合钴（III）酸铯
Cs3 [ Co（NO2）6 ] Ksp = 5.7 10－16
或写成
B（e OH）2 + 2 OH－ —— BeO22－ + 2 H2O
氧化物的水化物一般键联形式是 MOH
究竟是酸式解离，还是碱式解离， 取决于 M 的电场。
MOH 若 M 的电场强，氧的电子云偏向 M 和 O 之间，从而加强 M－O 键； 同时氧的电子云在 O 和 H 之间密 度降低，故削弱了 O－H 键。
高氯酸铷 高碘酸铷

《碱金属和碱土金属》PPT课件

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有趣的是，不论溶解的是何种金属，稀溶液都具有 同一吸收波长的蓝光。这暗示各种金属的溶液中存在着 某一共同具有的物种。后来实验这个物种是氨合电子， 电子处于4~6个 NH3 的 “空穴” 中。
溶液的蓝色由溶剂合电子跃迁引起。
此蓝色稀溶液具有顺磁性，并随碱金 属浓度增加顺磁性降低。？？？
溶剂合电子
1.3 锂 、铍的特殊性 对角线规则
6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
第1章 碱金属与碱土金属
本章要求
1．了解 s 区元素的物理性质。 2．了解主要元素单质的制备, 掌握钾和钠制备方法。 3．掌握s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质，
掌握氢氧化物的碱性变化规律。 4．掌握 s 区元素的重要盐类化合物的性质，会用热力
学观点解释盐类溶解性。 5．掌握碳酸盐的分解规律。 6．掌握对角线规则和锂、铍的特殊性。
（大多为强碱），与非金属作用形成相应的化合物 （大多为离子型的，Li，Be的化合物多为共价型 ）。 4. 其盐类不发生水解。
注：它们的活泼性有差异
小电 强金 原 离 属子 能 性半 、 、径 电 还增 负 原大 性性 减增
IA
IIA
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
ns1
ns2
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大

无机化学：碱金属与碱土金属

无机化学：碱金属与碱土金属

2 Mg(NO3)2 = 2 MgO ＋ 4 NO2 ＋ O2 4 LiNO3 = 2 Li2O ＋ 4 NO2 ＋ O2 2 NaNO3 = 2 NaNO2 ＋ O2
LiCl·H2O = LiOH ＋ HCl MgCl2·6H2O = Mg(OH)Cl ＋ HCl ＋ 5 H2O Mg(OH)Cl = MgO ＋ HCl
性质 （1）室温下，均能与水和稀酸反应：
Na2O2+2H2O→2NaOH+H2O2 Na2O2+H2SO4→Na2SO4+H2O2 2KO2+2H2O→2KOH+H2O2+O2↑ 2KO2+2H2SO4→2K2SO4+H2O2+O2↑
（2）与CO2的反应：
2Na2O2+2CO2→2NaCO3+O2 ↑
552 1070 4351
564 971 3575
电负性
1.57 1.31 1.00 0.95 0.89
标准电极电势(酸)
-1.85 -2.375 -2.76 -2.89 -2.90
标准电极电势(碱)
-2.28 -2.69 -3.02 -2.99 -2.97
M2+(g)水合热/kJ·mol-1 2494 1921 1577 1443 1305
碱金属与碱土金属
第1节 一般性质 一、所形成的化合物多为离子型化合物（除Li,Be外） 以Be为例： 1、共价性强，BeF2 带有共价 性； 2、水解性，Be2+离子只能在 酸性溶液中存在，否则水解； 3、配合性质，形成的配合物 的数目比其他的元素多； 4、聚合性质，4BeAc2 + H2O = Be4OAc6 + 2HAc

碱金属碱土金属教学课件

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特性
碱金属元素具有较低的原子序数，表现出强烈的金属性，具 有活泼的化学性质；碱土金属元素具有较高的原子序数，表 现出相对较强的非金属性，化学性质相对较稳定。
在周期表中的位置
碱金属元素
包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr），位于 周期表中的第1族（IA族）。
碱土金属元素
水生生物毒性效应
高浓度的碱金属和碱土金 属会对水生生物产生毒性 效应，影响其生长和繁殖 。金属和碱土金属在土壤中积累，会 导致土壤污染，影响农作物的生长和 质量。
这些金属元素会降低土壤中微生物的 活性，影响土壤的生态平衡。
土壤结构破坏
过量的碱金属和碱土金属可能导致土 壤结构破坏，影响土壤的通气性和保 水性。
碱金属碱土金属教学课件
contents
目录
• 碱金属和碱土金属的简介 • 碱金属和碱土金属的物理性质 • 碱金属和碱土金属的化学性质 • 碱金属和碱土金属的化合物 • 碱金属和碱土金属的应用 • 碱金属和碱土金属的环境影响
01
碱金属和碱土金属的 简介
定义与特性
定义
碱金属和碱土金属是元素周期表中的两类元素，位于IA和IIA 族。
热导率
碱金属和碱土金属的热导率较高，这 意味着它们具有良好的热传导性能。 这主要是因为金属中的自由电子可以 有效地传递热量。
03
碱金属和碱土金属的 化学性质
氧化还原反应
总结词
碱金属和碱土金属在氧化还原反应中表现出不同的性质。
详细描述
碱金属元素如锂、钠、钾具有较强的还原性，容易失去电子成为正离子，而碱土金属元素如镁、钙、锶、钡则具 有相对较弱的还原性。在氧化还原反应中，碱金属通常作为还原剂，而碱土金属则可以作为氧化剂或还原剂。

碱金属和碱土金属元素PPT课件


除Be, Mg外 除Be, Mg, Li 外 K, Rb, Cs
离子半径增大，稳定性提高 阴阳离子相互匹配原则：大阳离子配大阴离子稳定
2020/1/5
9
氧化物（正常）
空气中燃烧： Li2O 和 碱土氧化物MO
其它碱金属正常氧化物的两个方法 ： （金属与过氧化物或硝酸盐作用）
Na2O2 + 2 Na--- 2Na2O 2MNO3 +10M --- 6M2O + N2 (M=K, Rb, Cs) 碱土金属正常氧化物其它制备方法：
2020/1/5
6
碱金属和碱土金属元素常见氧化态分别为+1和+2。
碱金属第一电离能很小，容易失去1个 s电子而显示+1氧化态，但第 二电离能很大，很难再失去第二个电子，因此，它们不会表现出其 它氧化态，只有+1一种氧化态。
碱土金属第一、第二电离能较小，易失去2个电子，而第三电离能很 大，很难再失去第三个电子，只有+2氧化态。
碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等热分解
2020/1/5
10
过氧化物
空气中燃烧： Na2O2 BaO2 低温下通O2于K, Rb, Cs 液氨溶液：对应过氧化物
Ca, Sr, Ba氧化物与过氧化氢作用：对应过氧化物
工业上过氧化钡生成 2BaO + O2 -- 2BaO2 (793K以上)
应用：Na2O2强氧化剂（工业漂白剂）： 与H2O Na2O2 + 2H2O--- 2NaOH+H2O2 稀酸 Na2O2 + H2SO4--- Na2SO4+H2O2
具有低密度、低硬度、低熔点特点，有一定导电性和导 热性。（金属键不牢固）

《碱金属和碱土金属》课件


碱土金属的常见元素
1 镁（Mg） 3 锶（Sr）
2 钙（Ca） 4 钡（Ba）
碱土金属的物理和化学性质
1
物理性质
碱土金属通常具有银白色的外观和金属光泽，
化学性质
2
具有较高的密度和硬度。
碱土金属与非金属元素反应会产生盐类化合
物，并能与水反应生成氢气和氢氧化物。
3
燃烧特性
碱土金属在燃烧时会产生明亮的火焰，并释 放出大量热量。
《碱金属和碱土金属》 PPT课件
欢迎来到《碱金属和碱土金属》PPT课件！本课程将深入探讨碱金属和碱土金 属的特征、常见元素、物理和化学性质以及用途，帮助您全面了解这些重要 的元素组。
碱金属的特征
1 低密度Βιβλιοθήκη 2 剧烈反应3 导电性
碱金属通常具有低密度，使 其在水中漂浮。
碱金属与水和氧气等物质发 生剧烈的反应，释放大量能 量。
合金制造
碱金属可用于制造轻便和耐腐 蚀的金属合金，例如航空和汽 车工业。
实验室应用
碱金属在实验室中用于各种化 学反应和实验。
碱土金属的特征
1 高熔点
碱土金属具有较高的熔点，使其在高温下具有良好的稳定性。
2 硬度
碱土金属通常比碱金属更硬，但仍较柔软。
3 较低的电导率
碱土金属的电导率较碱金属较低，但仍能导电。
碱金属是良好的导电体，因 为它们具有自由电子。
碱金属的常见元素
1 锂（Li）
2 钠（Na）
3 钾（K）
碱金属的物理和化学性质
物理性质
碱金属具有银白色的外观和金属光泽，具有低熔点和 低沸点。
化学性质
碱金属与水反应会产生氢气，并形成氢氧化物。它们 也会与非金属元素反应，形成盐类。
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问题：碱金属和碱土金属的氧化物谁的熔点更高，硬度更大
湖南城市学院化学与环境工程系
电金原 离属子 能性半 、、径
电还增 负原大 性性 减增
小强
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大
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第二节 碱金属和碱土金属的单质
在自然界中的存在
ⅠA族是最活泼的金属元素，其次是ⅡA 族，同族中单质的化学性质由上到下活 泼性增强
切割一小块钠放在水中，可观察 到钠浮在水面上与水激烈反应而 来回运动着：
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
钾可在水面上燃烧呈现紫红色火 焰。
1、Li反应时由于产物溶解度小而覆盖在 金属表面上，使反应缓慢进行。 2、Li熔点较高，升华热也大，难活化。
熔点
湖南城市学院化学与环境工程系
碱土金属单质
密度较小，硬度大。 如镁和铍用于制轻质合金，如镁铝合金和 电子合金，用于制造飞机部件，铍铜合金 具有强度大，硬度高弹性好等优点。
碱土金属的导电性最好的是镁和钙，其它
的导电能力较差
Be
Mg Ca Sr
Ba
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单质的 化学性质
与水反应
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第一节 碱金属和碱土金属的通性
第IA族包括锂、 钠、钾、铷、铯 和钫六种元素， 由于它们的氢氧 化物都是易溶于 水的强碱，所以 称它们为碱金属 元素。其中钫是 放射性元素。
ⅠA ⅡA
Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba Fr Ra
第IIA族包括铍、镁、 钙、锶、钡和镭六种 元素，由于钙、锶和 钡的氧化物在性质上 介于“碱性的”碱金 属氧化物和“土性的” 难熔的氧化物Al2O3之 间，所以称它们为碱 土金属。其中镭是放 射性元素。
元素 性质
价电子构型
主要氧化数
第一电离势 (kJ.mol-1)
E0(M2+/M)(V)
M2+ 水合热 (kJ.mol-1)
Be Mg Ca
2S2
3S2
4S2
+2
905 742 593
-1.85 -2.375 -2.76
2494 1921 1577
Sr 5S2
552 -2.89 1443
Ba 6S2
564 -2.90 1305
3、工业上常用电解方法制备的碱金属和碱土金属有哪些？为 什么不用电解法制备金属钾。
工业上常用电解的方法制备的碱金属是锂和钠，碱土金属是镁 和钙。钾一般不用电解法制备，因为它熔点低，易挥发，生成 的K易溶在熔融的KCl中，难于分离，且电解中产生的超氧化物 与金属钾会发生爆炸。
大理石（ CaCO3 ） 石灰石(CaCO3) 碳酸盐矿 菱镁矿(MgCO3)
湖南城市学院化学与环境工程系
湖南城市学院化学与环境工程系
物理性质
碱金属单质
密度小，容易反应。 ——钾钠保存于煤油中，锂保存于蜡中。 硬度小——用小刀可以切割它们。 熔沸点较低——随原子量的增大而降低。
导电性强 Cs、Rb用于作光电材料。
如果将金属Li 放于水中呢？ 更剧烈还是温和？
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•与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
Li
Na
K
Ca
思考：将Be、Mg
放于水中会发生
剧烈化学反应吗？
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焰 色 反 应
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与空气反应
碱金属在常温下可 以与空气中的O2、 CO2、水汽等反应
2、碱金属有哪些特殊的物理性质？
想一想
1、答：因为碱金属和碱土金属是最活泼的 金属，它们与空气或水接触时会发生反应， 因此它们总是以化合态存在于自然界，主要 形式有卤化物，硅酸盐矿，硫酸盐矿和碳酸 盐矿。
2、碱金属的特殊物理性质：密度小、硬度小、 导电性强、容易形成液态合金。
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氯化物
海水（NaCl、MgCl2 、KCl） 光卤石(KCl·MgCl·6H2O)。
钠长石(Na[AlSi3O8]) 硅酸盐矿 钾长石(K[AlSi3O8])
锂辉石(Li2·Al2O3·4SiO2)
明矾(K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O)
石膏(CaSO4·2H2O) 重晶石(BaSO4) 硫酸盐矿 天青石(SrSO4)
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表13-1 碱金属元素的一些基本性质
元素
从上往下，活泼 性质
Li
Na
K
Rb
Cs
性逐渐升高还是 价电子构型
2S1
3S1
4S1
5S1
6S1
逐渐降低?
主要氧化数
+1
为何电离能 逐渐降低?
第一电离势
(kJ.mol1-)
521 499 421 405 371
电负性
0.98 0.93 0.82 0.82 0.79
思考：活泼金属 应当如何保存？
要避免与空气接触。锂要保存于蜡中，钾、 钠、钙等应保存于煤油中。
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Li2O
Na2O2
镁 带 的
燃
KO2
烧
2M(s)+ 2NH3 (l) →2M+ + 2NH-2 + H2 (g)
与 液 氨 作 用
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1、为什么自然界没有游离态的碱金属和 碱土金属？它们主要以哪些形式存在？
电极电势很小， 具有强还原性
E0(M+/M)(V)
M+ 水合热 (kJ.mol-1)
-3.045 -2.7109 -2.923 -2.925 519 406 322 293
-2.93 254
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表13-2 碱土金属元素的一些基本性质
Na2O和MgO均 为离子晶体， 后者中阳离子 半径更小，电 荷更高，因而 离子键能更大， 熔点高，硬度 大。
碱土金属一般要加热
4Li＋O2＝2Li2O 6Li＋N2＝2Li3N 4Na＋O2＝2Na2O Na2O＋CO2＝Na2CO3
常温下锂可 与氮气反应
在空气在燃烧时，钠生成过氧化 物，钾、铷、铯生成超氧化物
才能进行反应。这是 因为它的表面容易生 成氧化膜保护层。
△
3Ca＋N2====Ca3N2
△
3Mg＋N2===Mg3N2
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碱金属 碱土金属
The Elements of the Alkali and the Alkaline Earth Metals
学习重点:
❖ 氧化物的化学性质 ❖ 碱土金属氢氧化物的酸碱性变化规律 ❖ 盐的热稳定性变化规律 ❖ 对角线规则
学习难点:
❖ 盐的热稳定性变化规律 ❖ 对角线规则