09第九章s区元素概述
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第9章s区、d区、ds区重要元素及其化合物(s Block, ds Block, d Block Elements and Compounds)9.1 s区元素s区元素中锂(Lithium)、钠(Sodium)、钾(Potassium)、铷(Rubidium)、铯(Cesium)、钫(Francium)六种元素被称为碱金属(alkali Metals)元素。
铍(Beryllium)、镁(Magnesium)、钙(Calcium)、锶(Strontium)、钡(Barium)、镭(Radium)六种元素被称为碱土金属(alkaline earth metals)元素。
锂、铷、铯、铍是稀有金属元素,钫和镭是放射性元素。
碱金属和碱土金属原子的价层电子构型分别为ns1和ns2,它们的原子最外层有1~2个电子,是最活泼的金属元素。
9.1.1 通性碱金属和碱土金属的基本性质分别列于表9-1和表9-2中。
表9-1碱金属的性质碱金属原子最外层只有1个ns电子,而次外层是8电子结构(Li的次外层是2个电子),它们的原子半径在同周期元素中(稀有气体除外)是最大的,而核电荷在同周期元素中是最小的,由于内层电子的屏蔽作用较显著,故这些元素很容易失去最外层的1个s电子,从而使碱金属的第一电离能在同周期元素中最低。
因此,碱金属是同周期元素中金属性最强的元素。
碱土金属的核电荷比碱金属大,原子半径比碱金属小,金属性比碱金属略差一些。
s区同族元素自上而下随着核电荷的增加,无论是原子半径、离子半径,还是电离能、电负性以及还原性等性质的变化总体来说是有规律的,但第二周期的元素表现出一定的特殊性。
例如锂的EΘ(Li+/Li)反常地小。
表9-2碱土金属的性质s区元素的一个重要特点是各族元素通常只有一种稳定的氧化态。
碱金属的第一电离能较小,很容易失去一个电子,故氧化数为+1。
碱土金属的第一、第二电离能较小,容易失去2个电子,因此氧化数为+2。
s区元素蓝色代表s区元素,氦也属于s区元素。
s区元素主要包括元素周期表中IA族元素和IIA族元素,IA族元素包括氢、锂、钠、钾、铷、铯、鍅七种元素,由于钠和钾的氢氧化物是典型的碱,因此除氢外的这六种元素又称碱金属,IIA族元素包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种元素,由于钙,锶,钡的氧化物之性质介于碱金属与稀土元素之间,因此又称碱土金属。
由于氦的电子排布为1s2,故被分为S区元素。
钫和镭都是放射性元素。
锂最重要的矿石是锂辉石(LiAlSi2O6)。
钠主要以氯化钠溶液的形式存在于海洋,盐湖及岩石中。
钾的主要矿物是钾石盐(2KCl·MgCl2·6H2O)。
铍的主要矿物是绿柱石(3BeO·Al2O3·6SiO2)。
镁的主要矿石是菱镁矿(MgCO3)及白云石。
另外,钙,锶,钡则主要以碳酸盐及硫酸盐的形式存在,如方解石(碳酸钙),石膏(二水合硫酸钙),天青石(硫酸锶),重晶石(硫酸钡)。
在本区元素中同一主族从上到下、同一周期从左至右性质的变化都呈现明显的规律性。
p区元素p区元素包括元素周期表中IIIA族元素~VIIIA族元素。
IIIA族元素又称为硼族元素,包括硼、铝、镓、铟、铊等元素;IVA族元素又称作碳族元素,包括碳、硅、锗、锡、铅等元素;VA族元素又称作氮族元素,包括氮、磷、砷、锑、铋等元素;VIA族元素又称为氧族元素,包括氧、硫、硒、碲、钋等元素;VIIA族元素又称卤素,包括氟、氯、溴、碘、砹等元素;VIIIA族元素或0族元素,又称为稀有气体或惰性气体,包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等元素。
d区元素d区元素是元素周期表中的副族元素,即第3至第12族元素。
这些元素中具有最高能量的电子是填在d轨道上的。
这些元素有时也被称作过渡金属。
D区的D来自英语的“diffuse”。
ds区元素ds区元素是指元素周期表中的ⅠB、ⅡB两族元素,包括铜、银、金、锌、镉、汞6种自然形成的金属元素和錀、鎶2种人工合成元素。