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第1章 碱金属和碱土金属

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第一章碱金属与碱土金属
碱碱
11概述
ⅠAⅡA Humphry Davy (戴维1.1 概述
Li Na Be1778～1829) 利用电解法
Na K Mg
Ca
制取了金属K、Na、Ca、
Mg、Sr、Ba ，确认氯气
Rb Cs Sr
Ba
是一种元素，氢是一切酸
n s1n s2类不可缺少的要素，为化学做出了杰出贡献。

+1+2
1.2 单质的性质
121碱金属碱土金属与液氨的作用1.2.1 碱金属、碱土金属与液氨的作用
－M 1＋(x ＋y )NH 3==M 1(NH 3
)
＋y ＋e(NH 3)x
（蓝色）2(NH M 2＋(2x ＋y )NH 3==M 2(NH 3)2＋y ＋2e(NH 3)x －（蓝色）
(l)2NH 2M(s)3⎯→⎯+(g)
H 2NH 2M 22++−
+
1.2.2 离子型氢化物（除Be、Mg ）
g ⅠA ⅡA 金属活泼，可与氢形成离子性氢化物，有以下特点：
1. 均为白色晶体, 热稳定性差
LiH
NaH KH RbH CsH NaC －
－904－573－577－543－493－Θ
90.4
57.3 57.7 54.3 49.3 441△f H 2还原性强2. 还原性强
V)
23.2)/H (H (2−=−
E Θ2LiOH
Ti TiO 2LiH 2+⎯→⎯+2
42H 4NaCl Ti TiCl 4NaH ++⎯→⎯+
3. 剧烈水解
(g)H MOH O H MH 22+⎯→⎯+(g)
H 2Ca(OH)O H 2CaH 2222+⎯→⎯+ 4. 形成配位氢化物
氢化铝锂
3LiCl
]Li[AlH AlCl 4LiH 43+⎯⎯⎯⎯→⎯+（无水）乙醚
Li[AlH 4]受潮时强烈水解
2
3244H Al(OH)LiOH O 4H LiAlH ++⎯→⎯+
1.3 对角线规则
Li Be B C Na Mg Al Si 原因：
Z / r 比较相似。

Na Mg Al Si
/比较相似1. 3.1 B 、Si 的相似性
2B + 6NaOH ==2Na 3BO 3+3H 2O Si+2NaOH+H 2O ==Na 2SiO 3+2H 2
其单质为原子型晶体，
B －O 、Si －O 十分稳定。

1.3.3 Li 、Mg 的相似性
4Li +O ==2O 6Li +N 2==g 4Li O 22Li 2 O 2Mg + O 2 ==2MgO
6Li N 2 2Li 3N
3Mg + N 2 ==Mg 3N 22==2MgO +4NO +O 2Mg(NO 3) 2 2MgO 4NO 2 O 24LiNO 3==2Li 2O + 4NO 2+ O 2LiCl·H O ==LiOH + HCl
2MgCl 2·6H 2O ==Mg(OH)Cl + HCl + 5H 2O
MgO + HCl
1.4 氢氧化物酸碱性判断标准
－
+H +=R ++OH
－解离方式与拉
ROH RO
+ H
+ == R + + OH 电子能力有关R 拉电子能力与离子势LiOH Be(OH)2有关:ф=Z/r (r 以pm 为单位）
NaOH
Mg(OH)2KOH 022碱性KOH Ca(OH)2RbOH Sr(OH)2Ф0.22 碱性022032增强
CsOH
Ba(OH)2
0.22
Ф0.32 两性0.32Ф
0.32 酸性
酸性增强
1.5 盐类 1. 5.1 共同特点
共同特点
1. 基本上是离子型化合物。

2. 阳离子基本无色，盐的颜色取决于阴离子的颜色。

3盐类易溶盐类难溶般与大直径阴离
3.ⅠA盐类易溶，ⅡA盐类难溶，一般与大直径阴离
子相配时易形成难溶的ⅡA盐。

ⅠA易溶ⅡA难溶
难溶: K
2[PtCl6]、MCO
3
、MC
2
O4、
Na[Sb(OH)6]、KClO4、Li3PO4、
M3(PO4)2、MSO4、MCrO4
K2Na[Co(NO2)3]
1.5.
2. 碳酸盐的热稳定性
△
MCO 3(s)＝MO (s)+CO 2
Be 2+
2O
M 2+
[O C ]2－愈Mg 2+
2+[ O C ]
O
来愈Ca
Sr 2+ 碳酸盐的热稳定难
分
Ba 2+
性取决于M 离子解的反极化能力
1.5.4焰色反应
Li Na K
Ca Sr Ba
1.6 专题讨论
1.6.1 锂的特殊性
1锂的水合数与水合能(kJ/l)2 1. 锂的水合数与水合能(kJ/mol)
r M+r
M+(aq)
n
水合
△H水合
2.E
Li
+
/Li
特别负，
为什么?
Θ
Li+ 7834025.3－530 N98276166E
Li+/Li
= －3.05v Θ
Na+98 276 16.6－420 K+133 23210.5－340E
Na+/Na
= －2.72v Θ
Rb+149 228 10.0－315 Cs22899E
K+/K
= －2.93v Θ
+165228 9.9－280
△H I 1
△H M (s)+H +(aq)
＝
M +(aq)+1/2 H 2
升
1 h Li 161 520 －522Na 108.5 496 －406K 90 419 －322
M (g)+ H +(g)
M +(g)
+ H (g)
→
Li
Na Li Na K △r H －279 －239－251△5137461047△H 升(M)－H h(H +)+I 1(M)－
I 1(H)+ H h(M +)－1/2D H2△r H =r S 51.374.6104.7△r G －294－261－282+305+271+292=[△H 升(M)+I 1(M) +H h(M +) ]
E 池+3.05+2.71+2.92E M+/M －3.05
+2.71－2.92
－
[H h(H +)+I 1(H)+1/2D H2]
=[+1+－[△H 升I 1 H h ](M)438
1.6.
2. 离子晶体盐类溶解性的判断标准1.溶解自由能变MX(s)==+(aq)+X － 1. 溶解自由能变：MX(s) M (aq) X △s G
△G
2. 半定量规则：
s MX(s) M +(aq) + X －(aq)
M +(g) + X －(g)
△G 1
△G 2
△s G = △G 1
+△G 2
△H h
U
溶解度KI
= △H 1+△H 2－T (△S 1+△S 2)≈U +△H h
KI -82676312.2NaI -711 70311.8LiF 1039比较U 与△H h 绝对值
LiF
-10340.1CsF -779
73024.2
3. 巴索洛规则：索洛则
当阴阳离子电荷绝对值相同, 阴阳离子半径较为接近则难溶否则易溶半径较为接近则难溶；否则，易溶。

BaSO 4 BeSO 4
LiF LiI
CsI CsF
F SO －－ⅠA ⅡA
溶
溶
－、OH －
42、CrO 42、I －
MClO 4N [Sb(OH)解度增解度减Na[Sb(OH)6][PtCl]大
小
K 2[PtCl] 6。

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碱金属和碱土金属的通性与制备要点课件

碱金属和碱土金属的通性与制备要点课件

碱金属和碱土金属的 通性与制备要点课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 碱金属和碱土金属的通性 • 碱金属的制备 • 碱土金属的制备 • 碱金属和碱土金属的应用 • 碱金属和碱土金属的储存与安全
01
碱金属和碱土金属 的通性
原子结构特性
大量清水冲洗，并及时就医。
在操作过程中，应避免产生粉尘 和烟雾，以防吸入或接触皮肤。
应急处理措施
如果发生泄漏或事故，应立即撤离现场，并通知相关部门。 如果碱金属或碱土金属与皮肤或眼睛接触，应立即用大量清水冲洗，并及时就医。
如果发生火灾或爆炸，应立即使用灭火器扑灭火焰，并采取其他适当的紧急措施。
VS
碱金属和碱土金属都是活泼元素，具 有较强的还原性，容易失去电子形成 正离子。碱金属元素的氧化态通常为 +1，而碱土金属元素的氧化态通常 为+2。碱金属和水反应剧烈，如钠 与水反应生成氢氧化钠和氢气，而碱 土金属和水反应较温和，如铍与水反 应生成氢氧化铍和氢气。
01
碱金属的制备
电解法
通过化学还原剂还原盐制备碱金属的方法
化学还原法是实验室中另一种制备碱金属的方法，其中钠、 钾、锂等碱金属可以通过化学还原剂还原相应的盐获得。在 还原过程中，化学还原剂如镁、铝、钠等与盐反应，将盐还 原成相应的碱金属单质。
01
碱土金属的制备
热分解法
总结词
通过加热分解碱土金属的卤化物或氧化物来制备碱土金属的方法。
用于生产陶瓷、玻璃、催化剂等 。
科研应用
碱金属
作为电极材料、反应介质等用于电化 学、光谱学等领域。
碱土金属
在化学反应中作为催化剂、配体等， 也用于合成新材料。
碱金属和碱土金属

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。

无机化学(5)碱金属

无机化学(5)碱金属


室温下，过氧化物、 室温下，过氧化物、超氧化物与水或稀酸反应生成过 氧化氢，过氧化氢又分解而放出氧气： 氧化氢，过氧化氢又分解而放出氧气： Na2O2 + 2H2O ─→ 2NaOH + H2O2 Na2O2 + H2SO4 ─→ Na2SO4 + H2O2 2KO2 + 2H2O ─→ 2KOH + H2O2 + O2 ↑ 2KO2 + H2SO4 ─→ K2SO4 + H2O2 + O2 ↑ 2H2O2 ─→ H2O + O2 ↑ 过氧化物和超氧化物与二氧化碳反应放出氧气： 过氧化物和超氧化物与二氧化碳反应放出氧气： Na2O2 + 2CO2 ─→ Na2CO3 + O2 ↑ KO2 + 2CO2 ─→ 2K2CO3 + 3O2 ↑
IA和IIA族元素的原子最外层分别只有 ～2个s电子， 和 族元素的原子最外层分别只有1～ 个 电子 电子， 族元素的原子最外层分别只有 在同一周期中这些原子具有较大的原子半径和较少的 核电荷， 族金属晶体中的金属键很不牢固， 核电荷，故IA、IIA族金属晶体中的金属键很不牢固， 、 族金属晶体中的金属键很不牢固 单质的熔、沸点较低，硬度较小。 单质的熔、沸点较低，硬度较小。 碱金属和碱土金属表面都具有银白色光泽， 碱金属和碱土金属表面都具有银白色光泽，在同 周期中碱金属是金属性最强的元素， 周期中碱金属是金属性最强的元素，碱土金属逊于碱 金属， 同族元素中随原子序数增加， 金属，在同族元素中随原子序数增加，元素的金属性 依次递增。 依次递增。
第十七章
内容提要
碱金属、 碱金属、碱土金属
在系统学习非金属元素单质及其化合物知识 的基础上，从本章开始将逐章研究金属元素的单质 的基础上， 及其化合物。 及其化合物。 碱金属、 碱金属、碱土金属是金属活泼性最强的两族 元素，位于元素周期表的 区 元素，位于元素周期表的s区，本章将系统学习它们 的单质及重要化合物。 的单质及重要化合物。
碱金属与碱土金属的区别

碱金属与碱土金属的区别

碱金属与碱土金属的区别碱金属和碱土金属是化学元素周期表中两个重要的元素家族。

它们在物理性质、化学性质以及在自然界中的分布等方面存在着显著的区别。

本文将详细探讨碱金属和碱土金属的区别。

一、物理性质的区别1. 密度和硬度：碱金属的密度和硬度较低，比较轻盈，容易被切割和压制成各种形状。

而碱土金属的密度和硬度相对较高，比碱金属更坚硬且具有更高的密度。

2. 熔点和沸点：碱金属具有相对较低的熔点和沸点，例如钾的熔点为63.38℃，锂的熔点为180.54℃。

而碱土金属的熔点和沸点相对较高，例如镁的熔点为649℃，钙的熔点为842℃。

3. 导电性：碱金属具有很高的导电性，可以很容易地导电。

碱土金属也具有良好的导电性，但相对于碱金属来说稍逊一筹。

二、化学性质的区别1. 与水反应：碱金属具有与水剧烈反应的性质，生成碱性氢氧化物和氢气。

例如，钠与水反应产生氢气并生成氢氧化钠。

而碱土金属与水反应较为缓慢，生成相应的碱土金属氢氧化物和氢气。

例如，钙与水反应生成氢气并生成氢氧化钙。

2. 氧化性：碱金属具有较强的氧化性，容易损失电子形成正离子。

碱土金属也具有一定的氧化性，但相对于碱金属来说较低。

3. 化合价：碱金属的化合价多为+1，例如钠的氧化状态为+1。

而碱土金属的化合价多为+2，例如镁的氧化状态为+2。

三、自然界中的分布1. 碱金属在自然界中相对较为稀少，主要以盐湖和海水中的含量较高。

其中，氯化钠是最常见的碱金属盐。

2. 碱土金属在自然界中相对较为丰富，分布广泛。

例如，镁和钙广泛存在于岩石、矿石和土壤中。

四、应用领域的区别1. 碱金属应用：碱金属广泛应用于多个领域，包括电池、合金制备、烟火制造、钢铁生产等。

钾化合物还用于肥料的制造。

2. 碱土金属应用：碱土金属在建筑材料、医学、农业等领域中有着重要的应用。

例如，镁合金用于航空和汽车制造，钙化合物可用作水泥生产中的添加剂。

结论总的来说，碱金属和碱土金属在物理性质、化学性质、自然界分布以及应用领域等方面存在显著的区别。