无机及分析化学(第八章S区元素).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章,S,区 元 素,元 素化学,周期,A,A,1,A,A,A,A,A,A,2,3,B,B,B,B,B,B,B,B,4,S,p,5,d,ds,6,7,镧 系,f,锕 系,元素周期表的分区,绪论,元素化学概要,1,、无机化学 基本理论 轻有色,元素化学 黑色金属 重有色,2,、元素的分类 自然存在的,72,种 贵金属,金属元素,88,种 有色金属 稀有,110,种元素 人造元素,16,种 准金属,非金属元素,22,种,3,、元素的丰度,4,、金属通论,（,1,）金属的存在：金属矿藏、金属单质等（矿物化学、地质化学）,（,2,）金属的提取：高温冶金、湿法冶金（冶金化学）,（,3,）金属的物理、化学性质,（,4,）金属的应用,5,、非金属通论,（,1,）非金属的存在，聚集状态,（,2,）单质的制备,（,3,）非金属的物理、化学性质,（,4,）非金属的应用,6,、元素化学学习的要求,（,1,）综合运用化学原理方面的知识；,（,2,）“粗”、“细”结合，元素化学具有叙述性、实验性质，但是有规律的。既要学习、掌握元素变化的规律性的东西，元素的共性，又要学习、掌握某些元素具体的性质（个性），如：在自然界中的存在形式、提取方法、单质及化合物的性质、相互转化规律、应用等等。,（,3,）要重视基本理论的学习，又要重视实验，要与元素化学实验相结合。,1,、,S,区元素包括第一主族和第二主族：,Li,、,Na,、,K,、,Rb,、,Cs,、,Fr,Be,、,Mg,、,Ca,、,Sr,、,Ba,、,Ra,2,、,S,区,元素在自然界中的存在形式及丰度,1,）多以卤化物、碳酸盐等矿物形式（,为什么？,）；,2,）电解还原法制取（,为什么？,）,3,、,S,区元素单质及化合物性质变化的规律性,单质：同一周期从上到下的物理性质与化学性质的变化规律性；,同一类化合物性质变化的规律性。,8.1,S,区,元素概述,Li,Na,K,Rb,Cs,价电子层构型,2s,1,3s,1,4s,1,5s,1,6s,1,金属半径,/,pm,52,186,227,248,265,沸点,/,0,C,1341,881.4,759,691,668.2,熔点,/,0,C,180.54,97.82,63.38,39.31,28.44,密度,/(,g.cm,-3,),0.534,0.968,0.89,1.532,1.878,电负性,0.98,0.93,0.82,0.82,0.79,电离能,(,I,1,),526.41,502.04,425.02,409.22,381.90,电子亲合能,-59.6,-52.9,-48.4,46.9,45,电极电势,-3.040,-2.714,-2.936,-2.943,-3.027,氧化值,+1,+1,+1,+1,+1,晶体结构,碱金属的基本性质,碱土金属的基本性质,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,价电子层构型,2s,2,3s,2,4s,2,5s,2,6s,2,金属半径,/,pm,111,160,197,215,217,沸点,/,0,C,2467,1100,1484,1366,1845,熔点,/,0,C,1287,651,842,757,727,密度,/(,g.cm,-3,),1.847,1.738,1.55,12.64,3.51,电负性,1.57,1.31,1.00,0.95,0.89,电离能,(,I,1,),905.63,743.94,596.1,555.7,508.9,电子亲合能,48.2,38.6,28.9,28.9,电极电势,-1.968,-2.357,-2.869,-2.899,-2.906,氧化值,+2,+2,+2,+2,+2,晶体结构,1,、物理性质,1,）固体密度小，多为极轻金属或轻金属,例如：,Li,的密度为,0.53,K:0.86,Ba,的密度也只有,3.51.,2),熔点低：,Cs,的,m.p28.6,0,C,Rb,:39.0,0,C,Be:1285,0,C,3),硬度低,4,）光电性,在光的照射下能产生光电子,原因呢？,8.2,S,区,元素的单质,（,2,）化学性质,1,）电子构型：,ns,1,和,ns,2,（,次外层？）,2,）极活泼的金属：电负性低、电极电势低，第一、或第一和第二电离能低。,3,）,主要氧化态为,+1,和,+2,，离子状态为主，也有共价态的：,a.M M,2,（,Li,2,、,Na,2,、,K,2,，,T b.p),b.,有机化合物中：,C,6,H,5,Li,c.,无机化合物中：,MgO,d.,配合物中,4,）,S,区元素的多数化合物多是离子型的，易溶于水，难形成配位化合物。,原因？,5,）,S,区元素的氧化物的水化物均有强碱性,6,）易形成过氧化物。,7,）,S,区元素的化合物的性质变化规律性强。,8,）较难形成配合物,碱金属、碱土金属的化学反应,M+O,2,MO,n,(n 1),M+S,M,n,S,(n 1),M+H,2,O M(OH)n(n 1),M+O,2,MO,n,(n 1),M+H,2,MH,n,M+H,+,M,n,+,+H,2,M+X,2,MX,n,应注意的问题：,1,、反应的条件,2,、,反应的激烈程度,在一些军事方面应用,在日常生活及医药方面的应用,（,3,）单质的应用,S,区元素单质的用途不广泛、价值不大（为什么？）主要用途：,还原剂（冶金、有机合成）,某些特殊用途：光电池、核反应冷却剂、特殊光源材料,制造合金（,Na,、,Be,、,Mg,）,在一些军事方面应用：,照明弹的组成：信号弹的组成,NaNO,3,45%,成分 红 绿 黄,Mg 45%Mg 29 15 26,聚氯乙烯,2%,Sr,(NO,3,),2,34 16 /,聚酯树脂,8%,CuO,/2 /,Ba,(NO,3,),2,/45 29,KClO,4,29 /23,沥青,2 2 2,草酸钠,/13,在日常生活及医药方面的应用,8.3,S,区,元素的化合物,氢化物,氧化物,S,区元素的化合物,水化物,卤化物,盐的制取,重要盐 硝酸盐,盐的物理性质,硫酸盐 盐的化学性质,碳酸盐,盐的应用,1,、氢化物,（,1,）氢化物的制备：,M+H,2,MH,（,注意反应条件）,M+H,2,MH,2,（,注意反应条件）,（,2,）,氢化物的性质：,MH+H,2,O MOH+H,2,MH,2,+2H,2,O M(OH),2,+2H,2,(3),氢化物的应用：主要用作还原剂,2,、氧化物,（,1,）氧化物种类及制备：,M+O,2,M,n,O,（,注意反应条件）,M=Li,Na,K n=1,2,正常氧化物、过氧化物、超氧化物，哪些元素易形成过氧化物和超氧化物？为什么？,（,2,）,氧化物的性质：,碱金属氧化物的物理性质,性质,Li,2,O Na,2,O,K,2,O Rb,2,O Cs,2,O,颜色 白 白 淡黄 亮黄 橙红,熔点,/,0,C 1700 1275 950(,分解,)400,（分解）,400,（分解）,碱土金属氧化物的物理性质,性质,BeO MgO CaO SrO BaO,熔点,/,0,C 2530 2852 2614,2430 1918,硬度,9 5.5 4.5 3.5 3.3,化学性质：,M,2,O+H,2,O 2MOH M,2,O,2,+2H,2,O 2MOH+H,2,O,2,M,2,O,2,+2H,2,SO,4,M,2,SO,4,+H,2,O,2,2M,2,O,2,+2CO,2,M,2,CO,3,+O,2,(3),氧化物的应用,3,氢氧化物,1,）氢氧化物的制备,2,）氢氧化物的化学性质,3,）氢氧化物碱性、水溶性的变化规律性（,为什么？,）,3,）氢氧化物的应用,氢氧化合物酸碱性强弱的经验判据：,1,、离子势概念（,Cartledge,提出）,=Z/r,2,、,判据,1/2,0.22,碱性,0.22,1/2,0.32,碱性,1/2,0.32,酸性,3,、优缺点,该判据有很多的例外。为什么？,碱土金属氢氧化物的酸碱性,Be(OH),2,Mg(OH),2,Ca(OH),2,Sr,(OH),2,Ba,(OH),2,R,+,(pm)35 66 99 112 134,1/2,0.24 0.17 0.14 0.13 0.12,酸碱性 两性 碱 碱 碱 碱,4,、重要化合物,CO,2-,3,M,2,CO,3,CO,2-,3,MCO,3,NO,3,-,MNO,3,NO,3,-,M(NO,3,),2,M,+,+SO,4,2-,M,2,SO,4,M,2+,+SO,4,2-,MSO,4,X,-,MX,X,-,MX,2,要求掌握：,（,1,）晶型,（,2,）晶体的颜色,（,3,）溶解性,为什么？,（,4,）热稳定性,（,5,）形成复盐的能力,（,6,）应用,例如钠盐：,mp s,作用力,SO,4,2-,Na,2,SO,4,884 27.9,大,CO,2-,3,Na,2,CO,3,852 29.4,Na,+,+X,-,NaX,801 36,NO,3,-,Na,2,NO,3,307 91.6,小,作用力大表示：化合物有较大的热稳定性，熔点高；,在水溶液中溶解度较小。,可以看出：,阳离子相同时，阴离子的作用力取决于：,阴离子所带的电荷，电荷越高，作用力越大；,阴离子中心离子的电负性，电负性越大，作用力越大；,同样一个道理，考虑同一种阴离子，不同阳离子的状态：,Be,2+,61,Be,2+,100,0,分解,Mg,2+,95,Mg,2+,500,0,分解,NO,3,-,+,Ca,2+,CO,3,2-,+,Ca,2,+,Sr,2+,Sr,2,+,Ba,2+,595,Ba,2+,1450,0,分解,硝酸盐和碳酸盐的热稳定性、水溶性是不同的,，,变化是有规,律的。性质的不同取决于阳离子的有关性质：,1,、所带电荷的多少,2,、,r,的大小,3,、离子的外层电子构型,（,1,）碳酸盐,1,）水溶性,碱金属的碳酸盐,碱土金属的碳酸盐,2,）热稳定性,碱金属的碳酸盐的热稳定性较好（为什么？）,碱土金属的碳酸盐比碱金属的碳酸盐要差一些（为什么？）,碳酸盐中金属离子与碳酸根的作用关系可视为：,O,M,O C,O,M,是带,正电荷的阳离子，,CO,3,2-,是,容易变形的原子团，,M,的,电荷、半径、电子层结构不同的时候，其作用力（极化力）不,一样，使得,CO,3,2-,离子的受极化作用的程度不一样（变形性不一,样），,MCO,3,的,分解温度不一样。,含氧酸盐热稳定性,Na,2,CO,3,CaCO,3,ZnCO,3,(NH,4,),2,CO,3,分解温度,/,C 1800,910 350 58,Na,2,SO,4,CaSO,4,ZnSO,4,(NH,4,),2,SO,4,分解温度,/,C,不分解,1450 930 100,碳酸酸盐的分解,Mg,2+,Ca,2+,Sr,2+,Ba,2+,Fe,2+,Cd,2+,Pb,2+,r,+,0.78 1.06 1.27 1.43 0.83,1.03 1.32,离子电,子构型,8,e,8e,8e,8e 14e 18e 18+2e,分解温度,600 910 1290 1360 280 360 300,含氧酸盐热稳定性,分解温度,/,C,酸 根,金属离子,ClO,-,3,NO,-,3,CO,2-,3,SO,4,2-,PO,4,3-,Na,+,300 380 1800,不分解 不分解,Ca,2+,100 561 910,不分解 不分解,(2),硝酸盐,1,）重要的硝酸盐,2,）硝酸盐水溶性的规律,3,）硝酸盐热稳定性,（,3,）硫酸盐,1,）重要的硫酸盐,2,）硫酸盐水溶性的规律,3,）硫酸盐形成复盐的能力,5,、,S,区元素的检测,（,1,）焰色反应,（,2,）特征反应,6,、锂、铍的特殊性及对角线规则,焰色反应：,Li Na K,、,Rb,、,Cs Ca,Sr Ba,红色 黄色 紫色 橙红色 洋红色 绿色,Na,+,、,K,+,、,Mg,2+,、,Ca,2+,、,Ba,2+,离子的特征反应,离子 鉴定试剂 鉴定反应,Na,+,KH,2,SbO,4,Na,+,+KH,2,SbO,4,NaH,2,SbO,4,(,白色）,中性或弱碱性,K,+,Na,3,Co(NO,2,),6,2K,+,+Na,+,+Co(NO,2,),6,3+,K,2,NaCo(NO,2,),6,(,亮黄色）,中性或弱酸性,Mg,2+,镁试剂,Mg,2+,+,镁试剂,天蓝色,弱碱性,Ca,2+,(NH,4,),2,C,2,O,4,Ca,2+,+C,2,O,4,2-,CaC,2,O,4,(,白色）,Ba,2+,K,2,C,r,O,4,Ba,2+,+C,r,O,4,2-,BaC,r,O,4,(,黄色）,难溶的,Na,盐,还有：,NaAc,.Zn(Ac)2.3UO,2,(Ac),2,.9H,2,O,醋酸双氧铀酰锌钠,K,盐：,KClO,4,(,白色）,KB(C,6,H,5,),4,(,四苯硼酸钠）,KHC,4,H,4,O,6,(,酒石酸氢钠）（白色）,K,2,PtCl,6,（淡黄色）,12.4.1,锂的特殊性,*,哪些性质特殊（反常）？化学性质、物理性质,*为什么？,12.4.2,铍的特殊性,*,哪些性质特殊（反常）？化学性质、物理性质,*为什么？,12.4.3,对角线规则,*,Li,与,Mg,的相似性,*,Be,的,Al,相似性,8.4,锂、铍的特殊性 对角线规则,预习：,P,区,B,族和,C,族元素,作业：,p.436,思考题：,T.1,，,2,（第一版）,习 题：,T.9,（第一版）,p.357,思考题：,T.1,，,2,（第二版）,习 题：,T.11,（第二版）,