第10章 碱金属和碱土金属.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10章 碱金属和碱土金属,S,区,元素概述,碱金属和碱土金属的性质,氧化物,氢氧化物,盐类,配合物,S,区元素概述,碱金属(,IA):,ns,1,Li,Na,K,Rb,Cs,Fr,碱土金属(,IIA):ns,2,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra,都是,活泼金属,1.易与,H,2,直接化合成,MH、MH,2,离子型化合物,2.与,O,2,形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物,3.易与,H,2,O,反应(除,Be、Mg,外）,4.与非金属作用形成相应的化合物,注：它们的活泼性有,差异,原子半径增大,金属性、还原性增强,电离能、电负性减小,IA IIA,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,碱金属和碱土金属的性质,IA,族和,A,族元素的原子最外层分别只有12个,s,电子，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，故,A,族、,A,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。由于碱土金属比碱金属原子半径小，核电荷多，因此碱土金属的熔点和沸点都比碱金属高，密度和硬度比碱金属大。,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，碱土金属逊于碱金属，在同族元素中随原子序数增加，元素的金属性依次增加。,A,族和,A,族元素常见的氧化数分别为+1和十2，这与它们的族号相一致。常见的,A、A,族元素的化合物以离子型为主。由于,Li,+,、Be,2+,的半径远小于同族其它阳离子，故锂、铍的化合物具有一定程度的共价性。碱金属和碱土金属同族元素的标准电极电势随原子序数增加而降低，但,Li,的标准电极电势却比,Cs,还低，这是由于,Li,有较小的半径易与水分子结合生成水合离子而释放出较多能量(,H,f,代数值最小)而造成的。,碱金属和碱土金属可溶于液氨，形成深蓝色溶液，其溶解反应为：,碱金属,M(S)+(x+y)NH,3,M,+,(NH,3,),x,+e,-,(NH,3,),y,碱土金属,M(S)+(x+2y)NH,3,M,2+,(NH,3,),x,+2e,-,(NH,3,),y,碱金属和碱土金属氨溶液不稳定，特别是过渡金属化合物的存在可催化其分解为氨基化物，例如：,Na,+,(NH,3,)+e,-,(NH,3,)NaNH,2,(NH,3,)+1/2H,2,(g),铁,的,氧化物,碱金属还可溶于醚和烷基胺中，金属钠在乙二胺中的溶解可用下式表示：,2,Na(S),Na,+,(en)+Na,-,(en),氧化物,正常氧化物,过氧化物和超氧化物,臭氧化物和低氧化物,正常氧化物,正常氧化物(,O,2-,),Na,2,O,2,+2Na 2Na,2,O,2KNO,3,+10K 6K,2,O+N,2,碱土金属氧化物也可以由它们的碳酸盐或硝酸盐加热分解而得到,例如：,CaCO,3,CaO,+CO,2,2Sr(NO,3,),2,2SrO+4NO,2,+O,2,加热,Li,2,O,Na,2,O,K,2,O,Rb,2,O,Cs,2,O,颜色,熔点/,白色,1700,白色,1275,淡黄色,350（分解）,亮黄色,400（分解）,橙黄色,400（分解）,碱金属氧化物的性质,性质,BeO,MgO,CaO,SrO,BaO,熔点/,硬度（金刚石=10）,M-O,核间距/,pm,2530,9,165,2852,5.6,210,2614,4.5,240,2430,3.5,257,1918,3.3,277,碱土金属氧化物的性质,氧化镁按制取工艺及产品的致密程度不同，有重质和轻质之分：,过氧化物和超氧化物,过氧化物(,O,2,2-,),超氧化物(,O,2,-,),除了锂、铍、镁外，碱金属和碱土金属都能形成超氧化物。其中钠、钾、铷、铯 在过量的氧气中燃烧可直接生成超氧化物。例如：,K+O,2,KO,2,2Na+O,2,Na,2,O,2,纯净的,Na,2,O,2,8H,2,O,是用饱和,NaOH,(,纯级)溶液和42,H,2,O,2,混合制得：,2,NaOH+H,2,O,2,Na,2,O,2,+2H,2,O,Na,2,O,2,在碱性介质中是强氧化剂，常用作熔矿剂，以使既不溶于水又不溶于酸的矿石被氧化分解为可溶于水的化合物。例如：,2,Fe(CrO,2,),2,+7Na,2,O,2,4Na,2,CrO,4,+Fe,2,O,3,+3Na,2,O,0,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：,Na,2,O,2,+2H,2,O 2NaOH+H,2,O,2,Na,2,O,2,+H,2,SO,4,Na,2,SO,4,+H,2,O,2,2KO,2,+2H,2,O 2KOH+H,2,O,2,+O,2,2KO,2,+H,2,SO,4,K,2,SO,4,+H,2,O,2,+O,2,2H,2,O,2,H,2,O+O,2,过氧化物和超氧化物与,CO,2,反应放出氧气：,2,Na,2,O,2,+2CO,2,2Na,2,CO,3,+O,2,4KO,2,+2CO,2,2K,2,CO,3,+3O,2,臭氧化物和低氧化物,超氧化物(,O,2,-,),在低温下通过,O,3,与粉末状无水碱金属(除,Li,外)氢氧化物反应，并用液氨提取，即可得到红色的,MO,3,固体:,3,MOH(s)+2O,3,(g)2MO,3,(s)+MOHH,2,O(s)+1/2O,2,(g),室温下，臭氧化物缓慢分解为,MO,2,和,O,2,:,MO,3,MO,2,+1/2O,2,臭氧化物与水反应，则生成,MOH,和,O,2,：,4MO,3,+2H,2,O 4MOH+5O,2,氢氧化物,碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性,碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性,碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性,（除,BeO,外）,性质：,易吸水溶解,溶解度,与碱性,LiOH NaOH,KOH,RbOH CsOH,中强 强 强 强 强,Be(OH),2,Mg(OH),2,Ca(OH),2,Sr,(OH),2,Ba,(OH),2,两性 中强 强 强 强,(箭头指向),溶解度增大,碱性增强,其中,Be(OH),2,是两性的氢氧化物，它既溶于酸也溶于碱：,Be(OH),2,+2H,+,Be,2+,+2H,2,O,Be(OH),2,+2OH,-,Be(OH),4,2-,碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性,碱金属的氢氧化物都易溶于水，仅,LiOH,溶解度较小。碱土金属氢氧化在水中的溶解度比碱金属的氢氧化物小得多，并且同族元素的氢氧化物的溶度从上往下逐渐增大，这是因为随着阳离子半径的增大，阳离子和阴离子之间吸引力逐渐减小，容易被水分子拆开的缘故.,溶解度,MOH,易溶于水，放热,碱土金属溶解度（20）,盐类,盐类的性质,某些盐类的生产和应用,盐类的性质,1碳酸钠,碳酸钠(,Na,2,CO,3,),又称为纯碱、苏打或碱面.碳酸钠常用索尔维(,E,Solvay,),法来生产。,该法是用饱和食盐水吸收氨气二氧化碳制得溶解度较小的,NaHCO,3,，,再将,NaHCO,3,煅烧即生成,Na,2,CO,3,，,其反应为：,NaCl,+NH,3,+CO,2,+H,2,O NaHCO,3,+NH,4,Cl,2NaHCO,3,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O,2NH,4,Cl+Ca(OH),2,2NH,3,+CaCl,2,+2H,2,O,CaCO,3,CaO,+CO,2,冷,200,煅烧,2.碳酸氢钠,碳酸氢钠(,NaHCO,3,),又称为小苏打、重碳酸氢钠或焙碱。,制取纯度较高的,NaHCO,3,，,可在,Na,2,CO,3,溶液中通人,CO,2,使其析出：,Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O NaHCO,3,3氯化钠,含有硫酸钙、硫酸镁等杂质(称为粗盐)，把粗盐溶于水，加入适量,BaCl,2,(,或氢氧化钡)、,Na,2,CO,3,和,NaOH,，,使其杂质沉淀析出，经过滤、蒸发、浓缩，即可得到精盐。其沉淀反应为:,Ba,2+,+SO,4,2-,BaSO,4,Mg,2+,+2OH,-,Mg(OH),2,Ca,2+,+CO,3,2-,CCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,BaCO,3,4硫酸钙,二水硫酸钙(,CaSO,4,2H,2,O),称为石膏，又称生石膏，为白色粉末，微溶于水。半水硫酸钙(,CaSO,4,1/2H,2,O),又称熟石膏工业上用氯化钙与硫酸铵反应得到二水硫酸钙：,CaCl,2,+(NH,4,),2,SO,4,+2H,2,O CaSO,4,2H,2,O+2NH,4,Cl,二水硫酸钙经煅烧、脱水，可得到半水硫酸钙。,配合物,碱土金属半径较大离子如,Ca,2+,、Sr,2+,、Ba,2+,、,可与多齿配位体(如,EDTA),形成螯合物，也能与冠醚配体形成冠醚配合物。,