第一章碱金属与碱土金属.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,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,*,*,*,IA,IIA,IIIB,IVB,VB,VIB,VIIB,VIIIB,IB,IIB,IIIA,IVA,VA,VIA,VIIA,VIIIA,1,H,He,2,Li,Be,B,C,N,O,F,Ne,3,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,Ar,4,K,Ca,Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,As,Se,Br,Kr,5,Rb,Sr,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd,In,Sn,Sb,Te,I,Xe,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,元素周期表,本章要求：,1,掌握,单质,的性质，了解其,结构、制备、存在,及,用途与性质的关系。,2,掌握其,氧化物,的类型及重要氧化物的性质及用途。,3,了解其,氢氧化物,的溶解性和碱性的变化规律。,4,掌握其,重要盐类,的性质及用途，了解盐类热稳定性、溶解性的变化规律。,Li:lithium,Na:sodium,K:potassium alkali metal,Ru:rubidium,（碱金属）,Cs:cesium,Fr:francium,Be:beryllium,Mg:magnesium,Ca:calcium alkali earth metal,Sr:strontium,（碱土金属）,Ba:barium,Ra:radium,二、碱金属和碱土金属的通性,Li,Na,K,Rb,Cs,价电子构型,2s,1,3s,1,4s,1,5s,1,6s,1,主要氧化态,+I,+I,+I,+I,+I,离子半径,60,95,133,148,169,I,1,/kJmol,-1,（上册,P140,）,520,496,419,403,376,I,2,/kJmol,-1,7298,4562,3051,2633,2230,(,上册,P143),1.0,0.93,0.82,0.82,0.79,E,/V,M,+,(aq),+e=M,(s),(,上册,P257),-3.045,-2.710,-2.931,-2.925,-2.923,M,+,水化能,/,kJmol,-1,519,406,322,293,264,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,价电子构型,2s,2,3s,2,4s,2,5s,2,6s,2,主要氧化态,+II,+II,+II,+II,+II,离子半径,35,66,99,112,134,I,1,/kJmol,-1,905,742,593,552,564,I,2,/kJmol,-1,1768,1450,1152,1070,971,I,3,/kJmol,-1,14939,7658,4942,4351,3576,1.57,1.31,1.00,0.95,0.89,E,A,-1.85,-2.38,-2.76,-2.89,-2.90,E,B,-2.28,-2.69,-3.02,-2.99,-2.97,M,2+,水化能,/,kJmol,-1,2494,1921,1577,1443,1305,（一）金属性,1,、价电子构型,ns,1,，,ns,2,，核外电子少；,2,、电负性,1.0,，,1.6,；,3,、第一电离势小，从上至下减小，从,IA,到,IIA,增加。,4,、碱金属的熔点、沸点、硬度都很低，且从上至下降低；碱土金属的熔点、沸点、硬度均比碱金属高，导电性低于碱金属。,（二）金属性变化规律,1,、碱金属、碱土金属的金属性从上至下增加；,2,、从,IA,到,IIA,金属性降低。,金属键基本观点,金属,失电子,正离子,金属原子,电子,金属键,形成,形成,易,S,上册,P190,理论的应用,解释金属的特性：,(1),金属光泽,(2),金属有电阻，能导电,自由电子的定向运动，产生导电性。,自由电子运动中受核的引力，产生电阻。,(3),金属有导热性,自由电子运动中与原子核不断碰撞，产,生热能的交换。,(4),优良的机械加工性能,自由电子的连接形成密堆积结构，原子,间可相互滑动。,不足,：,不能解释不同金属导电能力的不同。,三、成键特征,1,、主要氧化态离子型化合物,碱金属：,+1,；碱土金属：,+2,2,、共价性,气态时碱金属以双原子分子形式存在，,Na,2,，,Cs,2,。,半径较小的,Li,，,Be,，,Mg,形成共价性较强的化合物，,LiF,，,BeCl,2,，,MgCl,2,3,、,IA,金属形成负离子,气态中，,Na,-,固体盐，,Na(18C6),+,Na,-,四、配位性能,这两族元素是周期表中最弱的配合物形成体。,1,、与一般的无机配体,(X,-,，,OH,-,，,NO,3,-,),不生成配合物。,2,、与螯合剂、大环配体生成稳定的配合物，如,Ca(EDTA),2-,，,Na(15C5),+,3,、,Be,2+,的半径小，电荷高，是较强的电子对接受体。,BeF,4,2-,，,Be(C,2,O,4,),2,2-,Question,1,Li,+,离子的水合能和水合数为何特别高？,1.,锂的水合数与水合能,(kJ/mol,),r,M+,r,M+(aq),n,水合,H,水合,Li,+,78 340 25.3,530,Na,+,98 276 16.6,420,K,+,133 232 10.5,340,Rb,+,149 228 10.0,315,Cs,+,165 228 9.9,280,原因：离子半径越小，作用于水分子的电场越强，其盐越易带结晶水。,水合能,Li,Cs,降低，,水合物数量,Li,Cs,降低,专题讨论,:,锂的特殊性,为什么,锂电对,的,E,值最小，,铍,电对的,E,值最大？,Question,2,S,区金属元素相关电对的标准电极电势,E,(Ox/Red)(,单位,：,V),Li,+,/Li,Na,+,/Na,K,+,/K,Rb,+,/Rb,Cs,+,/Cs,-3.04,-2.71,-2.93,-2.92,-2.92,Be,2+,/Be,Mg,2+,/Mg,Ca,2+,/Ca,Sr,2+,/Sr,Ba,2+,/Ba,-1.97,-2.36,-2.84,-2.89,-2.92,右图以自由能变给出了锂和铯的热化学循环，该循环表示了相关能量的补偿关系,.,根据循环算得的标准电极电势与下表中的数据十分接近,.,在计算时要用到下面的公式：,Na,109.5,495.7,-413.8,197.3,-454.5,-275.2,-2.67,-2.71,碱金属溶于水的能量变化及标准电极电势,性 质,升华能,S,/kJ,mol,-1,电离能,I,M,/kJ,mol,-1,水合能,H,M,/kJ,mol,-1,H,1,/,kJ,mol,-1,H,2,/,kJ,mol,-1,总焓变,H,m,/,kJ,mol,-1,E,/V,（,计算值,）,E,/V,（,实验值,）,Li,150.5,520.1,-514.1,163.1,-454.5,-291.4,-3.02,-3.0401,K,91.5,418.6,-342.8,175.1,-454.5,-279.4,-2.90,-2.931,Rb,86.1,402.9,-321.9,165.1,-454.5,-289.4,-3.00,-2.98,Cs,79.9,375.6,-297.1,158,-454.5,-296.5,-3.07,-2.92,电极电势是属于热力学范畴的问题，不仅与电离能有关，还与水合能有关；因为关于电极电势的定义也是在溶液体系条件下的。,锂电对的数值乍看起来似乎反常，这个原子半径最小、电离能最高的元素倒成了最强的还原剂。显然其溶剂化程度（水合分子数为,25.3,）和溶剂化强度（水合焓为,-519,kJ,mol,-1,）都是最大，,也就是说，本应该,I,1,越高，,E,q,(Li,+,/Li),越大，但是水合焓的存在，使得,E,q,(Li,+,/Li),值,降低。,E,q,(Be,2+,/Be),明显高于同族其余电对，是因其高电离能无法被水合焓补偿：,I,1,(Be)+,I,2,(Be)=2 656 kJmol,-,1,.,Li Na K,r,H,279,239,251,r,S,51.3 74.6 104.7,r,G,294,261,282,E,池,+,3.05,+2.71,+2.92,E,M+/M,3.05,2.71,2.92,H,升,I,1,H,h,Li 161 520,522 159,Na 108.5 496,406 198,K 90 419,322 177,M,(s),+H,+,(aq),M,+,(aq),+1/2 H,2,M,(g),+H,+,(g),M,+,(g),+H,(g),=,H,升,(M),+,I,1(M),+,H,h(M,+,),H,h(H,+,),+,I,1(H),+1/2,D,H2,=,H,升,+,I,1,+,H,h,(M),438,r,H,I,1(H),D,H2,H,h(H,+,),+,H,升,(M),+,H,h(M,+,),+,I,1(M),一、单质的物理性质和应用,1,、,金属的光泽 银白色,2,、密度小 最轻的金属,Li,3,、低熔点,4,、低硬度 可用刀切割,5,、良好的导电性 对光最敏感的金属铯，光电效应,6,、形成液态合金,77.2%K+22.8%Na mp=260.7 K,，具有较高的比热容和较宽的液态范围，被用做核反应堆的冷却剂。,Na+Hg mp=236.2 K,，具有缓和的还原性，用于有机体系的还原剂。,第二节 碱金属和碱土金属的单质,Li,Na,Ca,Sr,Ba,稀有金属：锂，铷，铯，铍,锂的应用：电解铝，锂电池，低温润滑剂，空调，玻璃，铝合金纤剂，有机合成，医药,铷和铯的应用：电子技术，生物技术，化工，能源，新材料，科学研究,二、单质的化学性质,还原性,1,、,与,水反应,：,M+H,2,O=MOH+H,2,M+2H,2,O=M(OH),2,+H,2,Li Ca Sr Ba,反应平稳,Be Mg,常温下在水中稳定,Li,Be,Na,Mg,K,Ca,Rb,Sr,Cs,Ba,金属活泼性增加,金属活泼性增加,锂的标准电极电势比钠或钾的标准电极电势小，为什么,Li,与水反应没有其它金属与水的反应激烈？,电极电势属于热力学范畴，而反应剧烈程度属于动力学范畴，两者之间并无直接的联系,.,Li,与水反应没有其它碱金属与水反应激烈，主要原因有,:,(1,）锂的熔点较高，,与水反应产生的热量不足以使其熔化,;(2),与水反应的产物溶解度较小，一旦生成，就覆盖在金属锂的上面，阻碍反应继续进行,.,5.3 26.4 19.1 17.9 25.8,性 质,Li Na K Rb Cs,m.p./K 453.69 370.96 336.8 312.04 301.55,MOH,在水中的 溶解度,/(molL,-,1,),Question,钾与水反应,镁在氧气中燃烧,2,、与空气中的氧、氮及其它非金属反应：,4M+O,2,=2M,2,O,室温迅速反应，金属失去光泽,2M+O,2,=2MO,加热显著发生反应,6M+N,2,=2M,3,N,3M+N,2,=M,3,N,2,3,、与化合物作用：,SiO,2,+Mg=Si+2MgO,TiCl,4,+Na=Ti+4NaCl,2NH,3,+2M=2M(NH,2,),+H,2,在非水体系，如固相反应和有机体系中，做还原剂。,4,、与液氨作用：,1.,低温纯液氨溶液,M,1,(,x,y,)NH,3,=,M,1,(NH,3,),y,e(NH,3,),x,（蓝色）,M,2,(2,x,y,)NH,3,=,M,2,(NH,3,),2,y,2e(NH,3,),x,（蓝色）,2.,长时间放置或有催化剂时,2M(s)+2NH,3,(l)=M,+,+2NH,2,-,+H,2,(g),碱金属在液氨中的溶解度,(,-,35),碱 金 属 元 素,M Li Na K Rb Cs,溶解度,/(mol L,-,1,)15.7 10.8 11.8 12.5 13.0,碱金属与液氨的反应很特别，在液氨中碱金属的溶解度达到了超出人们想象的程度,.,溶于液氨的反应如下：,实验依据,碱金属的液氨溶液比纯溶剂密度小,液氨中随,C,(M),增大，顺磁性减少,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,46,个,NH,3,的“空穴”中,.,如果液氨保持干燥和足够高的纯度（特别是没有过渡金属离子存在），溶液就相当稳定,.,钠溶于某些干燥的有机溶剂（如醚）也会产生溶剂合电子的颜色,.,用钠回流干燥这些溶剂时，颜色的出现可看作溶剂处于干燥状态的标志,.,M,3,P,M,3,N(M=Li),MH,MNH,2,+H,2,MOH+H,2,汞齐,MX,（,X=,卤素,）,M,2,O,（,M=Li,Na,）,M,2,CO,3,M,+,(am)+e,-,(am),M,2,S,M,2,O,2,（,M=Na,K,Rb,Cs,）,MO,2,（,M=K,Rb,Cs,）,碱 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应,P,N,2,NH,3,(,溶液或气态,),H,2,O,M,X,2,S,液,NH,3,有,Fe,存在,Hg,O,2,O,2,+CO,2,碱 土 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应,M,3,N,2,(M=Mg),MO+H,2,(M=Be,Mg),MO,2,(M=Ba),MO,M(OH),2,+H,2,(M=Ca,Sr,Ba),MH,2,(M=Ca,Sr,Ba),M(NH,2,),2,+H,2,HMO,2,-,+H,2,(M=Be),N,2,H,2,O,水蒸气,M,O,2,NH,3,MX,2,NaOH,三、单质的制备：,1,）电解法,2MCl=2M(,阴极,)+Cl,2,(,阳极,),，,M=Na,，,Li,使用混合熔盐,金属,熔盐成分,温度,/,Li,69%LiCl+31%KCl,450-490,Na,42%NaCl+58%CaCl,2,580-600,Mg,20%MgCl,2,+60%NaCl+20%CaCl,2,700-720,Be,50%BeCl,2,+50%NaCl,350,加,CaCl,2,的作用,(,助熔剂，,flux),降低熔点，减少液,Na,挥发,混合盐密度增大，液,Na,浮在熔盐表面，易于收集,降低液,Na,在熔融体中溶解度,增加熔盐导电性,s,区金属单质的制备方法,K Ca,Rb,Sr,Cs Ba,Li Be,Na Mg,金属热还原法,熔盐电解法,可利用,Ellingham,图进行判断,2,）热还原法,金属镁的生产,白云石,CaMg(CO,3,),2,热分解为,CaO,和,MgO,的混合物，在镍容器中用铁硅还原：,2CaO+2MgO+Si=2Mg+Ca,2,SiO,4,3,）金属置换法,金属钾的生产,KCl,（,l,）,+Na(l)=NaCl(l)+K(g),4,）热分解法,铷、铯的制备,2MN,3,=2M+3N,2,M=Rb(668K,，高真空,),，,Cs(663K),金属钾能否采用类似制钠的方法制备呢？,结论是不能采用同类方法,.,其原因是：,金属,K,与,C,电极可生成羰基化合物,金属,K,易溶在熔盐中，难于分离,金属,K,蒸气易从电解槽逸出，造成易燃爆环境,Question,1,首先，钾的第一电离能,(418.9,kJ,mol,-1,),比钠的第一电离能,（,495.8,kJ,mol,-1,）小的缘故,.,Question,2,钾比钠活泼，为什么可以通过如下反应制备金属钾？,KCl+Na NaCl+K,熔融,第三，由于钾变成蒸气，可设法使其不断离开反应体系，让体系中其分压始终保持在较小的数值,.,不难预料随,P,k,变小，,D,r,G,m,向负值的方向变动，有利于反应向右进行,.,其次，通过计算可知固相反应的,D,r,H,m,是个不大的正值，但钾的沸点（,766,C,）比钠的沸点（,890,C,）低，当反应体系的温度控制在两沸点之间，使金属钾变成气态，而金属钠和,KCl,、,NaCl,仍保持在液态，钾由液态变成气态,熵值大为增加，即反应的,T,D,r,S,m,项变大，有利于,D,r,G,m,变成负值，反应向右进行,.,第三节 碱金属和碱土金属的含氧化合物,一、,普通氧化物,M,2,O,，,MO,1,、生成,:,在空气中燃烧,4Li+O,2,=2Li,2,O,2Mg+O,2,=2MgO,室温下直接作用,2Ca+O,2,=2CaO,还原,Na,2,O,2,+2Na=2Na,2,O,10K+2KNO,3,=6K,2,O+N,2,3 NaN,3,+NaNO,2,=2Na,2,O+5 N,2,盐分解,CaCO,3,=CaO+CO,2,2Ba(NO,3,),2,=2BaO+4NO,2,+O,2,氢氧化物脱水,2LiOH=Li,2,O+H,2,O,2,、性质,:,1,）氧化物颜色,2,）氧化物热稳定性、熔点,(),Li(1570)Na(1132,分解,)K Rb Cs(490),Be(2578)Mg(2806)Ca Sr Ba(1973),降低,氧化物,Li,2,O,Na,2,O,K,2,O,Rb,2,O,Cs,2,O,颜色,白色,白色,淡黄色,亮黄色,橙红色,氧化物,BeO,MgO,CaO,SrO,BaO,颜色,白色,白色,白色,白色,白色,升 高,3,）水合作用,:,M,2,O+H,2,O=2MOH+Q,，,LiCs,反应速度增加,MO+H,2,O=M(OH),2,+Q,，,BeO,和,MgO,不溶于水，,CaBa,反应速度增加,CaO,吸收酒精中的水,4,）碱性：,Na,2,O+CO,2,=Na,2,CO,3,CaO+SiO,2,=CaSiO,3,，除矿渣反应,3,、应用：建筑材料，耐火材料，干燥剂，,CO,2,吸收剂，碱。,二、过氧化物,:,离子型化合物,过氧化物,M,2,O,2,中含有过氧离子,O,2,2-,或,-O-O-,2-,。其分子轨道式如下：,KK,(,2s,),2,(,2s,*),2,(,2p,),2,(,2p,),2,(,2p,),2,(,2p,*),2,(,2p,*),2,成键和反键,轨道大致抵消，,由填充,2,p,轨道的电子形成,一个 键,键级为,1,。,M,2,O,2,MO,2,热稳定性,Li,Na Mg,低,K Ca,Rb Sr,Cs Ba,高,高 低,1,、生成：,在空气中燃烧,2Na+O,2,=Na,2,O,2,4Na+O,2,=2Na,2,O,2Na,2,O+O,2,=2Na,2,O,2,控制氧气的量,2M+O,2,=MO,2,M=Sr,Ba,和,H,2,O,2,作用,LiOH,H,2,O+H,2,O,2,LiOOH,H,2,O,Li,2,O,2,2,、性质：,1,）强碱性及分解反应,与水及酸反应,Na,2,O,2,+2H,2,O 2NaOH+H,2,O,2,2NaOH+1/2O,2,+H,2,O,冷,热,453473K,573673K,Na,2,O,2,+H,2,SO,4,=Na,2,SO,4,+H,2,O,2,BaO,2,+H,2,SO,4,=BaSO,4,+H,2,O,2,2Na,2,O,2,+2CO,2,=2Na,2,CO,3,+O,2,2,）氧化性,Cr,2,O,3,难溶,+3Na,2,O,2,=2Na,2,CrO,4,易溶,+Na,2,O,MnO+Na,2,O,2,=Na,2,MnO,4,3,）还原性,2 MnO,4,-,+5 Na,2,O,2,+16H,+,=5O,2,+10Na,+,+2Mn,2+,+8H,2,O,用做分解矿石的熔剂,用于防毒面具，高空飞行，潜艇,实验室制备,H,2,O,2,3,、过氧化物的应用,氧化剂，引火剂：,避免与有机物、强还原剂混合,漂白剂,热熔剂,使用耐碱金属容器，铁、镍器,三 超氧化物,MO,2,O,2,-,MO,2,是钾、铷、铯在空气中燃烧的产物。,KK,(,2s,),2,(,2s,*),2,(,2p,),2,(,2p,),2,(,2p,),2,(,2p,*),2,(,2p,*),1,键级,=1.5,有色，,KO,2,橙黄色，,RbO,2,深棕色，,CsO,2,深黄色,顺磁性，强氧化性，碱性，不稳定性,2MO,2,+2H,2,O=H,2,O,2,+2MOH+O,2,4MO,2,+2CO,2,=2M,2,CO,3,+3O,2,4KO,2,=2K,2,O+3O,2,应用：供氧剂,四 臭氧化物,3KOH+2O,3,=2KO,3,+KOH,H,2,O(s)+1/2O,2,Rb,Cs,进行相同的反应。,缓慢分解,KO,3,=KO,2,+1/2O,2,过氧、超氧、臭氧化物的共性：,强碱性，,强氧化性，,释放氧,氧化物,过氧化物,超氧化物和臭氧化物,Li Be,Na Mg,K Ca,Rb Sr,Cs Ba,五、氢氧化物,1,、物性,MOH,，,M(OH),2,白色固体,MOH,有强吸湿性,MOH,易溶于水，,LiOH,微溶于水,M(OH),2,溶解度降低,Be Ba,增大,2,、热稳定性,MOH,低熔点，熔融而不分解,(Li,除外,),M(OH),2,受热脱水分解，,MO+H,2,O,3,、酸碱性,氢氧化物酸碱性判断标准,R,拉电子能力与离子势,有关,:,=Z/r,(,r,以,pm,为单位）,ROH,RO,+H,+,=,=R,+,+OH,解离方式与拉,电子能力有关,0.22,碱性,0.22,0.32,两性,0.32,酸性,=Z/r,大,M-O-H MO,-,+H,+,小,M-O-H M,+,+OH,-,LiOH Be(OH),2,两性,0.13,0.27,NaOH Mg(OH),2,中强碱,0.10 0.17,KOH Ca(OH),2,0.085 0.14,RbOH Sr(OH),2,强碱,0.081 0.13,CsOH Ba(OH),2,0.077 0.12,溶解度增加,半径增加,半径增加,溶解度增加,碱性增加,碱性增加,1,）与单质作用,Si,，,B,，,As,，,Al,，,Zn,，,Be,置换氢的反应,2Al+6NaOH+H,2,O=2NaAl(OH),4,+3H,2,Si+2NaOH+H,2,O =Na,2,SiO,3,+2H,2,2,）与酸性物质作用：,CO,2,+2NaOH=Na,2,CO,3,+H,2,O,SiO,2,+NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,Al(OH),3,+NaOH=NaAlO,2,+H,2,O,Be(OH),2,为两性的，可溶于酸和碱中：,Be(OH),2,+2H,+,=Be,2+,+2H,2,O,Be(OH),3,+2OH,-,=Be(OH),4,2-,四羟合铍配离子,3,）与盐作用：,做沉淀剂,Fe,3+,+3NaOH=Fe(OH),3,+Na,+,使难溶盐转化为氢氧化物或氧化物,FeWO,4,+2NaOH=FeO+H,2,O+Na,2,WO,4,2FeO+1/2O,2,=Fe,2,O,3,与有机物作用,酯,+NaOH,醇,+,有机酸的钠盐,配体,OH,-,的提供者,M(OH),n,m-,Cu(OH),4,2-,Zn(OH),4,2-,Sn(OH),4,2-,皂化反应,4,、应用 干燥剂,NaOH,制造工业，造纸工业,建筑工业,Ca(OH),2,第四节 氢化物,（一）生成,2M+H,2,=2MH,Li 998 K,；,Na,，,K 573673 K,；,Rb,，,Cs 723 K,M+H,2,=MH,2,M=Ca,，,Sr,，,Ba,（二）物性：,白色晶体，,离子晶体,（三）化性,1,、热稳定性,LiH,在熔点时不分解，其它氢化物在熔点前分解成金属和氢气。,723K,2,、强还原性,4NaH+TiCl,4,=Ti+4NaCl+2H,2,3.,剧烈水解,LiH+H,2,O=LiOH+H,2,4,、生成配合氢化物,4LiH+AlCl,3,=LiAlH,4,+3LiCl,B,2,H,6,+2LiH=2LiBH,4,可制氢气,第五节 盐类,特点：,阳离子无色，盐的颜色取决于阴离子的颜色,。,离子型晶体（锂、铍、镁的氯化物有一定的共价性,),。,（一）溶解性,物质溶解性没有发现完整的规律性，只是总结了一些经验规则，巴索洛规则之一。,巴索洛规则：阳离子的电荷小，半径大的盐往往是易溶的（碱金属的氟化物比碱土金属的氟化物溶解度大），阴离子的半径比较大时，盐的溶解度常随金属的原子序数的增大而减小,;,相反阴离子的半径比较小时，盐的溶解度常随金属的原子序数的增大而增大。所以，一般来讲，盐中正负离子半径相差较大时，其溶解度较大。相反，盐中正负离子相差较小时，其溶解度较小。,判断盐溶解性的巴索洛规则：,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。,A,MClO,4,NaSb(OH),6,K,2,PtCl,6,A,F,、,OH,SO,4,2,、,CrO,4,2,、,I,溶解度增大,溶解度减小,LiF LiI,BaSO,4,BeSO,4,CsI CsF,1,、碱金属的盐类,易溶于水，随原子半径增加，难溶盐数目增加。,难溶钠盐：,NaSb(OH),6,白色,(210,-3,),？,Na,2,SiF,6,白色,(310,-2,),NaAcZn(Ac),2,3UO,2,(Ac),2,9H,2,O,黄绿色,(210,-2,),Note:NaHCO,3,的溶解度不大,难溶的钾盐：,KIO,4,(310,-2,),KB(C,6,H,5,),4,(10,-6,),重量分析法测定钾含量,K,4,PtCl,6,(1.610,-2,),K,2,NaCo(NO,2,),6,(110,-3,),KBF,4,(3.610,-2,),K,2,SiF,6,(610,-3,),难溶锂盐：,LiF,，,Li,2,CO,3,，,Li,3,PO,4,2,、碱土金属的盐类,难溶盐：大多数盐难溶于水,.,(1),氟化物,（,2,）负电荷高的阴离子形成的盐：碳酸盐、磷酸盐、草酸盐。,BaSO,4,，,CaCO,3,易溶盐：,(1),与一价阴离子形成的盐，如氯化物，硝酸盐，醋酸盐；,(2),阳离子半径小的硫酸盐和铬酸盐，如：,MgSO,4,，,MgCrO,4,MCO,3,+CO,2,+H,2,O=M(HCO,3,),2,M=Ca,Sr,Ba,（二）钠盐和钾盐性质的差异,溶解度 钠盐钾盐,吸湿性 钠盐钾盐,结晶水 钠盐钾盐,（三）焰色反应,可见区的原子光谱,单一元素的鉴别，制造焰火,火焰颜色,Li,+,Na,+,K,+,Ca,2+,Sr,2+,Ba,2+,红色 黄色 紫色,(,钴玻璃）橙红色 洋红色 黄绿色,Na,K,Ca,Sr,Ba,Li,（四）晶型,离子型晶体,（五）形成结晶水合物,离子半径越小，所带的电荷越多，则作用于水分子的电场越强，其盐越易带结晶水。,水合能,Li Cs,降低，,水合物数量,Li Cs,降低,从阴离子看，碱金属的强酸盐水合能力小，弱酸盐水合能力较大。,碱土金属的盐比碱金属的盐更易带结晶水。,锂的水合数与水合能,(kJ/mol),r,M+,r,M+(aq),n,水合,H,水合,Li,+,78 340 25.3,530,Na,+,98 276 16.6,420,K,+,133 232 10.5,340,Rb,+,149 228 10.0,315,Cs,+,165 228 9.9,280,（六）形成,复盐,的能力,由两种或两种以上的简单盐类组成的同晶型化合物，叫做,复盐。,复盐溶解度较小。,碱金属形成复盐（,Li,除外）,矾类,M,2,I,SO,4,MgSO,4,6H,2,O,，,M,I,=K,，,Rb,，,Cs,矾类,M,I,M,(,SO,4,),2,12H,2,O,，,M,I,=Na,K,，,Rb,，,Cs,M,=,Al,Cr,Fe,Co,Ga,V,光卤石类,M,I,Cl,MgCl,2,6H,2,O,，,M,I,=K,，,Rb,，,Cs,66,问题：,复盐是不是配合物？,复盐：,由两种或两种以上的同种晶型的简单盐所组成的,晶态,化合物。如明矾,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,例如：,CsRh(SO,4,),2,4H,2,O,与,Ba,2+,混合无沉淀，证实含有,Rh(H,2,O),4,(SO,4,),2,-,离子；,光卤石,KClMgCl,2,6H,2,O,含有,Mg(H,2,O),6,2+,，,但通常主族金属离子与水分子形成的水合离子键态弱，通常不算做是配位单元,;,摩尔盐,FeSO,4,(NH,4,),2,SO,4,6H,2,O,在溶液中分解成简单的,Fe,2+,，,NH,4,+,和,SO,4,2-,，也不是配合物。,（七）热稳定性,碱金属的卤化物、硫酸盐、碳酸盐（,Li,2,CO,3,除外）的热稳定性高。,硝酸盐不稳定，受热分解。,NaNO,3,NaNO,2,+O,2,KNO,3,KNO,2,+O,2,LiNO,3,Li,2,O+NO,2,+O,2,碱土金属的卤化物、硫酸盐的热稳定性较高，碳酸盐从铍到钡，热稳定性增大。,离子半径增加,MgBa,极化能力降低,生成自由能增加,MgCO,3,MgO+CO,2,硝酸盐不稳定，受热分解。产物：金属氧化物、,NO,2,、,O,2,碳酸盐分解温度升高,O,M,2+,O C ,2,O,稳定性的经验规律,金属和非金属反应生成离子晶体时，如果阴、阳离子具备一定的匹配条件，则可以达到最好的能量效果。,大大,-,小小 规则,软硬酸碱原理,硬亲硬，软亲软，软硬结合就不管。,所谓软，顾名思义是离子半径大、电荷低、易变形、容易被极化；硬，顾名思义是离子半径小、电荷高、不易变形、不容易被极化。,因此，硬的与硬的，若从半径考虑，就是小的与小的结合稳定；软的与软的，若从半径考虑，就是大的与大的结合稳定。,小小 大小,例如，,LiF NaF KF RbF CsF,溶解度 小 大,小大 大大,LiI NaI KI RbI CsI,溶解度 大 小,小 大 大 大,溶解度,NaClO,4,KClO,4,化合物的生成焓：,小小 大小,LiF NaF KF RbF CsF,616.9,575.4,568.6,557.5,554.8,渐不稳定,小大 大大,LiI NaI KI RbI CsI,270.1,287.9,327.9,333.0,347.7,渐稳定,化合物的稳定性：,氧化物,Li,2,O Na,2,O K,2,O Rb,2,O Cs,2,O Li,+,小、,O,2,小,过氧化物,Li,2,O,2,Na,2,O,2,K,2,O,2,Rb,2,O,2,Cs,2,O,2,超氧化物,LiO,2,NaO,2,KO,2,RbO,2,MCl,n,MBr,n,MI,n,高价半径小，以氟化物稳定,化合物的热分解的稳定性：,NH,4,+,：,NH,4,I(,小，大,)PH,4,Br(,大，小,),卤化物的歧化：,3TiF,2,(s),Ti(s),2TiF,3,(s)F,小、,Ti,3+,比,Ti,2+,小,(,大，小,)(,小，小,),专题三：熔沸点和稳定性的关系,物质熔沸点的高低，与构成该物质的晶体类型及晶体内部质点间的作用力有关。一般来说有如下规律：,1.,不同种类型晶体：,原子晶体,离子晶体,分子晶体，金属晶体的融沸点有高有低,例如：,SiO,2,NaCl CO,2,（干冰）,2.,同种类型晶体：,（,1,）离子晶体,一般地讲，化学式与结构相似的离子晶体，阴阳离子所带的电荷数越多，半径越小，离子键越强，熔沸点越高，,如：,NaClKClCsCl,，,MgOMgCl,2,(2),原子晶体,一般地说，成键原子半径越小，形成的共价键键长越短，键能越大，共价键越强，熔沸点越高。,如：金刚石,碳化硅,晶体硅,（,3,）分子晶体,组成和结构相似的分子晶体，分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，如：,I,2,Br,2,Cl,2,F,2,;H,2,TeH,2,SeH,2,S,；,组成和结构不相似的物质，分子极性越大，熔沸点越高，如：,O,2,N,2,具有氢键的分子晶体，如：,NH,3,H,2,O,HF,等熔沸点反常的高。,(4),金属晶体,在同类金属晶体中，金属离子半径越小，阳离子所带的电荷越多，金属键越强，熔沸点越高，,如：,LiNaKRbCs,AlMgNa;,合金的熔点低于它的成分金属的熔点，如：,AlMg,镁铝合金,晶体熔沸点与稳定性的关系：,物质的熔沸点高低是指晶体内各质点间的结合力的大小。而热稳定性是指晶体内各原子间化学键的牢固程度。二者既有联系又有区别。,原子晶体和离子晶体，它们的热稳定性与熔沸点的高低是一致的。,共价键所形成的分子晶体，热稳定性是指分子内部各原子间化学键的强弱，而熔沸点的高低，是指分子间的作用力大小。破坏前者比破坏后者消耗的能量要高些。,几种重要的盐,卤化物,NaCl-,重要的化工原料,食品,存在,:,海水,盐岩矿,提纯方法：石灰,-,碳酸钠法,Mg,2+,+Ca(OH),2,Mg(OH),2,+,Ca,2+,Ca,2+,CO,3,2-,CaCO,3,MgCl,2,6H,2,O=Mg(OH)Cl+HCl+5H,2,O,Mg(OH)Cl=MgO +HCl,3.CaCl,2,CaCl,2,6H,2,O=CaCl,2,+6H,2,O,干燥剂，制冷剂,2.MgCl,2,-,重要的化工原料,408K,873K,碳酸盐,NaHCO,3,，,Na,2,CO,3,，,CaCO,3,小苏打 苏打、纯碱,可溶性,碳酸盐的水溶液呈碱性,CO,3,2-,+H,2,O HCO,3,-,+OH,-,和酸作用生成,CO,2,和水,工业生产,Na,2,CO,3,的方法：氨碱法（自学）、联合制碱法,硫酸盐,Na,2,SO,4,10H,2,O,芒硝,Na,2,SO,4,元明粉,CaSO,4,2H,2,O,生石膏,BaSO,4,重晶石,CaSO,4,0.5H,2,O CaSO,4,2H,2,O,熟石膏,硝酸盐和卤素含氧酸盐,二、对角线规则,在周期表中，处于左上右下对角线上的元素及其化合物的性质呈现相似性的现象。,Li-Mg,，,Be-Al,，,B-Si,。,IA,IIA,IIIA,IVA,VA,VIA,VIIA,VIIIA,1,H,He,2,Li,Be,B,C,N,O,F,Ne,3,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,Ar,4,K,Ca,Ga,Ge,As,Se,Br,Kr,5,Rb,Sr,In,Sn,Sb,Te,I,Xe,6,Cs,Ba,Tl,Pb,Bi,Po,At,Rn,7,Fr,Ra,三、原因,极化能力相近：,Z/r,比较相似,取决于半径、电荷和结构,离子,Li,Be,B,C,Na,Mg,Al,Si,Z,1,2,3,4,1,2,3,4,r/,pm,68,35,23,16,97,66,51,42,Z/r,0.015,0.057,0.13,0.25,0.010,0.030,0.059,0.095,对角线规则是物质的结构和性质内在联系的一种具体体现。,四、锂的特殊性及锂和镁的相似性,在过量氧中燃烧，普通氧化物,Li,2,O,，,MgO,氢氧化物溶解度小,氢氧化物热分解，,Li,2,O,，,MgO,硝酸盐热分解,LiNO,3,Li,2,O+NO,2,+O,2,(NaNO,2,),Mg(NO,3,),2,MgO+NO,2,+O,2,氯化物共价性较强，能溶于有机溶剂,离子的水合能力较强，硫酸镁用做干燥剂,弱酸盐难溶于水,.,生成氮化物,Li+N,2,Li,3,N,Mg+N,2,Mg,3,N,2,氯化物水解性,LiClH,2,O,=,LiOH+HClMgCl,2,6H,2,O,=,Mg(OH)Cl+HCl+5H,2,O,Li