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1、高中化学补充资料 元素周期律碱金属元素性质总结 化学必修2 第1章 第1节 元素周期律 碱金属元素性质总结I.元素周期律1.周期表位置 IA族（第1纵列），在2、3、4、5、6、7周期上均有分布。元素分别为锂(Li)-3，钠(Na)-11，钾(K)-19，铷(Rb)-37，铯(Cs)-55，钫(Fr)-87。2.碱金属的氢氧化物都是易溶于水, 苛性最强的碱, 所以把它们被称为为碱金属。3.碱金属的单质活泼，在自然状态下只以盐类存在，钾、钠是海洋中的常量元素，其余的则属于轻稀有金属元素，在地壳中的含量十分稀少。钫在地壳中极稀少，一般通过核反应制取。4.保存方法：锂密封于石蜡油中，钠。钾密封于煤油
2、中，其余密封保存，隔绝空气。II.物理性质II.1物理性质通性（相似性）1.碱金属单质皆为具金属光泽的银白色金属(铯略带金黄色)，但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降，呈现灰色。常温下均为固态。2.碱金属熔沸点均比较低。摩氏硬度小于2，质软。.导电、导热性、延展性都极佳。3.碱金属单质的密度小于2g/cm3，是典型轻金属，锂、钠、钾能浮在水上。4.碱金属单质的晶体结构均为体心立方堆积，堆积密度小。II-2.物理性质递变性随着周期的递增，卤族元素单质的物理递变性有：1.金属光泽逐渐增强。2.熔沸点逐渐降低。3.密度逐渐增大。钾的密度具有反常减小的现象。II.3.物理性质特性1
3、.铯略带有金色光泽，钫根据测定可能为红色，且具有放射性。2.液态钠可以做核反应堆的传热介质。3.锂密度比没有小，能浮在煤油中。4.钾的密度具有反常现象。II-4.卤族元素物理性质一览表锂(Li)-3钠(Na)-11钾(K)-19铷(Rb)-37铯(Cs)-55钫(Fr)-87常温下色态银白色固体银白色固体银白色固体银白色固体银白色略带金黄色光泽 固体红色（可能）固体（可能）物态变化易液化易液化易液化易液化易液化易液化密度0.5340.970.861.5321.879未知密度的递变，密度逐渐变大反常变化密度的递变，密度逐渐变大熔点180.597.8163.6538.8928.4027熔点的递变：
4、熔点逐渐减小沸点1347882.9774688678.4677沸点的递变：沸点逐渐减小钾的密度反常变化的原因：根据公式：=Ar/V原子 ，可知相对原子质量的增大使密度增加，而电子层的增加又使原子体积增大使得密度减小。即单质的密度由相对原子质量和原子体积两个因素决定。对钾来说，核对最外层引力较小，体积增大的效应大于相对原子质量增加产生的影响，结果钾的密度反而比钠小。II.5焰色反应1.碱金属离子及其挥发性化合物在无色火焰中燃烧时会显现出独特的颜色，这可以用来鉴定碱金属离子的存在，锂、铷、铯也是这样被化学家发现的。2.电子跃迁可以解释焰色反应，碱金属离子的吸收光谱落在可见光区，因而出现了标志性颜色
5、。3.除了鉴定外，焰色反应还可以用于制造焰火和信号弹。类别锂钠钾铷铯颜色紫红黄淡紫紫蓝波长670.8589.2766.5780.0455.5III.化学性质III-1.原子化学性质III-1.1.原子化学性质通性1.最外层均有1个电子2.单质均为单原子分子，化学性质活泼。3.在化学反应中易失1个电子形成离子。4.与典型的非金属形成离子化合物。III-1.2.原子化学性质递变性1.原子半径逐渐增大，相对原子质量逐渐增大。原子核对外层电子的引力逐渐减弱。2.电子层逐渐增多，原子序数（核电荷数、质子数、核外电子数）逐渐增大。3.金属性性随周期数递增而增强。III-1.3原子化学性质特性1.铷和钫对光
6、线特别敏感，在极其微弱的光线照射下也会放出电子。把它们喷镀到银片上，即可制成“光电管”受光照，便产生电流，光线越强，电流越大。2.钫的所有同位素均具有放射性。III-1.4卤素原子化学性质一览表锂(Li)-3钠(Na)-11钾(K)-19铷(Rb)-37铯(Cs)-55钫(Fr)-87电子排布1s2 2s11s2 2s22p6 3s11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d10 5s11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p64d104f14 5s25p65d10 6s11s2 2s22p6 3s23p63d1
7、0 4s24p64d104f14 5s25p65d10 6s16p67s1稳定无放射性同位素6Li 7Li23Na39K 41K85Rb133Cs无稳定有放射性同位素无22Na40K83Rb 87Rb129Cs 131Cs 132Cs 137Cs半衰期均很短不稳定Ar6.94122.9939.1085.47132.9223原子半径0.1520.1860.2270.2480.2650.270III-2.氧化还原性质1.单质都有还原性（相似性）原因：最外层都有1个电子，决定了在化学反应中易失电子，从而表现出还原性，还原性自上而下增强，金属性自上而下增强 原因：碱金属位于第一主族，越往下走电子层数依
8、次增加，原子核对最外层电子的束缚力越来越小，所以越容易失电子。2.离子具有弱氧化性。III.3与氧气的反应Li：在室温下缓慢氧化与点燃条件下均只生成氧化锂。Na：在室温下迅速氧化生成氧化钠，点燃条件下生成过氧化钠，氧化钠和氧气在加热条件下生成过氧化钠，氧化钠暴露在空气中会生成过氧化钠，这是工业制取过氧化钠的方式，而工业制取氧化钠一般用钠和亚硝酸钠。反应过氧化钠与氧气在加压情况下反应或在490下加热可得超氧化钠。用氧气与钠的液氨溶液反应也会得到超氧化钠。K：钾在室温下迅速氧化生成氧化钾，充足的氧气中点燃生成超氧化钾。Rb：铷在室温下与氧气接触燃烧，产物由氧气充足程度决定，在充足氧气中剧烈燃烧超氧
9、化铷，用氧气与铷的液氨溶液反应生成臭氧化铷。Cs：与铷大致相同，反应更剧烈。碱金属与氧气反应，普通氧化物不一定是最稳定的氧化物，从生成热的热量大小上可以判断氧化物稳定性。元素M2OM2O2MO2颜色状态熔点生成热颜色状态熔点生成热颜色状态熔点生成热Li白色晶体1700-595白色晶体195(分解)-635-Na淡灰晶体1275-416浅黄色晶体460-505-K淡灰色晶体490-362橙色晶体490-494橙黄色晶体380-280Rb黄色晶体400(分解)-330棕色晶体超氧根离子氧分子。5.常温时，超氧化物的晶体呈四面体结构，高温时呈立方体结构（与氯化钠相似）。6.反应生成氧化物时，碱金属的
10、电子转移给氧分子，氧分子获得一个电子成为超氧根离子，氧分子获得两个电子成为过氧根离子，氧原子获得两个电子成为氧离子。此反应可比较碱金属的还原性氧化物的性质：普通氧化物碱金属中，只有锂可以直接生成氧化物，其它碱金属单质的氧化物可以被继续氧化4Li+O=2Li2O碱金属的正常氧化物是反磁性物质，都能与水反应生成对应的氢氧化物反应通式：M2O+H2O=MOH过氧化物所有碱金属都能形成过氧化物，除锂外，其它碱金属可以直接化合得到过氧化物。反应通式：2M+O=M2O过氧化物中的氧元素以过氧阴离子的形式存在，过氧根离子的键级为1。过氧化物是强碱(质子碱)，能与水反应生成碱性更弱的氢氧化物和过氧化氢，由于反
11、应大量放热，生成的过氧化氢会迅速分解产生氧气。反应通式：2M2O+2H2O=4MOH+O 2H2O=2H2O+O过氧化物可与酸性氧化物反应生成对应的正盐，若与之反应的酸性氧化物有较强还原性，则有被氧化的可能反应通式：2M2O+2CO=2M2CO+OM2O+SO=2M2SO过氧化物在熔融状态下可与某些铂系元素形成含氧酸盐反应通式：Ru+3M2O=M2RuO+2M2O过氧化物中常见的是过氧化钠(Na2O)和过氧化钾(K2O)，它们可用于漂白，熔矿，生氧。超氧化物除锂外，所有碱金属元素都有对应的超氧化物，钾铷铯能在空气中直接化合得到超氧化物。 反应通式：M+O=MO超氧化物中存在超氧离子，分子轨道表
12、明超氧离子存在一个键和一个3电子键，键级为3/2，有顺磁性。超氧化物能与水反应生成对应氢氧化物，氧气和过氧化氢，反应大量放热，过氧化氢分解反应通式：2MO+2H2O=2MOH+H2O+O 2H2O=2H2O+O超氧化物能与酸性氧化物反应，类似过氧化物，其中，超氧化钾与二氧化碳的反应被应用于急救空气背包中反应通式：4MO+2CO=2M2CO+3O超氧化钾是最为常见的超氧化物臭氧化物除锂外，干燥的碱金属氢氧化物固体与臭氧反应，产物在液氨中重结晶可得到臭氧化物晶体反应通式：6MOH+4O=4MO+2MOHH2O+O臭氧化物在放置过程中缓慢分解反应通式：2MO=2MO+O臭氧化物中存在臭氧离子，V型结
13、构，键级为1/3，极不稳定，具有顺磁性臭氧化物的其他性质与超氧化物类似。III.4碱金属与水反应反应通式：2X+2H2O=2XOH+H2共同现象：剧烈反应，放出热量，生成可燃气体（氢气），反应后向水中滴加酚酞变红。独有现象：Li：接触到水时发出嘶嘶声，金属熔化成小球在水面上快速移动。反应速度较慢。Na：接触到水时发出嘶嘶声，金属熔化成小球在水面上快速移动。反应速度快，可以发生轻微爆炸。K：接触到水产生紫色火焰，金属熔化并溅射。Rb：接触到水迅速跳起，金属熔化喷出。Cs：火球腾空而起。III.5与卤素反应反应通式：2X+Y2=2XY反应现象：1.碱金属与卤素反应生成相应的盐，如：2Na+Cl2=点燃2NaCl 2.由于所有的碱金属的卤素盐的粉末都是白色，所以会产生白色的烟(与F2和Cl2反应)。3.由于碱金属的化学性质的活泼程度由上到下递增而卤素相反，所以导致反应条件不尽相同，如最活泼的碱金
