碱金属和碱土金属课件

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1、回顾上节课内容,1. 合成出来的第一个稀有气体化合物是（ ） A.XeF2 B.XeF4 C.XeF6 D.XePtF6 2. 稀有气体不易液化是因为（ ） A.它们的原子半径大 B.它们不是偶极分子 C.它们仅仅存在较小的色散力而使之凝聚 D.它们价电子层已充满 3. XeF2的空间构型是（ ）P168 A.三角双锥 B.角形 C. T形 D.直线型 (价层电子对数5，键电子对数2，孤电子对数3),4.下列稀有气体的沸点最高的是（ ） A.氪 B.氡 C.氦 D.氙5. 能与氢形成离子型氢化物的是（ ） A.活泼的非金属 B.大多数元素 C.不活泼金属 D.碱金属与碱土金6. 下列化合物中，

2、在水中的溶解度最小的是 （ ）A.NaF B.KF C.CaF2 D.BaF2 7.下列叙述中错误的是（ ） A.氢原子可获得一个电子形成含H-的离子型化合物。 B.氢原子可以失去一个电子形成含H+的离子型二元化合物 C.氢原子与电负性大的元素都可形成氢键。 D.在某些化合物中，氢原子可以与其它元素的原子间形,IA，Ca,Sr,Ba,9.氢可以与其它元素形成氧化值为_的化合物，能与氢直接化合形成离子型氢化物的元素有 10.在稀有气体中，最外层电子构型与其它稀有气体不同的元素是（ ）。在空气中，含量最高的稀有气体是（ ）. 11.获得稀有气体的主要原料是 ，分离稀有气体的简要步骤是 .,He,A

3、r,采用分级蒸馏液态空气和分级吸附的方法逐一将稀有气体分离出来。,空气,12. 可以作为制冷剂、人造氧气（氦和氧的混合物）、填充汽艇和气球的是那种气体？He 13. 能产生鲜艳的红光的是那种惰性气体？ 发出蓝光的哪种惰性气体？ Ne Ar 黄绿色的辉光：Kr Xe有“小太阳”之称,第十章 碱金属和碱土金属元素,目 录,10-1 s区元素概述,10-2 碱金属和碱土金属性质,10-3 氧化物,10-5 盐类,10-4 氢氧化物,第一节,s区元素概述,元素周期表,A中的钠、钾氢氧化物是典型“碱”，故A族元素又称为碱金属 A有时称为“土金属” A中的钙、锶、钡氧化物性质介于“碱”与“土”族元素之间，

4、所以把A又称为碱土金属,A、A为s区元素,主要矿物是钾石矿(KClMgCl26H2O) 我国青海钾盐储量占全国96.8%,最重要的矿石是锂辉石（LiAlSi2O6),主要以NaCl形式存在于海洋、盐湖和岩石中,碱金属和碱土金属的存在,主要以菱镁石（MgCO3)、白云石MgCa(CO3)2存在,主要矿物是绿柱石（3BeOAl2O3 6SiO2),碱金属和碱土金属的存在,均以矿物形式存在：,锂辉石：,钠长石：,钾长石：,光卤石：,明矾石：,绿柱石：,菱镁矿：,萤石：,天青石：,大理石：,石膏：,重晶石：,第二节,碱金属和 碱土金属的性质,单质的物理性质和化学性质,Na,Li,K,1.物理性质,Be

5、,Mg,Ca,Sr,Ba,Rb,Cs,因为 原子的原子半径较大、核电荷较少 其金属晶体中的金属键很不牢固 故 单质的熔、沸点较低，硬度较小,核电荷 原子半径 熔、沸点 硬度 核电荷 原子半径 熔、沸点 硬度,熔点低于人的体温,放在手心里即可熔化,碱金属和Ca、Sr、Ba均可用刀切割 Cs是最软的金属,为具有银白色(铯为灰色)光泽的金属,金属性 金属性,失去电子的倾向大，受到光照射时，金属表面的电子易逸出，可制造光电管，由铯光电管制成的自动报警装置，可报告远处火警；制成的天文仪器可根据星光转变的电流大小测出太空中星体的亮度，推算星球与地球的距离。,单质的物理性质：,有金属光泽 密度小 硬度小 熔

6、点低,s区单质的熔点变化,导电、导热性好,氧化数与族号一致， 常见的化合物以离子型为主 由于Li+、Be2+半径小， 其化合物具有一定共价性,习题：,最轻的金属： 最软的金属： 离子半径最小的金属： 为什么E (Li+/Li) 的标准电极电势比Cs还低？,是由于Li的半径较小，易与水分子结合生成水合离子放出较多能量所致,Li,Cs,Be,单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：,Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 BeO MgO CaO SrO BaO2,与氧、硫、氮、卤素反应， 形成相应的化合物。,2.化学性质,镁带的燃烧,与水作用,Ca,2M + 2H2O 2MOH + H2(g

7、),如何保存？,写出与水反应的化学方程式,为什么E (Li+/Li) 比E (Na+/Na)小，但是锂同水的作用不如钠剧烈？,因为 第一，Li的熔点（180.5）较高，反应所产生的热量不足以使它熔化，而Na的熔点（97.82）较低，Na与水反应所放出的热可以使其熔化，更有利于水的反应。 第二：Li与水反应物LiOH的溶解度较小，它一旦生成就会覆盖在Li的表面，阻碍反应的继续进行。,与液氨的作用,碱金属和碱土金属的氨溶液： 1. 具有较高的导电性 2. 与金属本身相同的化学反应 3. 稀碱金属氨溶液是还原剂,稀的碱金属氨溶液是优良的还原剂 碱金属和碱土金属的氨溶液不稳定，分解为氨基化物 在无水、

8、不接触空气及不存在过度金属化合物的条件下，其溶液可以再液氨沸点温度下长时间保存,3.焰色反应,Li 深红色 Na 黄色 K 紫色 Rb 红紫色 Cs 蓝色 Ca 橙红色 Sr 深红色 Ba 绿色,碱金属和碱土金属化学性质活泼,且 化学活泼性 碱金属 碱土金属,碱金属和碱土金属的一些重要反应,碱金属和碱土金属的一些重要反应,写出的下列化学反应方程式： 氮化镁投入水中 将氢化钠投入水中 将臭氧化钾投入水中 在过氧化钠固体上滴加热水,关于Mg, Ca, Sr,Ba及其化合物的性质，下列叙述中不正确的是： A 单质都可以在氮气中燃烧生成氮化物； B 单质都容易与水、水蒸气反应得到氢气； C M(HCO

9、3)2在水中的溶解度大于MCO3的溶解度； D 这些元素几乎总是生成+2价离子。,一般采用电解熔融盐的方法,碱金属的制备,KCl(l)+Na-NaCl+K(g)从标准电极电势看， K 比Na活泼，但是为何可以发生上述反应？,原因：电极电势只能在水溶液条件下才能应用，而上述反应时在高温低压的条件下进行的。又因为NaCl的晶格能大于KCl,且K的沸点比Na的沸点低，汽化后，平衡向右移动。,一般采用电解熔融盐的方法,碱土金属的制备,1. 350-400下电解NaCl和 BeCl2的熔融盐 2. 用镁还原氯化铍,铍,一般采用电解熔融盐的方法,碱土金属的制备,习题：熔盐电解是制备活泼金属的一种重要方法，

10、下列四种化合物中，不能用作熔盐电解质原料的是：A:NaOH; B:KCl; C:CaSO4; D:Al2O3,不用熔盐电解法制备K，是因为： 第一：金属钾易溶于它的熔盐中，而不容易分离完全。 第二，KCl的沸点较低，操作温度下，容易汽化冲出，造成危险。 所以工业上制取钾盐多采用置换法。,B,降低盐的熔点,电解熔盐NaCl制备金属钠时加入CaCl2的作用是 电解熔盐BeCl2制备金属铍时加入NaCl的作用是 . .熔盐电解法制得的金属钠中一般含有少量的 ， 其原因是 .,增加熔盐的导电性,金属 钙,电解时加入了氯化钙助熔，在电解时有Ca生成,习题：,为什么Li的电极电势比Na的电极电势小，但锂同

11、水的作用不如钠剧烈？,因为锂的熔点180.5较高，反应所产生的热量不足以使它熔化，而钠的熔点较低（97.82）,氢化物,s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢形成离子型氢化物。,LiH NaH KH RbH CsH NaCl -90.4 -57.3 -57.7-54.3 -49.3 -441,1.均为白色晶体， 热稳定性差,/ kJmol-1,2.还原性强,钛的冶炼：,剧烈水解：,3.形成配位氢化物,铝氢化锂,受潮时强烈水解,氧化物,类型,形成,形成三类氧化物,O2- O2- O22-,正常氧化物(O2-)：,过氧化物(O22-)：,超氧化物(O2-),稳定性:,下列化合物中，具有顺磁性的是

12、 （ ） A.Na2O2 B.SrO C.KO2 D.BaO,碱土金属的氧化物均为白色 在水中溶解度一般较小,具有反射放射性射线的能力， 常用作原子反应堆外壁砖块材料。,常用来制造耐火材料和金属陶瓷,是重要建筑材料； 可做熔矿剂； 制取电石的原料,由于阴、阳离子带两个单位电荷，M-O核间距较小，MO具有较大晶格能，所以硬度大，熔点高。,1. 在碱性介质中是强氧化剂,常用作熔矿剂,2. 室温下，与水或稀酸反应生成H2O2,例 Na2O2 + 2H2O 2NaOH + 2H2O2,Na2O2 + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O2,2KO2 + 2H2O 2KOH + 2H2O2 + O2,

13、2H2O2 2H2O + O2,例 2Fe(CrO2)2+7Na2O2 4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O,过氧化物和超氧化物,过氧化物和超氧化物,3. 与CO2 反应放出O2,例 2Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O2,4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2,过氧化物和超氧化物,MO3 MO2 + O2,臭氧化物,碱金属在空气中燃烧时，生成的氧化物类型为什么有所不同？,解释一： 碱金属在空气中燃烧生成什么类型的氧化物，只要决定于各类型氧化物的相对稳定性。可以用各类氧化物的标准摩尔吉布斯自由能判断。 不同碱金属的同类型氧化物可用相应标准摩尔吉布斯自由能的相对大小来

14、比较其稳定性。 Na2O2比K2O2更稳定。 同一碱金属的不同类型的氧化物亦可以类似的判断。,解释二： 从结构角度根据相互“匹配”的阴阳离子形成离子晶体的空间效应和能量效应来进行解释。认为小阳离子需要用小阴离子去稳定，大阳离子需要用大阴离子去稳定如半径较大的K+,Rb+,Cs+容易和较大的O2-结合形成KO2等，半径较小的Li+容易和较小的O2-结合形成Li2O。 该原理也适用于其他的大阴离子盐。,氢氧化物,碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。,易吸水而潮解,MOH易溶于水，放热。 碱土金属溶解度（20）,溶解度增大,10-4-1 碱金属和碱土金属 氢氧化物的碱性*,与酸反应 Be(OH)

15、2 + 2H+ Be2+ + 2H2O 与碱反应 Be(OH)2+ 2OH- Be(OH)42-,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)碱性增强，溶解度增大。,碱性,碱金属和碱土金属 氢氧化物的溶解性,原因是随着阳离子半径的增大,阳离子与阴离子之间的吸引力减小, 易被水分子拆开,因为 离子半径 M() M() 使阳离子与阴离子之间吸引力 M() M(),为什么碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性强弱：从上到下，碱性增强，同一周期从左到右氢氧化物碱性减弱？,R 的 大，使OH键极性增强，则为酸式解离,R 的 小，使RO键极性增强，则为碱式解离,氧化物水合物通式 R(OH)n,氢氧化物酸碱性递变规律R-O-H规律,值 10 R-O-H酸碱性 碱性 两性 酸性,氢氧化物酸碱性递变规律R-O-H规律,氢氧化物酸碱性递变规律 R-O-H规律,NaOH,烧碱、火碱、苛性碱，是重要的化工原料之一。 强碱性：与非金属及其氧化物作用 与某些良性金属及其氧化物作用 举例：S+NaOH Na2S+Na2S2O3+H2O Si+NaOH NaSiO3 + H2 Cl2+NaOH Al+NaOH +H2O,为什么实验室盛放Na