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1、Part One s-Block Elements,Course : College of Pharmaceutical ScienceProf. ： Ge Weiying (葛蔚颖)E-mail: Phone: 88382225(H)Office： 7314,目录,单质及其化合物的性质,锂、铍的特殊性和对角线规则,重要离子的鉴定,学习要求,1、掌握： s区元素重要化合物的性质和结构特点；2、熟悉： 通性及性质与价层电子构型的关系； 单质的基本性质和对角线规则。3、了解： s区元素的生物学效应； 常见金属离子的鉴定。,s区,d区,ds区,p区,f区,ns1-2,ns1-2np1-6,(n-1)
2、d1-9ns1-2,(n-2)f1-14 (n-1)d 0-1ns2,(n-1)d10ns1-2,一、s区元素的通性,1、s-Block Elements： A Group：锂、钠、钾、铷、铯、钫 碱金属(Alkali Metal) 价层电子组态 ns1 A Group：铍、镁、钙、锶、钡、镭 碱土金属(Alkaline-earth Metal) 价层电子组态 ns2,2、元素符号及英文名称：,锂： Li Lithium 稀有钠: Na Sodium钾: K Potassium铷: Rb Rubidium 稀有铯: Cs Cesium 稀有钫: Fr Fransium 放射,铍: Be Ber
3、yllium 稀有 镁: Mg Magnesium钙: Ca Calcium锶: Sr Strontium钡: Ba Barium镭: Ra Radium 放射,3、s区元素的特性常数：,碱土金属的主要特性常数-1,碱土金属的主要特性常数-2,4、元素的通性及特性：, 化学活泼性： 非常活泼，易失去价电子呈+1价或+2价阳离子； 强碱性： 碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物显强碱性Be(OH)2-两性、Mg(OH)2-中强； 性质呈规律性变化： 电负性和电离能逐渐减小，熔点和沸点逐渐降低。, 溶解性： 碱金属盐一般均易溶于水，不水解； 碱土金属的氯化物、硫化物、硝酸盐可溶于水，其它盐类和氢氧化
4、物溶解度较小。 碱金属原子可以共价结合成分子： 例如：Na2 锂、铍的特殊性： 原子和离子半径小，为2电子构型，有效核电荷大极化能力强，其化合物具有明显的共价性。,二、单质及其化合物的性质,1、单质： 强还原性：与大多数非金属直接化合 例如： 2Li + H2 = 2LiH 氢化物（LiH、NaH、CaH2等）及其复合型氢化物（如：LiAlH4）强还原剂。,9371073K, 置换反应： 碱金属和碱土金属单质与水或非氧化性酸发生强烈置换反应，放出氢气。 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 问题: ELi+/Li = -3.040v
5、ENa+/Na = -2.713v，说明Li的还原性大于Na；但是，Li的化学活泼性实际小于Na，为什么？, 以化合物的形式存于自然界。 银白色金属，半径较大，金属键较弱，质软易切割。 焰色反应：, 碱金属和碱土金属(铍和镁除外)溶于液氨，形成具有导电性的蓝色溶液。Na + (x + y)NH3 = Na(NH3)+x + e(NH3)-y (蓝色) 氨合钠离子 氨合电子Ca + (x + 2y)NH3 = Ca(NH3)2+x + 2e(NH3)-y (蓝色) 氨合钙离子 氨合电子,2、氧化物：, Oxides：,碱金属氧化物的熔点及晶格能,氧化物与水反应生成氢氧化物，反应活性从上到下依次增
6、强。,碱土金属氧化物的熔点及晶格能, Peroxides：,碱金属和碱土金属(铍除外)可生成离子型过氧化物。 例如：Na2O2，淡黄色粉末，具有强碱性和强氧化性。 对热稳定，易吸湿：Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2H2O2 = O2 + 2H2O2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2,O2的分子结构和性质：,O的电子构型 1s22s22p4,2个三电子键,实际对成键有贡献,键级 = (6-2)/2 = 2,分子中1个键，2个三电子键,有2个成单电子，O2具有顺磁性,O22-的分子结构：, Superoxides：,除Li、Be、Mg外，碱金属与碱土金属可
7、形成超氧化物。 超氧化物中存在超氧负离子 O2-：KK (2s)2(*2s)2(2px)2(2py)2(2pz)2(*2py)2(*2pz)1 超氧化物是强氧化剂：2NaO2 + 2H2O = 2NaOH + O2 + H2O24NaO2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + 3O2, Ozonides:,O3与K、Rb、Cs的氢氧化物反应，或在K等的液氨溶液中通入O3 ，得到臭氧化物。6MOH + 4O3 = 4MOH + O2 + 2MOH.H2O(s)M + O3 = MO3 臭氧化物不稳定，遇水激烈反应，生成氢氧化物和氧气。,液氨,3、氢氧化物：,强碱性： 除Be(OH)2为两性、Li
8、OH和Mg(OH)2为中强碱外，其它碱金属和碱土金属的氢氧化物均为强碱。 碱金属氢氧化物苛性碱 （caustic akali）,4、常见盐类：,溶解性： 碱金属的盐类大都易溶于水； 但是，离子半径较小的Li盐和少数半径较大的阴离子的盐溶解度较小。 例如：LiF、Li2CO3、NaSb(OH)6、KB(C6H6)4、K2PtCl6。,碱土金属的盐类比相应的碱金属溶解度小，许多是难溶物。热稳定性： 碱金属盐一般具有较高的热稳定性。 碱土金属盐的热稳定性较相应的碱金属盐低。 原因：碱土金属离子半径小，正电荷高，离子极化作用强。 而阴离子半径越大，变形性越大，盐稳定性越差。,键型：,碱金属和碱土金属在
9、反应时，以形成离子型化合物为主要特征。 但是，铍因离子半径小，有效核电荷增大，且为2电子构型，极化能力强，化学键中共价成分显著增加，表现出与同族元素不同的化学性质。,水合盐：,碱金属和碱土金属盐类易形成结晶水合物。规律：离子半径越小，带电荷越多，水合越强。例如：Li+、 Na+ 、 K+ 、 Rb+ 、 Cs+ 离子半径逐渐增大，形成水合盐的倾向递减。Li+盐有75%是水合的，而 K+盐只有25%是水合的；水合钠盐比水合钾盐数量多。,常见重要盐类：,NaCl、KCl、CaCl2、 CaCl2.2H2O、 BaCl2.2H2O、BaSO4(重晶石)。,5、配合物：,周期表中，碱金属形成配合物的能
10、力最弱。 根据软硬酸碱规则，碱金属、碱土金属阳离子为硬酸，因此，可以与体积小、电负性大的配位原子（硬碱，如：O、N原子）形成配合物。 s区元素形成配合物的数量和种类较d区元素少得多。,三、锂、铍的特殊性与对角线规则：,1、锂的特殊性： LiCl溶于有机溶剂，表现一定共价特征。 Li+水合半径较大，表现较低的迁移率。 Li+形成水合盐的数目多于其他贱金属；难溶盐较多。 LiOH加热分解为Li2O和H2O。,原因：, 锂原子或锂离子半径小，静电场较强； 2电子构型； 锂离子极化能力在碱金属中最强，具有较强形成共价键的倾向。,2、铍的特殊性：, BeCl2溶于有机溶剂，属于共价化合物； Be(OH)
11、2呈两性； 铍的盐类易发生水解； 铍不形成过氧化物； 铍化合物的分解温度相对较低。,3、对角线规则：,第二周期元素Li、Be、B的性质和第三周期处于对角线位置的元素Mg、Al、Si具有相似的性质，称为对角线规则。 例如：锂和镁的相似性 在空气中燃烧生成氧化物，不生成过氧化物； 加热直接与氮气生成氮化物(Li3N、Mg3N2)； 氟化物、碳酸盐、磷酸盐等难溶于水； 水合锂、镁氯化物晶体受热发生水解； 氯化物溶于有机溶剂，显示共价性。,原因解释离子的极化能力：,同一周期元素，最外层电子构型相同的金属离子，从左到右，随离子电荷数的增加，极化作用增强；同一族元素，电荷数相同的金属离子，从上到下，随半径
12、的增加，极化能力减弱；对角线上相邻的两种元素，电荷和半径的影响相反，他们的极化能力相似，因此，性质有许多相似之处。,四、重要离子的鉴定：,1、钠离子的鉴定： Na+ + 醋酸铀酰锌试液(过量) + 醋酸 淡黄色晶形沉淀 Na+盐焰色反应，亮黄色火焰。,2、钾离子的鉴定：, 近中性或弱酸性条件下：2K+ + Na+ + Co(NO2)63- = K2NaCo(NO2)6 橙黄色 焰色反应呈紫色。,3、镁离子的鉴定：,4、钙离子的鉴定：, 焰色反应呈砖红色火焰。,5、钡离子的鉴定：, 焰色反应呈黄绿色火焰。,作业题,1、试解释为什么碱金属的氨溶液：有高的导电性；稀溶液呈蓝色。2、举例说明对角线规则则；解释Li-Mg、Be-Al、B-Si三对元素性质相似性的原因。3、教科书：P174，第1、2题。,Class is over.,Thank you all.See you next time.Goodby！,
