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1、碱金属 碱土金属The Elements of the Alkali and the Alkaline Earth Metals学习重点:氧化物的化学性质碱土金属氢氧化物的酸碱性变化规律盐的热稳定性变化规律对角线规那么学习难点:盐的热稳定性变化规律对角线规那么第一节 碱金属和碱土金属的通性第IA族包括锂、钠、钾、铷、铯和钫六种元素，由于它们的氢氧化物都是易溶于水的强碱，所以称它们为碱金属元素。其中钫是放射性元素。第IIA族包括铍、镁、钙、锶、钡和镭六种元素，由于钙、锶和钡的氧化物在性质上介于“碱性的碱金属氧化物和“土性的 难熔的氧化物Al2O3之间，所以称它们为碱土金属。其中镭是放射性元素。A
2、ALiNaKRbCsFrBeMgCaSrBaRa 表13-1 碱金属元素的一些根本性质为何电离能逐渐降低?从上往下，活泼性逐渐升高还是逐渐降低?电极电势很小，具有强复原性 表13-2 碱土金属元素的一些根本性质问题：碱金属和碱土金属的氧化物谁的熔点更高，硬度更大Na2O和MgO均为离子晶体，后者中阳离子半径更小，电荷更高，因此离子键能更大，熔点高，硬度大。原子半径增大金属性、复原性增强电离能、电负性减小Li BeNa MgK Ca Rb SrCs Ba原子半径减小金属性、复原性减弱电离能、电负性增大第二节 碱金属和碱土金属的单质 在自然界中的存在 海水（NaCl、MgCl2 、KCl） 光卤石
3、(KClMgCl6H2O)。氯化物钠长石(NaAlSi3O8)钾长石(KAlSi3O8)锂辉石(Li2Al2O34SiO2)硅酸盐矿明矾(K2SO4Al2(SO4)324H2O)石膏(CaSO42H2O)重晶石(BaSO4)天青石(SrSO4)硫酸盐矿大理石（ CaCO3 ）石灰石(CaCO3)菱镁矿(MgCO3)碳酸盐矿物理性质密度小，容易反响。钾钠保存于煤油中，锂保存于蜡中。硬度小用小刀可以切割它们。熔沸点较低随原子量的增大而降低。导电性强 Cs、Rb用于作光电材料。碱金属单质熔点密度较小，硬度大。如镁和铍用于制轻质合金，如镁铝合金和电子合金，用于制造飞机部件，铍铜合金具有强度大，硬度高弹
4、性好等优点。碱土金属的导电性最好的是镁和钙，其它的导电能力较差碱土金属单质BeMgCaSrBa单质的化学性质A族是最活泼的金属元素，其次是A族，同族中单质的化学性质由上到下活泼性增强切割一小块钠放在水中，可观察到钠浮在水面上与水剧烈反响而来回运动着：2Na+2H2O=2NaOH+H2钾可在水面上燃烧呈现紫红色火焰。1、Li反响时由于产物溶解度小而覆盖在金属外表上，使反响缓慢进展。2、Li熔点较高，升华热也大，难活化。假设将金属Li放于水中呢？更剧烈还是温和？与水反响LiNaKCa与水作用2M + 2H2O 2MOH + H2(g)考虑：将Be、Mg放于水中会发生剧烈化学反响吗？焰色反响4LiO
5、22Li2O6LiN22Li3N4NaO22Na2ONa2OCO2Na2CO3碱金属在常温下可以与空气中的O2、CO2、水汽等反响碱土金属一般要加热才能进展反响。这是因为它的外表容易生成氧化膜保护层。 3CaN2=Ca3N2 3MgN2=Mg3N2在空气在燃烧时，钠生成过氧化物，钾、铷、铯生成超氧化物与空气反响考虑：活泼金属应当如何保存？要防止与空气接触。锂要保存于蜡中，钾、钠、钙等应保存于煤油中。常温下锂可与氮气反响Li2ONa2O2KO2镁带的燃烧(g)H2NH2M(l)2NH2M(s)223+-+与液氨作用想一想1、为什么自然界没有游离态的碱金属和碱土金属？它们主要以哪些形式存在？2、碱
6、金属有哪些特殊的物理性质？1、答：因为碱金属和碱土金属是最活泼的金属，它们与空气或水接触时会发生反响，因此它们总是以化合态存在于自然界，主要形式有卤化物，硅酸盐矿，硫酸盐矿和碳酸盐矿。2、碱金属的特殊物理性质：密度小、硬度小、导电性强、容易形成液态合金。3、工业上常用电解方法制备的碱金属和碱土金属有哪些？为什么不用电解法制备金属钾。工业上常用电解的方法制备的碱金属是锂和钠，碱土金属是镁和钙。钾一般不用电解法制备，因为它熔点低，易挥发，生成的K易溶在熔融的KCl中，难于别离，且电解中产生的超氧化物与金属钾会发生爆炸。4、钠不比钾活泼，但工业上可用钠与氯化钾高温反响制备钾，你知道其中原因吗？低温时
7、，反响：Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(l)，难进展。温度为900时，反响：Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)，钾成为气体挥发，使平衡向右挪动，反响得以进展。氢氧化物碱金属的氢氧化物对皮肤和纤维有强烈的腐蚀作用，所以又称为荷性碱。物理性质碱金属和碱土金属的氢氧化物均为白色固体，吸水容易潮解，溶于水时放热。溶解性moll-1LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2810-6 510-4 1.810-2 6.710-2 210-1 Be(OH
8、)2+NaOH=NaBe(OH)4Be(OH)2+2HCl= 2NaCl +2H2OBe(OH)2具有两性，而后者没有，利用此可区别问题：如何利用化学方法区别Be(OH)2与Mg(OH)2？ (重要)溶解度增大氢氧化物酸碱性判断标准R吸电子才能与离子势有关:=Z/r (r以pm 为单位 LiOH Be(OH)2 NaOH Mg(OH)2 KOH Ca(OH)2 RbOH Sr(OH)2 CsOH Ba(OH)2ROHRO + H+ = R+ + OH解离方式与R+的吸电子才能有关 0.22 碱性 0.22 0.32 两性 0.32 酸性酸性增强碱性增强酸式离解碱式离解 LiOH NaOH KO
9、H 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 强你能用有关理论解释为何Be(OH)2具有两性吗？由此请你比较H2SO4、H4SiO4、H3PO4、HClO4的酸性强弱并解释其中的原因重要！提示：根据中心原子或离子电荷数的上下来判断，待断裂键的数目来判断酸式离解程度？ 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 -4411.均为白色晶体， 热稳定性差/ kJmol-112.3.1
10、氢化物第三节 碱金属和碱土金属的化合物2.复原性强 钛的冶炼：剧烈水解：V)23. 2)/H(H(2-=-E氧化物普通氧化物过氧化物超氧化物臭氧化物Li2O、MO (M = 碱土金属)Na2O2、BaO2MO2 (M = K、Rb、Cs)MO3 (M=K、Rb、Cs) :O:2- :OO:2- :OO: -OOO-35抗磁性抗磁性顺磁性顺磁性结 构黄色粉末魔 术棉花自然1.形成三类氧化物稳定性:O2- O2- O22-正常氧化物(O2-)：过氧化物(O22-)：超氧化物(O2-)12.3.2 氧化物你能判断几种离子的稳定性强弱吗？ 453-473K4NaO2=2Na2O 573-673K2Na
11、2OO2=2Na2O2 773-793K2BaOO2=2BaO2 燃烧MO2=MO2 臭氧与K、Rb、Cs的氢氧化物反响，可以制得臭氧化物：6KOH + 4O3 = 4KO3 + 2KOH H2O + O2过氧化物超氧化物臭氧化物钠在空气中燃烧可制得黄色的过氧化钠粉末氧化钡在氧气中燃烧可得白色的过氧化钡钾、铷、铯与氧气可生成三种类型氧化物： M2O、M2O2、MO2。在空气中燃烧时生成超氧化物用液氨结晶KO3可得桔红色的KO3晶体碱土氧化物氧化剂漂白剂供氧剂引火剂碱土金属BeO,MgO具有高的熔点和硬度， 用于制耐火材料和金属陶瓷。CaO俗称石灰或生石灰，作建筑材料，也用做枯燥剂。过氧化物、超
12、氧化物、臭氧化物都是强氧化剂。由于它们的强氧化性，可用于纸张、织物等的漂白剂利用它们与二氧化碳反响生成氧气的性质作为潜水、登山、高空作业的供氧剂过氧化钡常用于爆破作业上作强火剂3.化学性质与H2O的作用：Li Cs剧烈程度BeO除外与CO2的作用：1.晶体类型： 绝大多数是离子晶体，熔沸点较高Be2+极化力强， BeCl2已过渡为共价化合物。离子性增强重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔点/ 415 714 775 874 962NaCl与MgCl2的沸点谁高谁低？原因？碳酸盐Na2CO3NaHCO3碳酸钠俗名纯碱，苏打。含水盐
13、容易风化,它水解呈强碱性，常用它代替NaOH用，用于制玻璃、搪瓷、肥皂、造纸、纺织和冶金等方面。碳酸氢钠俗名叫小苏打，主要用于食品和医药工业。1) 先用NH3将食盐水饱和,然后通入CO2,使溶解度较小的NaHCO3析出：NH3NaClH2OCO2= NaHCO3NH4Cl煅烧NaHCO3得Na2CO3: 600K2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O如何区别碳酸钠和碳酸氢钠？CaCO3=CaO+CO21098KCaO+H2O=Ca(OH)2碳酸钙溶于含CO2的水中:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 含有 Ca(HCO3)2的水称为硬水,它受热时会生成沉淀:Ca(HCO3)2
14、=CaCO3+CO2+H2O石灰岩溶洞的形成就是这个道理，岩石中的碳酸钙被地下水含有二氧化碳的水溶解后再沉淀出来，就形成了钟乳石和石笋。硫酸钡它是溶解度最小的硫酸盐，也是唯一无毒的钡盐。它的矿石称重晶石，是制备其他钡盐的原料： BaSO44C=BaS4CO BaS2HClBaCl2H2S BaSCO2H2OBaCO3H2S硫酸镁MgSO47H2O是无色晶体，易溶于水，俗称泻盐， 用于作食物中毒导泻剂。硫酸钡是唯一无毒的钡盐,能强烈阻止X 射线，医学上用于消化道的X射线造影检查。在为肠胃拍摄X光射线照片时，要先吃硫酸钡，半小时以后再拍摄，就能呈现肠胃的形状。BaSO4与ZnSO4的混合物叫作立德
15、粉，或叫锌钡白，是白漆的原料。 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3T分 / 100 540 900 1290 1360总结：稳定性 M2CO3 MCO3本质上，碳酸盐的热稳定性取决于金属离子的极化才能碳酸盐的热稳定性总结：碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径的增大而增强MgCO3 CaCO3较容易受热分解，而Na2CO3和K2CO3受热较难分解你能总结出热稳定性的影响因素吗？Be2+Mg2+Ca2+Sr2+ Ba2+ OM2+ O C 2 O MCO3(s) MO(s) +CO2愈来愈难分解问题1：酸式盐与正盐NaHCO3和Na2CO3谁的热稳定性差？问题2：碱金属中L
16、i2CO3、碱土金属中Be2CO3的热稳定性特别低，原因是什么？2-M2+问题3：请你想出两种化学方法鉴别Be(OH)2和Mg(OH)2硝酸盐的热稳定性由于碱金属的原子半径在同周期元素中最大,离子的极化能力最弱,因此碱金属盐是最稳定的盐。只有锂的盐稳定性较差。碱土金属盐的稳定性比碱金属盐差。硝酸盐的分解： 4LiNO3=2Li2O+4NO2+O2 2M(NO3)2=2MO+4NO2 +O2 (M=碱土离子)2NaNO3=2NaNO2+O2 (K、Rb、Cs的盐分解类似)请你对于上述热分解反响的产物给予解释Li Be B CNa Mg Al Si A 族的Li与A族的Mg， A族的Be与A族的Al， A 族的B与A族的Si，这三对元素在周期表中处于对角线位置：相应的对角线上的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规那么。对角线规那么对角线规那么 Li Be B C Na Mg Al Si1. 3.1 B、Si的相似性 2B + 6NaOH = 2Na3BO3 +3H2 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2 其单质均为原子型晶体，BO、SiO非常稳定。离
