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1、高等教育出版社高等教育出版社崔建中崔建中 鲁凡丽鲁凡丽 田昀田昀 编制编制 崔建中崔建中 主编主编无机化学无机化学电子教案电子教案( (第二版第二版) )第十章第十章 碱金属碱金属和碱土金属元素和碱土金属元素第二节第二节 碱金属和碱金属和碱土金属的性质碱土金属的性质第十章第十章 碱金属和碱土碱金属和碱土金属元素金属元素第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素10.2 碱金属和碱土金属的性质碱金属和碱土金属的性质A原子序数原子序数价电子构型价电子构型金属半径金属半径(pm)熔点熔点()沸点沸点()硬度硬度(金刚石金刚石=10)Li (锂锂)32s1152180.5 13420.6N
2、a (钠钠)113s118697.82 882.90.4K (钾钾)194s122763.25 7600.5Rb (铷铷)375s124838.89 6860.3Cs (铯铯)556s126528.40 669.30.2 A原子序数原子序数 价电子构型价电子构型金属半径金属半径（pm）熔点熔点()沸点沸点()硬度硬度(金刚石金刚石=10)Be (铍铍)42s21111278 29704Mg (镁镁)123s2160648.8 11072.0Ca (钙钙)204s219783914841.5Sr (锶锶)385s221576913841.8Ba (钡钡)566s22177251640-碱金属和碱
3、金属和Ca、Sr、Ba均可用刀切割均可用刀切割Cs是最软的金属是最软的金属 熔点低于人的体温熔点低于人的体温,放在手心里即可熔化放在手心里即可熔化 为具有银白色为具有银白色(铯为灰色铯为灰色)光泽的金属光泽的金属第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素10.2 碱金属和碱土金属的性质碱金属和碱土金属的性质 密度密度 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88(gcm-3) 密度密度 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51 (gcm-3)A Li(A Li(锂锂) Na() Na(钠钠) K() K(钾钾) ) RbRb( (铷铷) Cs() Cs(铯铯) )A A
4、Be(Be(铍铍铍铍) Mg() Mg(镁镁镁镁) Ca() Ca(钙钙钙钙) ) SrSr( (锶锶锶锶) ) BaBa( (钡钡钡钡) )电负性电负性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7电负性电负性 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7氧化数氧化数 +1 +1 +1 +1 +1氧化数氧化数 +2 +2 +2 +2 +2E (M+/M) -3.04 -2.713 -2.924 (-2.98) (-3.026) ( (V) )E (M2+/M) -1.99 -2.356 -2.84 -2.89 -2.92 ( (V) )第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素10.2 碱金
5、属和碱土金属的性质碱金属和碱土金属的性质 碱金属碱金属碱土金属碱土金属可溶于液氨，形成深蓝色溶液可溶于液氨，形成深蓝色溶液 碱金属碱金属 M(s) + (x+y)NH3 M+(NH3)x+ e-(NH3)y 碱土金属碱土金属 M(s)+(x+2y)NH3 M2+(NH3)x+2e-(NH3)y 第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素10.2 碱金属和碱土金属的性质碱金属和碱土金属的性质 碱金属和碱土金属化学性质碱金属和碱土金属化学性质活泼活泼且且 化学活泼性化学活泼性 碱金属碱金属 碱土金属碱土金属第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素10.2 碱金属和碱土金属
6、的性质碱金属和碱土金属的性质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金属金属反应物质反应物质反应式反应式碱金属碱金属碱土金属碱土金属H22M + H2 2MH M + H2 MH2碱金属碱金属Ca、Sr、BaMgH2O 2M + 2H2O 2MOH+H2 M + 2H2O M(OH)2+H2M + H2O(g) MO + H2碱金属碱金属碱土金属碱土金属卤素卤素2M + X2 2MX M + X2 MX2LiMg、Ca、Sr、BaN26Li + N2 2Li3N3M + N2 M3N2第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素10.2 碱金属和碱土金属的性质碱金
7、属和碱土金属的性质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金属金属反应物质反应物质反应式反应式碱金属碱金属Mg、Ca、Sr、BaS 2M + S M2S M + S MSLiNaK 、Rb、Cs碱土金属碱土金属Ca、Sr、BaO24Li + O2 2Li2O2Na + O2 Na2O2 M + O2 MO22M + O2 2MO M + O2 MO2第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素碱金属的制备一般采用电解熔融盐的方法一般采用电解熔融盐的方法450下电解下电解55%LiCl和和 45%KCl的熔融混合物的熔融混合物锂锂580下电解下电解40%NaCl和和
8、60%CaCl2的混合物的混合物 钠钠850下，下，用金属钠还原氯化钾用金属钠还原氯化钾钾钾800左右、减压下，左右、减压下， 用钙还原氯化物用钙还原氯化物铷、铯铷、铯第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素碱金属的制备一般采用电解熔融盐的方法一般采用电解熔融盐的方法铍铍1. 350-400下电解下电解NaCl和和 BeCl2的熔融盐的熔融盐 2. 用镁还原氯化铍用镁还原氯化铍1. 先脱去水合氯化镁所含先脱去水合氯化镁所含 的水，再电解的水，再电解2. 硅热还原硅热还原 2(MgOCaO)+FeSi 2Mg+Ca2SiO4+Fe 镁镁第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土
9、金属元素碱金属的制备一般采用电解熔融盐的方法一般采用电解熔融盐的方法1.700-800 下，下，2. 电解电解CaCl2 和和KCl的混合的混合物物2. 铝热法：铝热法： 钙钙6CaO+2Al 3Ca+3CaOAl2O3 铝热法或硅还原法铝热法或硅还原法锶、钡锶、钡第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素E (Li+/Li)可用焓变粗略估计可用焓变粗略估计 M(s) + H+(aq) M+(aq) + H2(g)12 rGm = -zF = -zFE (H+/H2) - E (Li+/Li) = zFE (Li+/Li)E对对碱金属若不考虑碱金属若不考虑rSm 的的影响影响可用可
10、用rHm代替代替rGm 第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素12rHm =subHm + I1(M) + hHm (M+) + -hHm (H+) - D (H-H) -I1(H)rHm 的的计算计算M(s) + H+(aq) H2(g) + M+(aq)rHm-hHm(H+)H+(g) + e- H(g)-I1(H)- D (H-H)M(g) M+(g) +e-I1(M)12subHmhHm (M+)由上式可由上式可计算碱金属在水溶液中计算碱金属在水溶液中转变为水合离子过程的转变为水合离子过程的rHm第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素碱金属转变为水合离子
11、过程的有关数据碱金属转变为水合离子过程的有关数据 由由上可上可看出，看出， 虽然虽然subHm(Li) 和和I1(Li)较大，较大， 但但hHm (Li+) 较小，即较小，即Li+水合过程放出的能水合过程放出的能量特别大，而导致量特别大，而导致rHm(Li)最小，最小， rGm 最小，最小， 故故E (Li+/Li)最小。最小。 -246-241-250-241-275rHm /(kJmol-1)-264-293-322-409-519hHm (M+)/(kJmol-1)376403419496520 I1(M)/(kJmol-1)78.885.890108.7161subHm(M)/(kJmol-1)CsRbKNaLi 第十章第十章 碱金属和碱土金属元素碱金属和碱土金属元素第二节第二节 结束结束
