第12章 S区元素(第一套)
第十二章 s区元素
5、举例说明铍与铝的相似性。 、举例说明铍与铝的相似性。
答：Be 和Al 单质及化合物性质有许多相似之处，可以从以下 几个方面来理解： (1) Be 和Al 都是两性金属，不仅能溶于酸也都溶于强碱，放 出氢气； (2) Be 和Al 的氢氧化物都是两性化合物，易溶于强碱； (3) Be 和Al 都是共价化合物，易升华，聚合，易溶于有机溶 剂； (4) Be 和Al 常温下不与水作用，与冷的浓硝酸接触时都发生 钝化现象； (5) Be 和Al 的盐都易水解。
12、关于s 区元素的性质下列叙述中不正确的是 A、 由于s 区元素的电负性小，所以都形成典型的离子型化 、 由于 区元素的电负性小， 合物 B、 在s 区元素中，Be、 Mg 因表面形成致密的氧化物保护 膜而对水较稳定 C、 s 区元素的单质都有很强的还原性 D、 除Be、 Mg 外，其他s 区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做 焰火材料 13、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M3N2 B、 单质都易与水、水蒸气反应得到氢气 、 单质都易与水、水蒸气反应得到氢气(p378) C、M(HCO3)2 在水中的溶解度大于MCO3 的溶解度 (p392) D、这些元素几乎总是生成+2 价离子
碳酸盐受热分解的难易程度与阳离子的极化作用 有关。阳离子对CO32-离子的极化作用，使CO32-不稳定 离子的极化作用， 有关。阳离子对 以致分解，极化作用越大越易分解。 质子） 以致分解，极化作用越大越易分解。H+（质子）的极 化作用超过一般金属离子，所以有下列热稳定性顺序： 化作用超过一般金属离子，所以有下列热稳定性顺序： M2CO3>MHCO3>H2CO3 p430另外一种解释 另外一种解释
s区,p区元素
Na 黄 589.2
K 紫 766.5
Ca 橙红 714.9
Sr 深红 687.8
Ba 黄绿 553.5
波 长 / nm
热稳定性
碱金属的卤化物在高温时挥发而难分解；
碱金属的硫酸盐在高温下既难挥发，又难分解
碱金属的硝酸盐热稳定性较低，在一定温度可分解 碱土金属的卤化物、硫酸盐对热也较稳定 碱土金属的碳酸盐热稳定性较碱金属碳酸盐要低
增强
判断碱性强弱的半定量公式
f
离子势 f1/2>0.33，金属氢氧化物显酸性
=
阳离子电荷
= 阳离子半径
Z r
0.33>f1/2>0.22，金属氢氧化物显两性
f1/2<0.22，金属氢氧化物显碱性
8.1.5 盐类
重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐 晶型
绝大多数是离子型晶体，但锂和铍的某些盐有一定的共价性。
溶解度的变化
LiOH Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
增 大
NaOH KOH RbOH CsOH
增
大
减小
碱性的变化
LiOH Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
增 强
NaOH KOH RbOH CsOH
盐类的应用
硝酸钾：在空气中不吸潮,在加热时有强氧化性,用来制
造黑火药。硝酸钾还是含氮、钾的优质化肥。
氯化镁：通常以MgCl2· 6H2O形式存在，它能水解为
Mg(OH)Cl，氯化镁易潮解，普通食盐的潮解 就是其中含有氯化镁之故。纺织工业中用氯化 镁保持棉纱的湿度而使其柔软。
s区元素
熔点低 导电、导热性好
s区单质的熔、沸点变化
2.化学性质 •与氧、硫、氮、卤素反应 单质在空气中燃烧，形成相应的氧化 物：锂和碱土金属还能生成氮化物。 Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 BeO MgO CaO SrO BaO2 Na2O2
通性：
1.s区元素是最活泼的金属元素，只有一种 氧化态； 2.s区元素所形成的化合物大多数是离子型 的（铍、多数锂、少数镁的化合物是共 价型的）； 3.s区元素性质变化规律
IA
金 属 性 、 还 原 性 增 强
IIA
Be Mg Ca Sr Ba
电 离 能 、 电 负 性 减 小
原 子 半 径 增 大
4LiH+ AlCl3 Li[AlH4 ] + 3LiCl 铝氢化锂
（无水）乙醚
Li[AlH4 ] 受潮时强烈水解
LiAlH4 + 4H2 O LiOH + Al(OH)3 + 4H2
Li[AlH4 ] 具有很强的还原性，可将醛、酮、 羧酸还原为醇，将硝基还原为氨基等。
12.3.2 氧化物
１．锂的熔点较高；
２．氢氧化锂的溶解度较小。
§12.2 s区元素的单质
12.2.1 单质的物理性质和化学性质 12.2.2 s区元素的存在和单质的制备
12.2.1 单质的物理性质和化学性质
1.物理性质
Li
Na
K
Rb
Cs
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
单质的物理性质： 有金属光泽 密度小（ Li, Na, K,
它 碱土金属的氯化物基本上都是离子型的。 ★铍的化合物热稳定性较差，易水解。 ★铍的氢氧化物Be(OH)2呈两性。 Be(OH)2 + 2H+ + 2H2O → [Be(H2O)4]2+ Be(OH)2 + 2OH- → [Be(OH)4]2-
第十二章 S 区元素
第十二章S 区元素·教学基本要求·⑴熟悉碱金属和碱土金属的通性。
⑵掌握碱金属和碱土金属的氢化物、氧化物、过氧化物、超氧化物的生成和基本性质； 熟悉碱金属和碱土金属氢氧化物碱性强弱的变化规律、重要盐类的溶解性和热稳定性。
⑶了解锂、铍的特殊性和对角线规则。
·重点内容摘要·⒈ s 区元素的通性S 区元素包括ⅠA 族和ⅡA 族元素，即碱金属和碱土金属。
碱金属和碱土金属原子的价层电子构型分别为 1ns 和 2ns ，它们很容易失去 ns 电子。
碱 金属和碱土金属的常见氧化值分别为+1和+2。
S 区元素的化合物大多是离子型化合物。
碱金属和碱土金属都是轻金属，密度小，硬度小，熔点和沸点较低，导电性和导热性好。
碱金属和碱土金属都是活泼金属，具有强还原性。
S 区元素基本性质的递变规律归纳如下：⒉ s 区元素的氢化物金属性还原增强电离能、电负性减小原子半径增大原子半径减小，电离能、电负性增大金属性、还原性减弱I ALi Na K Rb Cs ⅡA Be Mg Ca Sr Ba⑴氢化物碱金属和碱土金属中的镁、钙、锶、钡可以分别形成离子型氢氧化物。
离子型氢氧化物具有强还原性，它们与水反应生成相应的氢氧化物和氢气。
⑵氧化物碱金属和碱土金属在空气中燃烧的主要产物如下：Li 2O (Li 3N) Na 2O 2 KO 2 RbO 2 CsO 2BeOMgO (Mg 3N 2)CaO (Ca 3N 2)SrO BaO (BaO 2)S 区元素的正常氧化物与水反应生成相应的氢氧化物；过氧化物与水反应生成氢氧化物 和 H 2O 2，例如：Na 2O 2 + 2H 2O ® 2NaOH + H 2O 2超氧化物与水反应生成氢氧化物、H 2O 2 和 O 2，例如：2KO 2 + 2H 2O ® 2KOH + H 2O 2 + O 2⑶氢氧化物碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解度大小和碱性强弱的次序如下：⑷重要盐类性质的递变规律碱金属的盐大多是离子型化合物，它们的熔点、沸点较高。
第十二章-补充 氢元素
南
要反应得以进行，则需供给热量：
θ CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O, = – 803.3 kJ•mol–1 ΔH m 这样靠“内部燃烧”放热，供焦炭或天然气与水作 用所需热量，无须从外部供给热量。
京
θ ΔH m = 206.0 kJ•mol–1 H2(g) + CO(g), θ = 131.3 kJ•mol–1 ΔH m
化 学H− 的反应性
(1) 化合
2E + H2 (g) → 2 EH
2Li (l) + H2 (g) → 2LiH (s)
20
14
例如：LiAlH4 + SiCl4 → LiAlCl4 + SiH4
/7
/3
E’H + EX → E’X + EH
0
(3) 复分解
20
14
移到半导体与电解质间的表面，来自 Fe2+ 的电子填充空穴。
/7
/3
0
南
京
大
学
p 从海水中制氢
20 14 /7 /3 0 南 京 大 学
化 学 原 理 课 件
氢能源—21世纪的清洁能源
20 14 /7 /3 0 南 京 大 学
化 学 原 理 课 件
20 14 /7 /3 0 南 京 大 学
1273 K 1273 K
/3
为 了制氢， 必须 分 离 出 CO 。 可 将水 煤 气 连 同 水 蒸 气一起通过红热的氧化铁催化剂，CO 变成 CO2 ，然后 在 2×106 下用水洗涤 CO2 和 H2 的混合气体，使 CO2 溶 于水而分离出 H2 。
0
南
京
新312第12章s区元素
Chloride, silicate, phosphate, sulfide, oxide, free element, sulfate, carbonate
氯化物，硅酸盐，磷酸盐， 硫化物， 氧化物， 单质， 硫酸盐，碳酸盐
Occurrences of metals 存在方式
• free elements单质— Au、Ag、Pt、Cu； • binary compounds 二元化合物 — oxides 氧化物、 — sulfides 硫化物、 — halides 卤化物… • oxo-acids 含氧酸盐 — carbonates 碳酸盐、 — silicates 硅酸盐、 — sulfates 硫酸盐…
Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
In engineering, metals can be classified as 按工程技术分
• ferrous metals 黑色金属: 如Fe、Mn、Cr • non-ferrous metals有色金属: • and the non-ferrous metals can be divided as the heavy, light, noble, rare, and radioactive.又分重、轻、贵、稀有、 放射性
The properties of metals性质(1)
Physical properties
• luster光泽: most metal are silvery.金属大多呈银 白色, Au—golden金黄色，Bi—pale red淡红， Cu—紫红色；
• density密度: light metals with the density less than 5gcm3; 按5g.cm3为标准,分为轻金属, 否则 为重金属； • melting point 熔点: the melting points between metals show great difference. 金属熔点差别很 大。 如：Hg (liquid)、W (3380℃)；
s区、d区、ds区重要元素及其化合物
s区、d区、ds区重要元素及其化合物(s Block, ds Block, d Block Elements and Compounds)9.1 s区元素s区元素中锂(Lithium)、钠(Sodium)、钾(Potassium)、铷(Rubidium)、铯(Cesium)、钫(Francium)六种元素被称为碱金属(alkali Metals)元素。
铍（Beryllium）、镁(Magnesium)、钙(Calcium)、锶(Strontium)、钡(Barium)、镭(Radium)六种元素被称为碱土金属(alkaline earth metals)元素。
锂、铷、铯、铍是稀有金属元素，钫和镭是放射性元素。
碱金属和碱土金属原子的价层电子构型分别为ns1和ns2，它们的原子最外层有1～2个电子，是最活泼的金属元素。
9.1.1 通性碱金属和碱土金属的基本性质分别列于表9-1和表9-2中。
表9-1碱金属的性质碱金属原子最外层只有1个ns电子，而次外层是8电子结构(Li的次外层是2个电子)，它们的原子半径在同周期元素中(稀有气体除外)是最大的，而核电荷在同周期元素中是最小的，由于内层电子的屏蔽作用较显著，故这些元素很容易失去最外层的1个s电子，从而使碱金属的第一电离能在同周期元素中最低。
因此，碱金属是同周期元素中金属性最强的元素。
碱土金属的核电荷比碱金属大，原子半径比碱金属小，金属性比碱金属略差一些。
s区同族元素自上而下随着核电荷的增加，无论是原子半径、离子半径，还是电离能、电负性以及还原性等性质的变化总体来说是有规律的，但第二周期的元素表现出一定的特殊性。
例如锂的EΘ(Li+/Li)反常地小。
表9-2碱土金属的性质s区元素的一个重要特点是各族元素通常只有一种稳定的氧化态。
碱金属的第一电离能较小，很容易失去一个电子，故氧化数为＋1。
碱土金属的第一、第二电离能较小，容易失去2个电子，因此氧化数为＋2。
在物理性质方面，s区元素单质的主要特点是：轻、软、低熔点。
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第12章 碱金属和碱土金属—— 内蒙古民族大学
钾比钠活泼，为什么能通过如下反应制备金属钾？ KCl + Na NaCl + K 钾 的 第 一 电 离 能 (418.9 kJ· mol-1 ) 比 钠 的 (495.8 kJ· mol-1)小,但通过计算可知固相反应的ΔrHm是个不大 的正值。钾的沸点(766 º C)比钠的(890 º C )低,当反应 体系的温度控制在两沸点之间 , 使金属钾变成气态 , 金 属钠和KCl、NaCl 仍保持在液态,钾由液态变成气态 , 熵值大为增加,反应的TΔrSm项变大,有利于ΔrGm变成负 值使反应向右进行。同时 , 钾变成蒸气 , 设法使其不断 离开反应体系,让体系中其分压始终保持在较小的数值 。不难预料随 Pk变小 ,ΔrGm向负值的方向变动 ,有利于 反应向右进行。
(阴极)
(阳极)
在电解中，必要时要混入适当的助熔剂，如在氯 化钠的电解中，是加入CaCl2为助熔剂，其作用是： 1. 降低熔点（钠熔点=1073K，混合盐熔点=873K） 2. 防止钠的挥发 3. 减小钠的分散性（熔盐密度大，钠密度小，易浮于 熔盐上面进行分离）
热还原法 热还原法中常用碳或碳化物作还原剂，从金属氧 化物或碳酸盐中还原出金属。 K2CO3＋2C 1473K 真空 2K＋3CO 2KF＋CaC2 1273 - 1473 K CaF2＋2K＋2C MgO + C CO + Mg MgO + CaC2 Mg + CaO + 2C 金属置换法:用活泼金属作还原剂的热还原法称金属置 换法，常用还原剂金属有：Na、Ca、Mg、Ba、Al等。 KCl + Na ==== NaCl + K RbCl + Ca == CaCl2 + 2Rb
C-208 TUPIAN
无机化学试题及答案解析
无机化学试题及答案解析第12章s区元素（第一套）一、单选题1.重晶石的化学式为(a)baco3,(b)baso4,(c)na2so4,(d)na2co32.下列碳酸盐，溶解度最小的是(a)nahco3,(b)na2co3,(c)li2co3,(d)k2co33.nano3受热分解的产物是（a） na2o，no2，o2；（b）nano2，o2；（c）nano2，no2，o2；（d）na2o，no，o2。
以下哪对元素具有最相似的化学性质(a)be和mg(b)mg和al(c)li和be(d)be和al5.下列元素中第一电离能最小的是(a)li(b)be(c)na(d)mg6.下列最稳定的氮化物是（a） li3n（b）na3n（c）k3n（d）ba3n27.下列水合离子生成时放出热量最少的是(a)li+(b)na+(c)k+(d)mg2+8.下列最稳定的过氧化物是（a） li2o2（b）na2o2（c）k2o2（d）rb2o29。
在以下化合物中，离子键最少的是（a）LiCl（b）NaCl（c）KCl（d）BaCl210.下列碳酸盐中热稳定性最差的是（a） baco3（b）caco3（c）k2co3（d）na2co311。
在以下化合物中，具有磁性的是（a）Na 2O 2（b）SRO（c）Ko 2（d）Bao 212.关于s区元素的性质下列叙述中不正确的是（a）由于S区元素的电负性很小，它们都形成了典型的离子化合物(b)在s区元素中,be、mg因表面形成致密的氧化物保护膜而对水较稳定(c)s区元素的单质都有很强的还原性（d）除了be和Mg之外，其他s区元素的硝酸盐或氯酸盐也可以用作烟花材料13至于Mg、CA、Sr、Ba及其化合物的性质，以下陈述是不正确的：（a）简单物质可以在氮气中燃烧形成氮化物m3n2（b）简单物质很容易与水蒸气反应获得氢气(c)m(hco3)2在水中的溶解度大mco3的溶解度(d)这些元素几乎总是生成+2价离子二、对错问题（判断下列陈述是否正确，填写“√因为氢可以形成H+，所以它可以分为碱金属2.铍和其同组元素相比离子半径小极化作用强所以形成键具有较多共价性3.在周期表中，处于对角线位置的元素性质相似，这称为对角线规则。
s区元素
氘
氘化锂 - 6
锂 – 6元件 (锂 - 铝合金) 反应堆辐照
氢弹 氚
分离纯化
在此裂变中，1kg锂具有的能量大约相当于两万吨优质 煤炭, 比U-235裂变产生的能量还要大8倍。1kg锂至少可
以发出340千瓦的电力。
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“摇椅电池” 副篇内容 知识介绍
—安装在笔记本电脑中的锂离子电池是怎样工作的?
间飞行器；
3. 制造高功率长效电池（用于手表、计算机、心脏起搏 器等）； 4. 同位素(在天然锂中约占７.５%)受中子轰击产生热核 武器的主要原料氚：
1 0 4 n Li H 2He 6 3 3 1
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金属锂
锂矿石冶炼 锂盐
未来的新能源
同位素分离 锂-6
重水生产
金属性、还原性减弱
原子半径减小
电离能、电负性增大
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1、几个问题的说明
(1).锂和铍的的特殊性
锂和铍离子半径都特别小（60和31pm）。因此其
极化能力很强，其化合物具有一定的共价性。
尤其是Be2+，离子半径特别小，电荷又高，因而
其化合物的共价性往往超过离子性。
LiI的共价性约为50%；BeI2的共价性约为75%。
的研究中用于高精度计时。
1999年花费65万美元,安放在美国国家标准 和技术研究所.2000万年内误差不超过1 s
最近由中科院研制的铯原子钟, 200万年内误差不超过1 s
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金属铍
“轻金属”，70 %～80 % 用来制造铍
铜合金。 金属铍和铍基合金的弹性-质量比
、拉伸应力和导热性都较高，因而用于各 种空间飞行器。还用于制造氧化物陶瓷、
s区元素主要包括元素周期表中IA组元素和IIA组元素
s区元素主要包括元素周期表中IA组元素和IIA组元素，IA组元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种元素，由于钠和钾的氢氧化物是典型的碱，因此又称碱金属，IIA组元素包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种元素，由于钙，锶，钡的氧化物之性质介于碱金属与稀土元素之间，因此又称碱土金属。
p区元素包括元素周期表中IIIA族元素~VIII族元素。
IIIA族元素又称为硼族元素，包括硼、铝、镓、铟、铊等元素；IVA族元素又称作碳族元素，包括碳、硅、锗、锡、铅等元素；VA族元素又称作氮族元素，包括氮、磷、砷、锑、铋等元素；VIA族元素又称为氧族元素，包括氧、硫、硒、碲、钋等元素；VIIA族元素又称卤素，包括氟、氯、溴、碘、砹等元素；VIIIA族元素或0族元素，又称为稀有气体或惰性气体，包括氦、氖、氩、氪、氙、氡等元素。
d区元素是元素周期表中的副族元素，即第3至第12族元素。
这些元素中具有最高能量的电子是填在d轨道上的。
这些元素有时也被称作过渡金属。
f区元素指的是元素周期表中的镧系元素和锕系元素。
大多数元素具有最高能量的电子是排布在f轨道上的。
这一区中同周期的元素之间的性质差别很小，这一点在镧系各元素中表现得很明显。
1 原子半径（1）除第1周期外，其他周期元素（惰性气体元素除外）的原子半径随原子序数的递增而减小；（2）同一族的元素从上到下，随电子层数增多，原子半径增大。
注意：原子半径在VIB族及此后各副族元素中出现反常现象。
从钛至锆，其原子半径合乎规律地增加，这主要是增加电子层数造成的。
然而从锆至铪，尽管也增加了一个电子层，但半径反而减小了，这是与它们对应的前一族元素是钇至镧，原子半径也合乎规律地增加（电子层数增加）。
然而从镧至铪中间却经历了镧系的十四个元素，由于电子层数没有改变，随着有效核电荷数略有增加，原子半径依次收缩，这种现象称为“镧系收缩”。
镧系收缩的结果抵消了从锆至铪由于电子层数增加到来的原子半径应当增加的影响，出现了铪的原子半径反而比锆小的“反常”现象。
大学无机化学第十二章S区元素PPT课件
碱土金属的导电性和 导热性良好，其良好 的延展性也使其易于 加工。
碱土金属的密度较大， 且随原子序数增加而 增大。
碱土金属的化学性质
碱土金属的化学性质活泼，有较 强的还原性，容易失去电子成为
正离子。
碱土金属离子具有较强的水合能 力，易与水反应生成氢氧化物。
碱土金属的氧化物大多数为碱性 或两性氧化物，表现出较强的碱
镓的化合物在医药、农业和电子工业等领域也有广泛应用。
镓、铟、铊的性质和用途
铟的性质和用途
铟是一种银白色的软金属，具有较好的延展性和导电性，主要用于制作液晶显示 器和电子元件。
镓、铟、铊的性质和用途
铊的性质和用途 铊是一种银白色的金属，具有较低的熔点和沸点，主要用于制作高温温度计和光电管等器件。
铊的化合物在医药和农业等领域也有一定的应用。
铋的性质和用途
铅是一种青白色的金属，具有较高的密 度和耐腐蚀性，主要用于制作电池、颜 料和涂料等材料。
铅的化合物在医药、农药和染料等领域 也有广泛应用。
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S区元素在周期表中的位置
总结词
S区元素在周期表中占据第1列和第2 列的位置。
详细描述
在周期表中，S区元素占据第1列和第 2列的位置，这些位置对应于元素周期 表的s区和p区。这些元素具有相似的 电子构型和化学性质，通常表现出强 烈的金属性质。
S区元素的特点和性质
要点一
总结词
S区元素具有低原子序数、小原子半径、高电离能、低电子 亲和能等特点。
大学无机化学第十二章s 区元素ppt课件
• S区元素的概述 •氢 • 碱金属 • 碱土金属 • 其他S区元素
01
S区元素的概述
S区元素的定义
无机化学课件12-s区元素
对土壤的影响
土壤污染
S区元素在工业生产过程中 可能通过废渣、废气等途 径进入土壤，导致土壤污 染。
土壤质量下降
这些元素在土壤中积累， 可能影响土壤的理化性质 ，导致土壤质量下降。
农产品安全问题
被污染的土壤可能影响农 作物的生长和品质，进而 影响农产品安全。
对大气的影响
大气污染
S区元素可能以气态或颗粒物的形 式排放到大气中，造成大气污染 。
SUMMAR Y
01
S区元素的概述
定义与特性
定义
S区元素指的是元素周期表中第12族（IIIB族）的元素，包括钪（Sc）、钇（Y ）、镧（La）、锕（Ac）等。
特性
S区元素都是金属元素，具有金属的通性，如导电、导热、延展性等。它们在化 学反应中通常表现出较强的还原性，易于失去电子成为正离子。
S区元素在自然界中的存在形式
金属氢化物是S区元素与氢反应生成的化合物，它们具有高的能量密度和稳定性。金属氢化物在能源储存和转换领域有潜在的 应用价值。
金属氢化物在工业中有一定的应用，如作为储氢材料和制备其他金属氢化物的原料。此外，一些金属氢化物还具有特殊的物 理和化学性质，可用于制备新型材料和器件。
REPORT
CATALOG
环保催化剂
利用硫元素制备的催化剂可用于 处理工业废气，降低污染物排放 。
合成新物质
含硫化合物
硫单质或硫化物可与其他元素合成多 种含硫化合物，如硫酸、硫代硫酸盐 等。
高分子材料
含硫元素的高分子材料具有特殊性能 ，如耐高温、抗氧化等，在航空、航 天等领域有广泛应用。
REPORT
CATALOG
DATE
REPORT
CATALOG
DATE
大学一年级无机化学PPT课件-第十二章-S区元素(1)
Li2O Na2O2 KO2 RbO2 BeO MgO CaO SrO
CsO2 Ba2O2
Li2O
Na2O2
Gc2-706-18.12
KO2
具有很高的化学活泼性，能直接或间接地
与电负性较高的非金属元素形成相应的化台
物。如可与卤素、硫、氧、磷、氮和氢等元
素相化合。一般均形成离子化合物(除Li、Be
及Mg的卤化物外)。例如锂与氮气反应
6Li + N2 = 2Li3N
镁
与
碱土金属活泼性略差， 二
室温下这些金属表面缓
氧 化
慢生成氧化膜。它们在 空气中加热发生反应，
碳 反 应
生成氧化物和少量氮化
物(如：Ca3N2、Mg3N2)。
因此在金属熔炼中常用Li、Ca等除去溶解 在熔融金属中的氮气和氧气，在电子工业中 常用Ba除去真空管中痕量氮气和氧气，在高 温时碱金属和碱土金属还能夺取某些氧化物 中的氧，如镁可使CO2的碳还原成单质。
碱土金属单质的某些典型反应
N2 M3N2 (M = Mg)
H2O M(OH)2 + H2 (M = Ca, Sr, Ba)
MO + H2 (M = Be, Mg)
水蒸气
MX2 O2
MO2 (M = Ba), MO
M
NH3
M(NH2)2 + H2
NaOH HMO2- + H2 (M = Be)
MH2 (M = Ca, Sr, Ba)
12.2.1 物理和化学性质 Physico-chemical property
12.2.2 矿物资源和金属单质制备 Natural recourses, elementary substance abstraction
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 s区元素)
12.2 课后习题详解1.完成并配平下列反应方程式：解：各配平的化学方程式如下：2(2)2LiH()2Li+H B 熔融2. 写出下列过程的反应方程式，并予以配平。
（1）金属镁在空气中燃烧生成两种二元化合物；（2）在纯氧中加热氧化钡；（3）氧化钙用来除去火力发电厂排出废气中的二氧化硫；（4）惟一能生成氮化物的碱金属与氮气反应；（5）在消防队员的空气背包中，超氧化钾既是空气净化剂又是供氧剂；（6）用硫酸锂同氢氧化钡反应制取氢氧化锂；（7）铍是s 区元素中惟一的两性元素，它与氢氧化铀水溶液反应生成了气体和澄清的溶液；（8）铍的氢氧化物与氢氧化钠溶液混合；（9）金属钙在空气中燃烧，将燃烧产物再与水反应。
解：3. 商品NaOH （s ）中常含有少量的Na 2CO 3，如何鉴别之，并将其除掉。
在实验室中，如何配制不含Na 2CO 3的NaOH 溶液?解：鉴别方法：将样品溶于少量水中，然后加入盐酸，若出现气泡，则说明有存在。
在实验室中，可将商品溶于水中，然后加入，得到的23Na CO NaOH 2BaOH （）3BaCO 沉淀，过滤即可得到较纯的溶液。
NaOH 4. 用两种不同的简便方法区分Li 2CO 3（s ）和K 2CO 3（s ）。
解：方法一：将两种样品加入稀盐酸进行溶解，反应得到和，然后分别做焰LiCl KCl 色反应，深红色的为，紫色的为。
23Li CO 23K CO 方法二：将两种样品用水进行溶解，能溶解的是，不能溶解的是。
23K CO 23Li CO 5.都是强碱，自行设计不同的实验方案来区分这两种碱。
如何区分KOH （s ）和Ba （OH ）2（s ）?解：（1）鉴别和的方法：NaOH 2Ca OH （）①将两种碱各取少量配成溶液，分别通入二氧化碳气体，产生白色沉淀的是Ca （OH ）2，无明显现象的是NaOH 。
②将两种碱各取少量配成溶液，分别加入一定量的盐酸，作焰色反应实验。
产生黄色火焰的是NaOH ，产生橙红色火焰的是Ca （OH ）2。
S区元素
K通常不用电解法而用置换制备，这是因为它易溶 在熔融的KCl中，难于分离，且电解中产生的超氧 化物与金属钾会发生爆炸，所以不用电解法制钾。 Rb和Cs也是这样。
（3）金属置换法
高温低压下
KCl + Na = NaCl + K 2RbCl +Ca = CaCl2 + 2Rb
2CsAlO2 + Mg = MgAl2O4 + 2Cs
碱金属是活泼性最强的金属元素， -519 -406 -322 -293 -254 都是强还原剂; Li+的水合热特别大
表2 碱土金属元素的一些基本性质
元素 性质 价电子构型 主要氧化数 第一、二电离能 (kJ.mol-1) 第三电离能 (kJ.mol-1) E0(M2+/M)(V) M2+ 水合热 (kJ.mol-1) 906 1757 14849 -1.85 -2494 744 1451 7733 -2.36 -1921 Be 2S2 Mg 3S2 Ca 4S2 +2 596 1145 4912 -2.87 -1577 556 1064 4210 -2.89 -1443 509 965 3575 -2.91 -1305 Sr 5S2 Ba 6S2
•3KOH(s)
•
+2O3(g) =
2KO3(s) + KOH·H2O(s) +1/2O2(g)
•KO3 桔红色晶体，缓慢分解为KO2 + O2
•与水反应放出O2
三类氧化物的比较
•1、生成何种氧化物
•原则：半径：大配大；小配小 • 电荷：高配高；低配低 • 高电荷-小半径更稳定
•2、与水反应
正常氧常氧 H 2 O 氢氧化物 过氧化物 H 2 O 氢氧化物 H 2 O 2 超氧氧化 H 2 O 氢氧化物 H 2 O 2 O 2
厦门大学无机化学第12章-ds区元素
第十二章ds区元素12。
1 铜族元素 (1)12。
2 锌族元素 (10)12.1 铜族元素12。
1.1 铜族元素通性铜族元素1。
铜族元素通性铜族元素的氧化态有＋1，＋2，＋3三种，这是由于铜族元素最外层ns电子和次外层（n-1)d电子能量相差不大。
有人认为在本族元素中,元素第二电离能与第一电离能的差值越小，它的常见氧化值就越高.对于Cu、Ag、Au,Δ（I2—I1）Au 〈Δ(I2—I1）Cu < Δ(I2-I1）Ag所以常见氧化态物＋3，＋2，＋1。
铜、银、金的标准电势图如下所示：12.1.2 铜族元素金属单质2。
铜族元素金属单质(1）.物理性质铜和金是所有金属中仅有的呈现特殊颜色的二种金属，铜族元素的熔点、沸点、硬度均比相应的碱金属高。
这可能与d电子也参与形成金属键有关。
由于铜族金属均是面心立方晶体（如下图），它们不仅堆积最密而且存在较多可以滑动的高密度原子层,因而比相应的碱金属（多为体心立方晶体）密度高得多，且有很好的延展性，其中以金最佳。
铜族元素的导电性和传热性在所有金属中都是最好的,银占首位,铜次之。
（2）。
化学性质铜族元素的化学活性远较碱金属低，并按Cu—-Ag-—Au的顺序递减.在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层铜绿。
铜绿可防止金属进一步腐蚀，其组成是可变的。
银和金不会发生该反应。
空气中如含有H2S气体与银接触后，银的表面上很快生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去银白色光泽。
()在电位序中，铜族元素都在氢以后，所以不能置换稀酸中的氢。
但当有空气存在时，铜可缓慢溶解于这些稀酸中：浓盐酸在加热时也能与铜反应,这是因为Cl－和Cu＋形成了较稳定的配离子[CuCl4］3—,使Cu == Cu+＋e-的平衡向右移动：铜易为HNO3、热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解银与酸的反应与铜相似,但更困难一些;而金只能溶解在王水中:铜、银、金在强碱中均很稳定。
12。
1。
3 铜族元素重要化合物3。
第12章 碱金属和碱土金属
氧化值
碱土金属元素的一些性质
Be 2s2 111 2467 1287 1.8477 1.5 905.63 1757 14849 -48.2 -1.968 +2
金属钠与水发生猛烈作用；金属钾、铷、铯遇水发生燃 烧，甚至发生爆炸。金属锂、钙和钡与水反应比较缓慢， 其原因是这几种金属的熔点较高，反应中放出的热不足以 使它们熔化成液体；另外这几种金属元素的氢氧化物的溶 解度较小，覆盖在金属固体表面，减慢了金属与水的反应 速率。
从碱金属元素和碱土金属元素的电负性和单质所在电 对的标准电极电势看，不论是在固态或在水溶液中碱金 属和碱土金属都具有很强的还原性。虽然金属锂在碱金 属单质中是相对稳定的，但由于 Li+ 的半径相当小，水 合时放出的热比金属钠等其他金属还多，因此E 最 (Li/Li) 小，锂在水溶液中的还原性相当强。
Rb 5s1 248 691 39.31 1.532 0.8 409.22 2633 46.9 -2.943 +1
Cs 6s1 265 668.2 28.44 1.8785 0.7 381.90 2230 45 -3.027 +1
价层电子组态
金属半径/pm 沸点/℃ 熔点/℃
密度/(g·cm-3) 电负性
生命必需元素Na，K和Mg，Ca 。
第一节 碱金属和碱土金属元素的单质
一、物理性质 二、化学性质
一、物理性质
碱金属和碱土金属都具有金属光泽，有良好的导电性和 延展性。除了铍和镁单质以外，其他碱金属和碱土金属都很 软，可以用刀切割。金属锂、钠和钾的密度小于 1 g·cm-3， 比水的密度小。
s区和ds区元素吉林大学无机化学
H 2 (g)
HCl
③ Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸
Cu 4HNO3 (浓) Cu(NO 3 )2 2NO2 2H 2O Ag 2HNO3 (浓) AgNO 3 NO2 H 2O Cu 2H 2SO4 (浓) CuSO 4 SO2 2H 2O 2Ag 2H 2SO4 (浓) Ag 2SO4 (s) SO2 2H 2O Au 4HCl(浓) HNO3 (浓)
3Hg 8HNO3 (稀,过量) Hg(NO 3 )2 2NO 4H 2O
6Hg(
过量)
8HNO
3
(稀)
冷
3Hg
2
(NO
3
)
2
(4) 锌与OH-，NH3反应
2NO 4H 2O
Zn
2OH
2H 2O
Zn(OH)
24
H2
Zn
4NH3
2H 2O
Zn(NH
4Au 8NaCN 2H2O O2 4Na[Au(CN)2 ] 4NaOH
2
Au(CN
)2
Zn
Zn(CN
)
2 4
2
Au
Solvay制碱法（氨碱法）
海水
饱和吸收氨的海水
NH3
NaCl,H2O
CaCO3 煅烧
CaCO3CaO+CO2
NaCl
CO2
H2O NH3
Na++Cl-+NH3+CO2+H2O NaHCO3(s)+NH4++Cl-
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第12章 S区元素（第一套）
一、单选题
1. 重晶石的化学式是
(A) BaCO3 , (B) BaSO4 , (C) Na2SO4 ,
(D) Na2CO3
2. 下列碳酸盐，溶解度最小的是
(A) NaHCO3 , (B) Na2CO3 , (C) Li2CO3 , (D) K2CO3
3. NaNO3受热分解的产物是
(A)Na2O，NO2，O2；(B)NaNO2，O2；
(C)NaNO2，NO2，O2；(D)Na2O，NO，O2。
4. 下列哪对元素的化学性质最相似
(A) Be 和Mg (B) Mg 和Al (C) Li 和Be (D) Be 和Al
5. 下列元素中第一电离能最小的是
(A) Li (B) Be (C) Na (D) Mg
6. 下列最稳定的氮化物是
(A) Li3N (B) Na3N (C) K3N (D) Ba3N2
7. 下列水合离子生成时放出热量最少的是
(A) Li+ (B) Na+ (C) K+ (D) Mg2+
8. 下列最稳定的过氧化物是
(A) Li2O2 (B) Na2O2 (C) K2O2 (D) Rb2O2
9. 下列化合物中键的离子性最小的是
(A) LiCl (B) NaCl (C) KCl (D) BaCl2
10. 下列碳酸盐中热稳定性最差的是
(A) BaCO3 (B) CaCO3 (C) K2CO3 (D) Na2CO3
11. 下列化合物中具有磁性的是
(A) Na2O2 (B) SrO (C) KO2 (D) BaO2
12. 关于s 区元素的性质下列叙述中不正确的是
(A) 由于s 区元素的电负性小,所以都形成典型的离子型化合物
(B) 在s 区元素中,Be、 Mg 因表面形成致密的氧化物保护膜而对水较稳定
(C) s 区元素的单质都有很强的还原性
(D) 除Be、 Mg 外,其他s 区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做焰火材料
13. 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M3N2
(B) 单质都易与水水蒸气反应得到氢气
(C) M(HCO3)2在水中的溶解度大MCO3的溶解度
(D) 这些元素几乎总是生成+2 价离子
二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”错的填“×”)
1. 因为氢可以形成H+,所以可以把它划分为碱金属
2. 铍和其同组元素相比离子半径小极化作用强所以形成键具有较多共价性
3. 在周期表中，处于对角线位置的元素性质相似，这称为对角线规则。
4. 碱金属是很强的还原剂所以碱金属的水溶液也是很强的还原剂
5. 碱金属的氢氧化物都是强碱性的
6. 氧化数为+2的碱土金属离子在过量碱性溶液中都是以氢氧化物的形式存在
7. 碱金属和碱土金属很活泼,因此在自然界中没有它们的游离状态
8. CaH2便于携带,与水分解放出H2, 故野外常用它来制取氢气
9. 碱金属的熔点沸点随原子序数增加而降低可见碱土金属的熔点沸点也具有这变
化规律
10.由Li至Cs的原子半径逐渐增大所以其第一电离能也逐渐增大
11.碳酸及碳酸盐的热稳定性次序是NaHCO3>Na2CO3>H2CO3。
三、填空题
1. 金属锂应保存在中,金属钠和钾应保存在中。
2. 在s 区金属中熔点最高的是，熔点最低的是，
密度最小的是，硬度最小的是。
3. 周期表中处于斜线位置的B 与Si、、
性质十分相似，人们习惯上把这种现象称之为斜线规则或对角线规则
4. 给出下列物质的化学式
(1) 萤石；(2) 生石
膏；
(3) 天青石；(4) 方解
石；
(5) 光卤石；(6) 智利硝
石；
(7) 芒硝；(8 纯
碱；
5. Be(OH)2 与Mg(OH)2 性质的最大差异
是 .
6. 电解熔盐法制得的金属钠中一般含有少量的 ,其原因是 .
7. 熔盐电解法生产金属铍时加入NaCl 的作用
是 .
8. 盛Ba(OH)2 的试剂瓶在空气中放置一段时间后, 瓶内出现一层白膜是 .
9. ⅡA 族元素中性质表现特殊的元素是 ,他与p 区元素中的性质极相似,
如两者的氯化物都是化合物在有机溶剂中溶解度较大
10. 碱土金属的氧化物从上至下晶格能依次 ,硬度逐渐 ,熔点依次 .
四、完成并配平下列反应方程式
1. 在过氧化钠固体上滴加热水
2. 将二氧化碳通入过氧化钠
3. 将氮化镁投入水中
4. 向氯化锂溶液中滴加磷酸氢二钠溶液
5. 六水合氯化镁受热分解
6. 金属钠和氯化钾共热
7. 金属铍溶于氢氧化钠溶液中
8. 用NaH 还原四氯化钛
9. 将臭氧化钾投入水中
10. 将氢化钠投入水中
五、简答题
1．为什么把CO2通人Ba(OH)2溶液时有白色沉淀，而把CO2
通人BaCl2溶液时没有沉淀产生?
2．商品NaOH中常含有Na2CO3，怎样用简单的方法加以检验? 3．Ba(OH)2、Mg(OH)2、MgCO3都是白色粉末，如何用简单的实验区别之。
4. 钾要比钠活泼,但可以通过下述反应制备金属钾.请解释原因并分析由此制备金属
钾是否切实可行 Na + KCl = NaCl + K
5. 举例说明铍与锂的相似性
6. 一固体混合物可能含有MgCO3、Na2CO3、Ba (NO3)2、 AgNO3和CuSO4混合物.投
入水中得到无色溶液和白色沉淀;将溶液进行焰色试验,火焰呈黄色;沉淀可溶于
稀盐酸并放出气体.试判断那些物质肯定存在,哪些物质肯定不存在,并分析原因.
无机化学习题库参考答案:
第十二章 S区元素
一、单选题
二、判断题
三、填空题
1. 液态石蜡;煤油
2. Be; Cs; Li; Cs.
3. Be 与Al, Li 与Mg.
4. (1) CaF2, (2) CaSO4·2H2O, (3) BaSO4, (3) SrSO4, (4) CaCO3,
(5) KCl·MgCl2·6 H2O, (6) NaNO3, (7) Na2SO4·10H2O, (8) Na2CO3.
5. Be(OH)2具有两性,既溶于酸又溶于强碱；Mg(OH)2为碱性，只溶于酸。
6. 金属钙,电解时加入CaCl2 助溶剂而有少量的钙电解时析出.
7. 增加熔盐的导电性.
8. BaCO3
9. Be, Al, 共价
10. 减小,减小,降低
四、完成并配平下列反应方程式
1. 2Na2O2 + 2H2O(热) = 4Na + O2
2. 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
3. Mg3N2 + 6H2O = Mg(OH)2 + 2NH3
4. 3Li+ + HPO 42-
= Li 3PO 4 + H+
5. MgCl 2•6H 2O = Mg(OH)Cl + HCl + 5H 2O
6. Na(s) + K = NaCl + K(g)
7. Be + 2NaOH + 2H 2O = Na 2[Be(OH)4] + H 2
8. TiCl 4 + 4NaH = Ti + 2H 2 + NaCl
9. 4KO 3 + 2H 2O = O 2 + 4KOH
10. 2NaH + 2H 2O = 2NaOH + H 2
五、简答题
1. CO 2通入水中生成H 2CO 3或-3HCO ，它们在溶液中存在着解离平衡：-3HCO H ++-23CO ,当遇到Ba(OH)2解离出的-OH 时，
H + 和-OH 反应，使平衡向解离方向移动，从而使溶液中-23CO 的浓度增大，生成BaCO 3沉淀。
而在BaCl 2溶液中，无法生成大量的-23CO ，故不能生成BaCO 3沉淀。
2. 先将样品溶于水，再往溶液中加入BaCl 2溶液，若有白色
沉淀（BaCO 3）生成，则表明商品NaOH 中有Na 2CO 3；否则表明NaOH 中无Na 2CO 3。
3.（1）将三种物质分别加水溶解，能溶于水的是Ba(OH)2。
（2）往不溶于水的两种物质中分别加入HCl ，有气体产生的是MgCO 3，无气体产生的是Mg(OH)2。
4. 钾的沸点为774℃, 钠的沸点为883℃, 钾的沸点比钠的沸点低109℃. 控制温度在
钠和钾沸点之间,则生成的钾从反应体系中挥发出来,有利于平衡向生成钾的方向
移动.由于反应是一个平衡过程,反应不够彻底.同时钾易溶于熔融的氯化物中,
或生成超氧化物等因素,此方法并不切实可行.
5. Be 和Al 单质及化合物性质有许多相似之处.可以从以下几个方面来理解
(1) Be 和Al 都是两性金属,不仅能溶于酸也都溶于强碱,放出氢气
(2) Be 和Al 的氢氧化物都是两性化合物,易溶于强碱
(3) Be 和Al 都是共价化合物,易升华,聚合,易溶于有机溶剂
(4) Be 和Al 的盐都易水解
6. 肯定存在:MgCO3、Na2SO4.
肯定不存在:Ba(NO3)2、AgNO3、CuSO4.
混合物投入水中得无色溶液和白色沉淀,则CuSO4肯定不存在.溶液在焰色反
应时火焰呈黄色,则Na2SO4肯定存在.溶液中不存在
Ba(NO3)2. 沉淀可溶于稀
盐酸并放出气体,则肯定存在MgCO3. 而Ba(NO3)2 肯定不存在, AgNO3也肯定
不存在.因为AgNO3遇Na2SO4将有些Ag2SO4白色沉淀生成.沉淀中MgCO3在稀盐酸中溶解而Ag2SO4不溶.。