最新13第十三章S区元素汇总
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-
s-ds区元素
二、化学性质： （1）与氧反应 4Li + O2 == 2Li2O (白色） 2M + O2 == M2O2 (过氧物）( M = Na, K, Rb)
燃烧 燃烧
M + O2(过量）== MO2(超氧物）(M= Na, K, Rb)
过氧、超氧物不稳定 Na2O2 + 2H2O == H2O2 + 2NaOH
（二）同周期，IB~IIB比较： 性质 IB 价电子构型 (n-1)d10ns1 原子半径r/pm Cu 127.8 Ag 144.4 Au 144.2 Z* 金属活泼性 II B (n-1)d10ns2 Zn 133 Cd 149 Hg 151 稍大
< < <
<
（三）同族比较： （Z*与r互相制约） „ VIII IB IIB IIIA Al Z* 显著↗，主导 Cu Zn Ga r ↗，次要 Ag Cd In ∴金属性渐弱 Au Hg Tl （周期性）
Z 电离势 = — r
减小
（4）难溶盐在酸中的溶解 强酸的难溶盐不溶于酸，BaSO4 弱酸的难溶盐溶于强酸，CaCO3, CaC2O4溶于强酸
（5）一些化合物的俗名和用途 Na2CO3 纯碱。 NaHCO3小苏打。 MgSO4.7H2O泻药，镇静剂。 CaSO4.2H2O生石膏，雕塑，外科造型。 BaSO4重晶石，吸收X-射线，检查胃溃疡。 CaCl2干燥剂。 Na2SO4.10H2O芒硝，缓泻剂.
(6)焰色反应： Li+, 红色；Na+, 黄色; K+, 紫色； Rb+, Cs+, 紫红色； Ca2+, 橙色； Sr2+, 深红色；Ba2+，黄绿色 (7) 对角线规则
(整理)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。
普通化学S区元素
的电力。一座100千瓦的电厂一年消耗5吨锂。（扎布耶湖）
S区元素用途
金属钠
1. 作为还原剂制造某些难熔的金属如铀、钍、锆等，特别
是还原制备钛：
加热
TiCl4 + 4 Na
Ti + 4 NaCl
2. 因具有高的导热性和低的中子吸收能力，被用做快速增
殖反应堆的致冷剂。
3. 制作钠电缆、钠基电池和钠硫电池等。
(3) 焰色反应 (flame reaction)
碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧 时 ， 会 呈 现 出 一 定 的 颜 色 ， 称 为 焰 色 反 应 (flame reaction)。可以用来鉴定化合物中某元素的存在，特 别是在野外。
元 素 Li
Na K
Rb
Cs
Ca
Sr
Ba
颜 色 深红 黄 紫 红紫 蓝 橙红 深红 绿
3.形成配位氢化物
4LiH AlCl 3 （无水）乙醚Li[AlH 4 ] 3LiCl
铝氢化锂
Li[AlH 4 ] 受潮时强烈水解 LiAlH 4 4H 2O LiOH Al(OH) 3 4H 2
12.3.2 氧化物
1.形成三类氧化物 正常氧化物(O2-)：1s2 2s2 2p6 过氧化物(O22-)：
钾的最主要用途是制造钾肥。
庄稼是非常需要钾的。庄稼缺乏钾，茎秆便不会硬挺直立，易倒伏，对外界的抵抗力也大大减强。平均起来，每收获一吨小麦或 一吨马铃薯，就等于从土壤中取走五公斤钾；收获一吨甜萝卜，相当于取走二公斤钾。全世界平均每年要从土壤中取走2,500万吨钾！ 有 入 才 有 出 ， 这 也 就 是 说 ， 全 世 界 每 年 必 须 至 少 要 往 土 壤 中 施 加 合 钾 2,500 万 吨 的 钾 肥 ！ 含钾的化学肥料，主要有硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾。人们是从钾长石(花岗岩)、海水等中提取钾的化合物。特别是海水，含 有不少氯化钾。在农家肥料中，以草木灰，特别是向日葵灰，含钾最多，这是因为植物本来就从土壤中吸收了钾，那么，把它烧成灰 后，灰中当然也就含有钾了。在每吨粪便中，大约含有六公斤钾。
S区元素
混合盐密度增大，液Na浮在熔盐表面，
易于收集
金属钾能否采用类似制钠的方法制备呢？
不能采用同类方法，其原因是： (1)金属 K 与 C 电极可生成羰基化合物 (2)金属 K 易溶在熔盐中，难于分离 (3)金属 K 蒸气易从电解槽逸出造成爆炸
N2K合金 (或K)蒸气
Na N2
排泄阱 NaCl 渣 热
热
1. 燃烧反应的△G负值大小决定。Na生成Na2O、
Na2O2 和 NaO2的△G分别是 ―376 kJ·mol-1,
― 430 kJ·mol-1和― 389.2 kJ·mol-1, 因此燃烧产 物就是 Na2O2 。 2. △G 的大小由 rGm rHm TrSm 决定。 其中 △G的大小主要由 rHm来决定。rHm 则要由玻 恩－哈伯循环来决定。
二、氧化物
正常氧化物(O2-)：1s2 2s2 2p6
过氧化物(O22-)：
“能KK量(σ效2s )应2 (σ”*2要s )2求(σ 2体p )2积(π较2p )大4 (π的*2过p )4氧 离超子氧、化超物(氧O2离-) 子和臭氧离子更易被较 大的金K属K(阳σ 2s离)2 (子σ *所2s )2稳(σ定2p )。2 (π 2p )4 (π *2p )3
类型
在空气中 直接形成
间接形成
正常氧化物
Li、Be、Mg Ca、Sr、Ba
ⅠA、ⅡA族 所有元素
过氧化物
Na
除Li Be外的 所有元素
超氧化物
Na、K、 除Be、Mg、 Rb、Cs Li外所有元素
Na2O2 + 2Na 2Na2O 2KNO3 +10K 6K2O + N2
过氧化物和超氧化物 1. 在碱性介质中是强氧化剂,常用作 熔矿剂。 例 2Fe(CrO2)2+7Na2O2 →
元素化学—s区、d区、ds区元素及其重要化合物
锌盐
与S2-的作用 Zn2+ + H2S → ZnS(s,白) ，氨碱性条件下沉淀完全，溶于0.3 mol-1的HCl ZnSO4(aq) BaS(aq) ZnSBaSO4(s,白) 锌钡白(立德粉)
汞盐
为什么氯化亚汞分子式要写成 Hg2Cl2而不能写成 HgCl ？
汞除了形成氧化数为＋2的化合物外，还有氧化数为＋1的化合物。在氧 化数为＋1的汞的化合物中，汞以（—Hg—Hg—）形式存在。Hg（Ⅰ） 的化合物叫亚汞化合物。试验证明其中的汞离子是{Hg-Hg}2+，而不是 Hg+。
2Cd O2 2CdO(s,红棕色)
2Hg O2
360 2HgO(s,红、黄)
470
ห้องสมุดไป่ตู้
潮湿
4Zn 2O2 CO2 3H2O ZnCO3 3Zn(OH)2 碱式碳酸锌
单质的化学性质
(2) 与S的 作用
溶
ZnS(白)
解
度
M+S
MS
CdS(黄)
依 次
HgS (红、黑）
减 小
氧化物与氢氧化物
铜盐
CuSO4·5H2O称为胆矾，呈蓝色
CuSO 4 5H 2O 102C CuSO 4 3H 2O 113C CuSO 4 H 2O 258C CuSO 4
无水CuSO4为白色粉末，易溶于水，吸水性强，吸水后呈蓝色， 可检验有机液体中的微量水分
铜盐
CuSO4溶液中加入氨水，先生成浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀： 2Cu2+ + SO42-+ 2NH3∙H2O = Cu2(OH)2SO4(s) + 2NH4+
基 础 化 学
ds区元素
无机化学课件：第十三章 过渡元素
过渡元素在水溶液中形成的水合配离子，大都显色 （与s区、p区不同），主要是因为此时过渡元素离子 的d轨道未填满电子，可能在吸收不同波长可见光，d 电子跃迁显示出互补可见光的颜色出来。第Leabharlann 过渡元 素低氧化数离子的颜色见书。
第十三章 过渡元素
过渡元素
通过 钛 性渡 族
元、 素钒 慨族 述元
素
铬锰铁铜锌基 族族系族族本 元元和元元要 素素铂素素求
系 元 素
通性
第一过渡 系元素
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIII
21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni
钪钛 钒 铬锰铁钴镍
过渡元素概述
同一族元素从上到下，原子半径增大，但第五、 六周期（ⅢB除外），同族元素原子半径接近，这是 由于La系收缩的影响，从而导致第二、三过渡系同族 元素在性质上的差异，比第一和第二过渡系相应的元 素要小。
（二）单质的物理性质 由于过渡元素最外层一般为1~2个电子，容易失
去，所以它们的单质均为金属，单质的外观多为银白 色或灰白色，有光泽。 （三）金属活泼性 同族元素从上到下（除ⅢB外）活泼性减弱，原因：
过渡元素概述
（十）金属原子簇化合物
过渡元素金属原子间有直接的键合作用， 即可形成含有金属—金属键的簇状化合物， （一般三个或三个以上金属原子直接键合组成 的化合物为金属簇状化合物），尤其是第二、 三过渡系元素。由于(n-1)d轨道伸展较远，原 子实之间斥力较小，低氧化态离子的半径又较 大，可形成较稳定的金属—金属（M-M）键， 如[Re2Cl8]2-配离子，其中含有Re-Re键。
S区常见元素
S区常见元素一、教学目的1、掌握钠、钾、过氧化钠的主要性质；2、了解锂、钠、钾的微溶盐，Mg、Ca、Ba的氢氧化物及其盐类的溶解情况。
3、掌握用焰色反应检验元素的操作。
二、实验提要碱金属、碱土金属分属周期系第ⅠA、ⅡA 族，价电子构型ns1、ns2，属s 区元素。
其单质是最活泼的金属和还原剂，且从上到下，从碱金属到碱土金属活泼性增强。
在空气中能迅速地与O2、CO2、H2O 作用（Rb、Cs 在空气中自燃），需保存在煤油或液体石蜡中（Be、Mg 由于生成致密氧化膜而除外）。
在空气中燃烧时，锂、碱土金属生成正常氧化物；钠主要生成过氧化物；而钾、铷、铯则主要生成超氧化物。
Na2O2为淡黄色粉末状物质，与水或稀酸反应生成氢氧化钠或钠盐，同时产生H2O2。
H2O2会立即分解放出O2，所以过氧化钠具有强碱性和强氧化性。
与水相遇，Be、Mg 由于表面形成致密氧化物保护膜而对水稳定，分别需水蒸气及热水才反应，其它元素都易与冷水反应生成相应氢氧化物，放出氢气。
Na、K、Rb、Cs 与水反应随其金属性递增、单质熔点的减小，而剧烈程度加强。
碱金属与汞在常温下生成的合金称为汞齐，根据金属与汞的相对含量可呈固体或液体状态，由于可降低碱金属的反应活性，常用作化学反应中的温和还原剂。
在氢氧化物方面，碱金属的氢氧化物除LiOH 溶解度较小外，其余都很大，且都是强碱。
碱土金属的氢氧化物除Be(OH)2呈两性外，其余也都是碱性，但由于溶解度不如碱金属，所以碱性要弱得多，但从上到下，碱性是增强的，这与它们氢氧化物溶解度增大的趋势相一致。
绝大多数碱金属所形成的盐都是可溶的，并与水形成水合离子，仅有少数碱金属盐是难溶的，如LiF、Li2CO3、Li3PO4、Na[Sb(OH)6]、KHC4H4O6等均为白色微溶或难溶物。
碱土金属的难溶盐则要多得多，一般除氟外，一价阴离子是可溶的，除S2-以外，高价阴离子都是难溶的，如碳酸盐、磷酸盐、草酸盐。
原子结构与元素周期表周期表分区
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4) ds区：（n-1）d10ns1~2，(n-1)d全充满， 包括 ⅠB、ⅡB族 族元素， 过渡金属(d和 ds区金属合起来称为过渡金属)；
5) f区：（n-2）f1~14（n-1）d0~2ns2，包括有 元素，称为内过渡元素或内过渡系。
镧系和锕系
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2.（1）试确定32号元素在周期表中的位置。 [Ar]3d104s24p2 第四周期，ⅣA族
ds区 ⅠB、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 过渡元素
f区 镧系和锕系（n－2）f0～14ns2 过渡元素
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【课堂练习】
已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。试写出该元素基态原子 的价电子排布式、电子排布式并分析该元素在哪区？
由于是ⅥA族， 4d必是全充满的，所以 价电子排布为5s25p4
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Ⅰ A
元素周期表的分区简图
0
1
Ⅱ A
ⅢⅣⅤⅥ Ⅶ AAAA A
2
3
ⅢⅣ Ⅴ ⅥⅦ Ⅷ Ⅰ Ⅱ
BBBBB
BB
4 5
s区
d区
ds区
p区
6
7
镧系 锕系
f区
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f区元素 最后1个电子填充在f轨道上，价电子构型 是：（n－2）f0～14ns2,或 (n – 2)f0～14 (n－1)d0～2ns2，它包括镧系和锕系 元素（各有14种元素）。
６ 32 ６s1-2 4f1-146s2 5d106s1-2 6s26p1-5 6s26p6
5d1-106s2
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p区元素
最后1个电子填充在 np轨道上，价电子构 型是 ns2np1～6 ，位于周期表 右 侧，包括
普通化学S区元素
超氧化物(O2-)
KK(σ 2s )2 (σ * 2s )2 (σ 2p )2 (π 2p )4 (π * 2p )3
稳定性: O2- > O2- > O22-
2.制备：
直接：2Na O2 Na 2O2 K O2 KO 2
ns2铍beryllium镁magnesium钙calcium原子半径增大金属性还原原子半径增大金属性还原性电离能电负电离能电负性钾potassium铷rubidium铯caesium钫francium钙calcium锶strontium钡barium镭radium性增强性减小原子半径减小金属性还原性减弱电离能电负性增大原子半径减小金属性还原性减弱电离能电负性增大s区元素概述有金属光泽密度小硬度小熔点低导电导热性好的特点有金属光泽密度小硬度小熔点低导电导热性好的特点1
钾的最主要用途是制造钾肥。
庄稼是非常需要钾的。庄稼缺乏钾，茎秆便不会硬挺直立，易倒伏，对外界的抵抗力也大大减强。平均起来，每收获一吨小麦或 一吨马铃薯，就等于从土壤中取走五公斤钾；收获一吨甜萝卜，相当于取走二公斤钾。全世界平均每年要从土壤中取走2,500万吨钾！ 有 入 才 有 出 ， 这 也 就 是 说 ， 全 世 界 每 年 必 须 至 少 要 往 土 壤 中 施 加 合 钾 2,500 万 吨 的 钾 肥 ！ 含钾的化学肥料，主要有硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾。人们是从钾长石(花岗岩)、海水等中提取钾的化合物。特别是海水，含 有不少氯化钾。在农家肥料中，以草木灰，特别是向日葵灰，含钾最多，这是因为植物本来就从土壤中吸收了钾，那么，把它烧成灰 后，灰中当然也就含有钾了。在每吨粪便中，大约含有六公斤钾。
第十三章：卤族元素
阳极： 2F F2 + 2e
阴极： 2HF2 2e H2 4F
电解质 钢阴极 碳阳极
化学方法 2KMnO4 +2KF+10HF+3H 2O=2K 2 MnF6 +8H 2O+3O2
SbCl5 5HF SbF5 5HCl
423K K 2 MnF6 + 2SbF5 2KSbF6 +MnF3 +1/2F2
3、卤化氢和氢卤酸的热稳定性
卤化氢的热稳定性是指其受热是否易分解为单质 热稳定性： HF > HCl > HBr > HI 四、 应用 以氢氟酸和盐酸有较大的实用意义。 *氢氟酸(或HF气体)能和SiO2反应生成气态SiF4： SO2 +4HF=SiF4 +2H2O CaSiO3 6HF CaF2 3H2O SiF4
氯在干燥的情况下不与铁作用 溴和碘在常温下可以和活泼金属直接作用，与其它金 属的反应需在加热情况下进行，反应不如F2、Cl2激烈， 与非金属作用不能氧化到最高价。
2P 3Br2 2PBr3 (无色发烟） 2P+3I2 2PI3(s) (红色）
2、 卤素与水的反应
氧化作用 2X2 + 2H2O= 4HX + O2 歧化反应 X2 + H2O H+ + X- +HXO
2、Cl2 （1）工业上，氯气是电解饱和食盐水溶液制烧碱的副 产品，也是氯化镁熔盐电解制镁以及电解熔融NaCl制 Na的副产品。 （2）实验室 氧化剂与浓盐酸反应
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + C12 + 2H 2O
第13章过渡元素(一) 铜族和锌族元素
第十三章过渡元素（一）铜族和锌族【内容】13.1 过渡元素的通性13.2 铜族元素13.3 锌族元素13.4 应用微量元素与人体健康（选学内容）【要求】1．掌握铜、银、锌、汞单质、氧化物、氢氧化物、重要盐类及配合物的生成、性质和用途。
2．掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)；Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)之间的相互转化。
3．了解ⅠA和ⅠB；ⅡA和ⅡB族元素的性质对比。
周期表中ⅠB ~ⅧB族，即ds区和d区元素称为过渡元素，(见表13﹣1)。
它们位于周期表中部，处在s区和p区之间，故而得名，它们都是金属，也称过渡金属。
表13-1 过渡元素通常按周期将过渡元素分成三个过渡系列：位于第4周期的Sc ~ Zn称第一过渡系元素；第5周期的Y ~ Cd为第二过渡系元素；第6周期的La ~ Hg为第三过渡系元素。
过渡元素有许多共同性质，本章先讨论它们的通性，然后介绍ⅠB及ⅡB族元素。
13.1过渡元素的通性1.价层电子构型过渡元素原子的最后一个电子排布在次外层的d轨道(ⅡB除外)中，最外层有1~2个s (Pd除外)电子，它们的价层电子构型为(n-1)d1~10n s1~2。
2. 原子半径过渡元素原子半径（如图13-1所示）一般比同周期主族元素的小，同周期元素从左到右原子半径缓慢减小，到铜族前后又稍增大。
同族元素从上往下原子半径增大，但第二、第三过渡系(除ⅢB外)由于镧系收缩使同族元素原子半径十分接近，导致元素性质相似。
图13-1过渡元素原子半径3. 氧化态过渡元素有多种氧化态，因其最外层s电子和次外层部分或全部d电子都可作为价电子参与成键，一般可由+2依次增加到与族数相同的氧化态(Ⅷ族除Ru、Os外，其它元素尚无Ⅷ氧化态)，这种氧化态的显著特征以第一过渡系最为典型。
表13-2第一过渡系元素的氧化数（下划线表示常见的氧化态）由13-2表可看出随着原子序数的增加，氧化数先是逐渐升高，后又逐渐降低。
这种变化主要是由于开始时3d轨道中价电子数增加，氧化数逐渐升高，当3d轨道中电子数达到5或超过5时，3d轨道逐渐趋向稳定。
s区元素第一电离能比较
s区元素第一电离能比较
S区元素是指位于周期表的第16组，包括硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、和石墨烯(Ge)。
第一电离能是指在原子中移走一个电子所需的能量，通常以
“kj/mol”或“ev”为单位。
在S区元素中，硫的第一电离能最小，为999.6 kj/mol或10.36 ev。
其次是硒，其第一电离能为941 kj/mol或9.75 ev。
碲的第一电离能为869 kj/mol或9.01 ev，最高的是石墨烯，其第一电离能为941.5 kj/mol或9.81 ev。
可以看到，随着原子序数的增加，S区元素的第一电离能逐渐增加。
这是因为随着原子中电子数量的增加，原子核的吸引力也增加，使得电子更难离开原子。
总的来说，S区元素的第一电离能顺序为：硫 < 硒 < 碲 < 石墨烯。
- 1 -。
铬族元素
13-3-2 铬的重要化合物
主要氧化物和氧化物的水合物 氧
主要氧化数 最常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ状态
化 颜色 数 酸碱性 增 蓝 大 碱性 ， 绿 化 两性 合 灰绿 物 暗红 酸 橙红 性 酸性 增 黄 强
+2 +3 +6
Cr(OH)2 Cr2O3 Cr(OH)3 CrO3 H2Cr2O7 H2CrO4
三氧化二铬(Cr2O3)——铬绿 三氧化二铬 铬绿
Fe(CrO2)2
MoS2 白钨矿
CaWO4
元 素
铬(Cr)
银白色金属， 铬 银白色金属，熔、沸点高，硬度是所有 沸点高， 金属中最大的 常温下因表面有致密的氧化膜， 常温下因表面有致密的氧化膜，在空气 或水中稳定， 或水中稳定，除去保护膜可缓慢溶于稀 HCl或稀 2SO4 或稀H 或稀
Cr + 2H+ → Cr2+ + H2
常见的铬盐易溶于水
铬(Ⅲ)盐 Ⅲ盐
紫色 CrCl3·6H2O 六水合氯化铬 或绿色 十八水合硫酸铬 Cr2(SO4)3·18H2O 紫色 KCr(SO4)2·12H2O 蓝紫色 铬钾矾 CrCl3溶液的颜色随温度 、c(Cl-)而变 溶液的颜色随温度(T) 而变 冷、稀CrCl3溶液中 T 、c(Cl-) [CrCl(H2O)5]2+ [Cr(H2O)6]3+ [CrCl2(H2O)4]+ 绿色 紫色
4 4 2
⊖
酸性溶液中， 酸性溶液中， Cr2O 有强氧化性 2− 碱性溶液中， 碱性溶液中， CrO 4 无氧化性 酸性溶液中， Cr3+稳定 酸性溶液中， 碱性溶液中， 碱性溶液中， [Cr(OH)4]-有还原性 无论酸性或碱性溶液， Ⅱ 均不稳定 无论酸性或碱性溶液，Cr(Ⅱ)均不稳定
无机化学s区和p区元素
7.3.4 二氧化硫亚硫酸及其盐
● SO2 的结构（类似臭氧）
S O O O
S O
4 3
SO2为无色有强烈刺激性气味的气体，能和有机色素结 合，是一种漂白剂。 二氧化硫中硫为+4价，可作氧化剂，又可作还原剂，主 要是还原剂。 亚硫酸同样既有氧化性，又有还原性，主要是还原性。 亚硫酸钠：常用作还原剂，抗氧剂 2Na2SO3+O2→2Na2SO4
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NH3的性质 ● 加合反应(路易斯碱)：氨分子中的孤电子倾向 于和别 的分子或离子配位形成各种氨合物 ● 取代反应：取代反应可从两种不同角度考虑： 一种是 将 NH3 分子看作三元酸，另一种是看作其他化合物中的某 些原子或原子团被氨基或亚氨基所取代 ● 氧化反应: NH3 分子中的 N 原子虽处于最低氧化态 ，但还原性却并非其化学的主要特征 ●弱碱性: 肼、羟氨：它们的氧化值分别为-2，-1
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浓硫酸配成稀硫酸时,应将浓硫酸慢慢倒入水中，并不断搅
拌。 冷浓硫酸不与铁、铝等金属作用，这是因为在冷的浓硫酸 中，铁、铝表面生成一层致密的保护膜保护了金属，使之 不与硫酸继续反应，这种现象称为钝化，所以可用铁、铝 制的器皿盛放浓硫酸。 稀硫酸基本无氧化性、吸水性和脱水性。 大多数硫酸盐为无色结晶，易溶于水，但PbSO4，BaSO4， SrSO4和CaSO4微溶于水，其中BaSO4溶 解度最小。
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概述
共性： (1) 热稳定性 含氧酸稳定性差，大多只能存在于水溶 液中，至今未制得游离纯酸。 (2) 氧化性 对同一元素不同氧化态而言，低氧化态的 氧化能力强（需要断的Cl-O键少）。 ① 在酸性介质中的氧化性一般都远大于的碱性介质中 的氧化性，说明含氧酸的氧化性强于盐。 ② 许多中间氧化数的物质如XO-、X2， 存在歧化反应 的可能性。 （3）酸性 HClO是很弱的酸，HClO3是强酸，接近于 盐酸和硝酸，HClO4是已知含氧酸中最强的酸。
s区,p区元素
1807年，戴维电解熔融的KOH、 NaOH得到金 属钾 和钠 。
同年，他用电解硼酸或用金属钾还原硼酸的方
法制备出了硼。 1808年，他给用电解法制备的汞齐加热（蒸馏
Humphry Davy 1778—1829 英国化学家
法提取汞）制得了钙、锶、钡、镁等碱土金属。
1828年，维勒制得了铍。
Friedrch Wohler 1800一1882 德国化学家
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。
氯化钙：无水CaCl2有很强的吸水性，是常用的干燥剂。
H2 O
8.1.3 氧化物
多样性（三种氧化物）
普通氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2
-)
1s 2 2s 2 2p6
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p ) 4
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p )3
8.2 p区元素
8.2.1 p区元素概述
p区元素在周期表中的位置
P区元素的化学性质以其多样性为特点
● 唯一同时包括金属和非金属元素的一个区
● 包括 “不活泼的单原子气体—稀有气体”
● 无机非金属材料库：C—C复合材料，人造金刚石，半导 体硅，分子筛（铝硅酸盐），高能燃料（N2H4） ● 有毒的小元素群
第十三章 过渡元素
第十三章过渡元素13-1 过渡元素概述广义的过渡元素是指长式周期表中从ⅢB族到ⅡB的所有元素。
它们在长式周期表中位于s区元素和p区元素之间，因而称为过渡元素。
过渡元素单质都是金属，共分为四个系列。
第一过渡系：Sc→Zn；第二过渡系Y →Cd ；第三过渡系Lu →Hg；第四过渡系Lr→Uub。
13-1-1 过渡元素原子的特征一、价层电子构型为n-1)d1-10n s1-2。
二、原子半径变化规律1.过渡元素原子半径一般比同周期主族元素小2.同一周期元素从左到右原子半径缓慢减小，到铜族前后又稍增大。
3.同族元素从上往下原子半径增大，但五、六周期(除ⅢB)外由于镧系收缩使其同族元素原子半径十分接近，导致其元素性质相似。
13-1-2 单质的物理性质1.过渡金属外观多呈银白色或灰白色，有光泽。
2. 除钪和钛属轻金属外，其余均属重金属。
3.数过渡金属（ⅡB族元素除外）的熔点、沸点高，硬度大。
13-1-3 金属活泼性过渡金属在水溶液中的活泼性，可根据标准电极电势来判断。
1.第一过渡系金属，除铜外，Eθ(M2+/M)均为负值，其金属单质可从非氧化性酸中置换出氢。
2. 同一周期元素从左向右过渡，总的变化趋势是Eθ(M2+/M)值逐渐变大，其活泼性逐渐减弱。
3.同族元素(除Sc分族外)自上往下金属活泼性降低。
13-1-4 氧化数过渡元素除最外层s电子可以成键外，次外层d电子也可以部分或全部参加成键，所以过渡元素的特征之一是具有多种氧化数。
1.期从左到右,元素最高氧化数升高, ⅦB后又降低。
2.从上往下,高氧化数化合物稳定性增加3.过渡元素可形成氧化数为0、-1、-2、-3的化合物.13-1-5 非整比化合物过渡元素的另一个特点是易形成非整比(或称非化学计量)化合物。
13-1-6 化合物的颜色过渡元素所形成的配离子大都显色，这主要与过渡元素离子的d轨道未填满电子有关。
其中d0、d10构型的离子无色。
13-1-7 配合性和催化性一、元素容易形成配合物。
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
第十二章 S区元素
典型的离子晶体。碱金属从上到下随着离子半径增加晶格能逐渐降
低，所以熔点下降。碱土金属离子极化力比碱金属离子大，而且从 上到下随半径增大极化力减弱。
（3）LI+、Be2+的卤化物熔点最低，这与它的半径最小、极化力最大有
关。
2. 溶解性
碱金属盐类的特点是易溶性，但存在少数难溶盐，如六羟基锑酸纳（白
色），高氯酸钾（白色）等，在实验室常利用这些难溶盐来鉴定Na+和
1. 锂铍的原子半径和离子半径分别是碱金属和碱土金属中
最小的，这时锂与其他碱金属元素、铍与其他碱土金属元
素性质差别的主要原因。特别是铍离子，其离子半径特别 小、电荷又高它的极化力是如此之强，使得其化合物共价 性往往超过了离子性。 2. 同一族元素从下而上不仅表现在水合能增加，而且离子 结合的水分子数也增多。虽然碱金属离子半径从上到下递 增，但在水溶液中，水合离子半径却是从上到下递减。
碱金属的含氧酸盐一般都具有较高的热稳定性。碱土金属的含氧酸盐热
稳定性比碱金属差，而且随着半径减小分解温度降低。
第五节 锂铍的特殊性和对角线规则
一般来说，碱金属和碱土金属元素性质的递变是很有规律的，但锂铍却出
现反常性。锂及其化合物的性质与其他碱金属元素及其化合物的性质有明
显的差异。锂铍也同样表现出与其他碱土金属元素性质上的差异。但是锂 与镁，铍与铝在性质上却表现出很多的相似性。 在周期系中某些元素的性质和它左上方或右下方的另一元素性质的相似性 称为对角线规则。这种相似性特别明显地存在于：Li-Mg，Be-Al，B-Si三 对元素之间。
塞，不然时间长会腐蚀而黏住的。 Nhomakorabea第四节 盐类
1. 晶型
（1）碱金属和碱土金属氟化物和氯化物的熔点较高，多为离子晶体。 （2）碱金属的氟化物和氯化物的熔点在同一族中从上到下逐渐降低，而 碱土金属氟化物和氯化物的熔点从上到下逐渐升高。两者变化趋势 不同的主要原因：碱金属离子极化力小，它们的氟化物和氯化物是
S区元素知识点
碱金属(IA ): ns 1Li, Na, K, Rb, Cs, Fr;氧化物水溶液呈碱性碱土金属(IIA ): ns 2Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra除碱性外，还具土性（难溶于水、难熔融）;◆ 碱金属和碱土金属都是活泼金属；◆ 主要特点是：轻、软、低熔点；◆ 碱金属和钙、锶、钡可以用刀子切割；一、 两者通性：1、易于氢气直接化合成MH 、MH 2离子型化合物；如：(1)NaH H Na 222→+ ;(2)22MgH H Mg →+ ;2、与氧气形成正常氧化物，过氧化物，超氧化物，臭氧化物；(1)Li+O 2=Li 2O ;(其他金属形成Na 2O 2、K 2O 2、KO 2、RbO 2、CsO 2);(2)2M+O 2=2MO (加热可燃烧，钡能形成BaO 2);3、与其他非金属作用形成相应的化合物；(1)2M+X 2=2MX (X=卤素);（2）M+X 2=MX 2 ;4、除了Mg 和Be 外，其他的都较易与水反应，形成稳定的氢氧化物，多为强碱；(1) 2M+2H 2O=2MOH+H 2 ;(但Li 的反应缓慢，因为Li 的熔点较高，与水反应产生的热量不足以使其熔化；且LiOH 的溶解度较小，覆盖在金属表面，从而降低了反应速率);(2) M+2H 2O=M(OH)2+H 2 ;（Be 、Mg 与冷水反应缓慢，因其表面形成一层难溶的氢氧化物阻止了与水的进一步反应 ）;5、除Be 外，S 区元素的单质都能溶于液氨生成的蓝色的还原性溶液；碱金属的还原性体现在可置换出液NH 3中的H 2:()()()g H NH M l NH s M 2232222++→+-+ ;6、离子型氢化物都与水发生剧烈的水解反应而生成氢气；(1)MH+H 2O=MOH+H 2 ;(2)MH 2+2H 2O=M(OH)2+2H 2 ;7、离子型氢化物都具有强碱的还原性；(1)Ti+4NaH=Ti+4NaCl+2H 2 ;(2)[]LiCl AlH L AlCl LiH 3i 443+−−→−+乙醚; (3)Li[AlH 4]+4H 2O=LiOH+Al(OH)3（s ）+4H 2 ;二、1、过氧根离子（O 2-）的结构式：[]----2O O ; 反磁性物质，即不具有磁性；电子分布式：()()()()()()42422222222211)(***p p p s s s sππσσσσσ;2、超氧根离子（-2O ）的结构式:[::]O O -;顺磁性物质，具有磁性；电子排布式;()()()()()()()32422222222121***pp p s s s s ππσσσσσ; 三 、对于碱金属:1、可用钠还原钛、锆的氯化物，得到相应的产物：()().700~80044i 4C C TiCl Na T s NaCl s +−−−−−→+ ; 2、工业上可采用热还原法，在850C 以上用Na 还原KCl 的钾：(1)()()()()Na s KCl l NaCl l K g −−→++←−−; 原理：由于钾的沸点比钠的低，钾比钠更容易汽化。
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检验有机 物中有无 水分存在
3）焰色反应
Li深红 Na黄 K紫
Ca橙红 Sr深红 Ba绿
烟花爆竹 彩色显像管
4）与液氨的作用 2M 23 N ( ( l s ) H ) 2 M 22 N H 2 ( H g
这一反应类似于碱金属与水的反应。 碱金属溶解在液氨(-33℃)中，形成美丽的深蓝色金
13第十三章S区元素
结论：
• 我们把元素按它们在周期表中的位置划成 五个区。每个区的元素其价层电子构型相 同或相似，性质也有相似性。
• 也就是说，我们把元素按区来划分，来研 究是比较方便比较科学的！
元素的分区
ns1
碱金属
§13.1 s区元素概述
ns2
碱土金属
价层电子构型ns1～2
ⅠA、ⅡA性质变化规律
2K O 22H 2O 2K O H H 2O 2O 2 4K O 22C O 2 2K 2C O 33O 2
可作为氧化剂或用作氧源
13.3.3 氢氧化物
M 2OM , O H 2O MO MH (2 O ,（除HBe)O外） 性质：⑴ 易吸水溶解
⑵ 溶解度与碱性
LiOH 中强
Be(OH)2 两性
NaOH 强
KOH 强
Mg(OH)2 Ca(OH)2
中强
强
RbOH CsOH
强
强
Sr(OH)2 Ba(OH)2
N 2 O 2 a C O 2 N 2 C a 3 O O 2 用作氧
源
② BaO2 来源： BaH O 2O 272 H O Ba28 O2 H O
2BaO 2 O 6 0~ 80 0C 0 2B2aO
性质与用途：与过氧化钠相同
（3） S区元素超氧化物（ 除Li、Be、Mg）
KO2 来性源质：与用途K：O 2KO2
橄榄石：Mg2SiO4
硬玉：NaAl(SiO3)2
钾长石: K Al3S O8i 钠长石: NA a l3O S8i
光卤石: KC Ml2 g6 C 2 H O l 锂辉石: LiAl(SiO3)2
大理石: CaCO3 绿柱石:B3eA2l(Si3O)6
菱镁矿: MgCO3
石膏: CaS 42 OH 2O
1、存在形式及物理性质
1.1单质的物理性质
有金属光泽
密度小
硬度小 熔点低
Li
Na
K
Rb Cs
导电、导热性好
轻质合金
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
1.2 s区元素的存在形式
• s区元素在自然界中以化合物的形式存在， 无单质形式。
• 碱金属多以卤化物和硅铝盐形式存在。 明矾石:
K(A 3(S l4)O O 23)2 H O
Mg 形成8电子稳定
Ca
构型
Sr
Ba
+2
3、化学性质
易与H2直接化合成MH、MH2离子型化合物 与O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物 易与H2O反应（除Be、Mg外） 与非金属作用形成相应的化合物
§13.2 s区元素的单质
1.单质的存在形式及物理性质 2.单质的化学性质 3.单质的制备和用途
属阳离子和溶剂化电子的溶液：
3、单质的制备和用途
1）制备
① 电解法制Na，Mg：
电解
2 N a C l 2 N a C l2
② 高温还原法制Mg，K等：
M g O (s) C (s) 1 0 0 0 ℃ M g C O
2）用途
• 核反应堆的冷却剂和热交换剂：
例如：钠钾合金的热容小，导热性好。
C a O H 2 O C a (O H )2
（2） S区元素过氧化物（ 除Be、Mg）
① Na2O2
来源： Na O2 N2O a2
强氧化 剂，可 作漂白
性质与用途： N2O a222 H O 2NaH O 2O 2H 剂
N2O a2H 2S4 O (稀 ) 2N 2Sa4 O H 2O 2
萤石:
CaF 2
天青石: SrSO4
重晶石:
BaSO4
2、单质的化学性质
1）与氧反应形成氧化物或过氧化物
Li2O
Na2O2
KO2
2N aO 2 N a2O 2 BaO2BaO2
过氧化物可作 为氧气源： 潜水 渔业养殖 运输的供氧 医用供氧室
2）与水作用
Li
Na
K
Ca
2M + 2H2O → 2MOH + H2（g）
Li4 A 4l2 O H Li O AH l(3 O 42 H H) 合成
13.3.2 氧化物
形成三类氧化物 正常氧化物(O2-) 1s22s22p8
σ σ σ π 过氧化物(O22-) K (2 K s)2 (* 2 s)2 (2 p )2 (2 p )4 (* 2 p )4
σ σ σ π 超氧化物(O2-) K (2 K s)2 (* 2 s)2 (2 p )2 (2 p )4 (* 2 p )3
1、活泼性
电金原 离属子 能性半 、、径 电还增 负原大 性性、 减增有 小强效
核 电 荷 减 小
IA
IIA
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大
2、氧化态
IA
• 失去一个电 Li
子形成8电
Na
子稳定构型 K
Rb
Cs
• 氧化态：+1
IIA
Be • 失去 2 个电子
LiH NaH KH RbH CsH
2LiH 2 △ 2LiH
2.化学性质： 剧烈水解，放出氢气
MH H 2O M O H 2(H g)
C2 a 2 H H 2 O Ca2 ( O 2 H 2(H g)) 生氢剂
生成配位氢化物
强还原
4L A iH 3 l C 乙 醚 lLi[4]A 3lL HiCl性于，有用机
稳定性: O2- > O2- > O22-
（1） S区元素氧化物
① MgO 来源： Mg O2MgO Mg 3 C M O g CO 2(O g) 性质与用途：俗称苦土， 白色粉末，为碱性氧化物，耐 高温材料。用于制陶瓷、镁砖、坩埚，作橡胶或涂料的 填料。
② CaO 来源： Ca3 C O Ca C O 2(O g) 性质与用途：碱性氧化物，用于建筑材料。
• 制作特种合金：
铍青铜：少量铍可使青铜的硬度增强； 铝镁合金：质量轻，硬度大，用作飞机和汽车 材料。
• 用作还原剂
§13.3 s区元素的化合物
13.313.3.4 重要盐类及其性质
13.3.1 氢化物——离子型氢化物（除Be、Mg）
1.物理性质：均为白色晶体，稳定性差