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。
氯化钙：无水CaCl2有很强的吸水性，是常用的干燥剂。
但不能用于干燥NH3气和乙醇。 氯化钙和冰的混合物是实验室常用的致冷剂。
Na2SO4· 10H2O ：俗称芒硝，是一种较好的相变贮热材
料的主要组分。无水硫酸钠俗称元明 粉，大量用于玻璃、造纸、水玻璃、 陶瓷等工业中。
BaSO4：唯一无毒的钡盐，医疗诊断中用作肠胃系统的X
射线造影剂—“钡餐”。
MgSO4：微溶于醇，不溶于乙酸和丙酮，用作媒染剂、
8.1.2.1 单质的物理性质和化学性质
单质的物理性质
Li
Na
K
Rb
Cs
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
它们都有金属光泽，密度小，硬度小，熔点低，导电、导热性好的特点。
金属钠
单质的化学性质
1）与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应的化合物
单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物
Li2O BeO Na2O2 MgO KO2 CaO RbO2 SrO CsO2 BaO2
M O2 MO2
具有强氧化性
2MO2 2H2O 2MOH H2O2 O2 MO2 H2SO4 M2SO4 H2O2 O2 4MO2 2CO2 2M2CO3 3O2
供O2、急救
8.1.4 氢氧化物
●
●
易吸水溶解
具有强碱性
2Al 2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4 ]+3H2 Si 2NaOH+H2O 2Na 2SiO3 +2H2 SiO2 2NaOH Na 2SiO3 +H2O
氢氟酸需保存在铅制容器、塑料瓶（如聚四氟乙烯）中。
8.2.2.4 卤素的重要含氧酸
主要生成四种类型的含氧酸
+1 HXO 次卤酸 +3 HXO2 亚卤酸 +5 HXO3 卤酸 +7 HXO4 高卤酸
次卤酸
次卤酸 酸性 氧化性 稳定性 HClO 强 强 大 HBrO HIO 弱 弱 小
量分析中可用它来测定钙。
碱金属和碱土金属碳酸盐溶解度的差别也常用来 分离Na+、K+和Ca2+、Ba2+。
焰色反应
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。可用来鉴定化合物中 某元素的存在，在军事上用做信号弹，民间用于焰火。
元 颜
素 色
Li 深红 670.8
第八章
s区和p区元素
本章教学要求
1．掌握s区（碱金属、碱土金属）和p区（卤素、 氧族元素、氮族元素、碳族和硼族元素）元 素结构和性质递变规律。
2．熟悉单质及重要化合物结构和性质
重点内容：s区和p区元素结构和性质递变规律； 常见化合物结构和性质
本章主要内容
8.1 s区元素 8.2 p区元素
至今人类已发现的元素多达118种， 已正式命名的元素有109种， 在自然界存在的元素为91种， 非金属元素仅为22种。
8.1.1 概述
碱金属
电 离 能 、 电 负 性 减 小 金 属 性 、 还 原 性 增 强 原 子 半 径 增 大
碱土金属
Li Na K Rb Cs Fr
Be Mg Ca Sr Ba Ra
原子半径减小；金属性、还原性减弱；电离能、电负性增大
8.1.2 单质
● ● ● ●
都是活泼的金属 同一族自上而下性质的变化有规律 通常只有一种稳定的氧化态 形成的化合物大多是离子型的
Na2O2 Li2O Gc2-706-18.12
镁 带 的 燃 烧
KO2
镁 与 二 氧 化 碳 反 应
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中的碳 还原成单质。
2）与水作用
碱金属与水的反应为: 2 M(s) + 2 H2O (l) → 2 M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
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
由于Be2+极化能力强， BeCl2的共价性非常明显.
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2
熔点 / ℃
405
714
离子性增强
782
876
962

颜色
一般无色或白色
溶解性
碱金属盐类一般易溶于水，并在水中完全电离 碱土金属盐类除氯化物、硝酸盐、硫酸镁、铬酸镁 易溶于水外，其余的碳酸盐、硫酸盐、草酸盐、铬酸盐 等均难溶。 草酸钙的溶解度是所有钙盐中最小的，因此，在重
普通氧化物
在空气中燃烧时，只有锂生成氧化锂（白色固体）。 其他碱金属的氧化物M2O必须采取间接的方法来制备。
间接
Na 2O2 2Na 2Na 2O
2KNO3 10K 6K2O N2
与H2O的作用
M2O H2O 2MOH
（Li 2O Cs2O反应剧烈程度）
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
-)Leabharlann 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
颜色
分子间力
黄绿
红棕
大
紫
卤素单质的化学性质
1）氧化还原性
卤素 0 (V ) X / X
2
F2 2.87
Cl2 1.36
Br2 1.07
I2 0.54
X2氧化性 X-还原性
强 弱
弱 强
氧化性最强的是 F2，还原性最强的是Iˉ
2）与H2O反应
氧化反应： X2 2H2O 4HX O2 剧烈程度: F2>Cl2>Br2 歧化反应： X2 H2O HXO HX 剧烈程度:Cl2>Br2>I2
8.2.2.3 氢卤酸
卤化氢的水溶液
卤素 分子极性 熔点 沸点 分解温度 键能 酸性
氢氟酸能腐蚀玻璃：
HF 大 低 低 高 大 弱
HCl
HBr 小
HI 高（HF除外） 高（HF除外） 低 小 强
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O CaSiO3 + 6HF = CaF2 + SiF4 + 3H2O
Cl 3s23p5 99 3.16
1251 -349
Br 4s24p5 114 2.96
1140 -325
I 5s25p5 133 2.66
1008 -295
-1，+1，+3，+5，+7
8.2.2.2 卤素单质
卤素单质的物理性质
卤素 聚集态 F2 气态 浅黄 小 Cl2 气态 Br2 液态 I2 固态
Na2O2具有强碱性：
腐蚀玻璃、瓷制器皿。
Na2O2与水和稀硫酸反应产生H2O2
Na2O2 2H2O 2NaOH H2O2 Na2O2 H2SO 4 Na 2SO 4 H2O2
2H2O2 2H2O O2 (g)
超氧化物
K、Rb、Cs在过量氧气中燃烧可形成超氧化物
钠和钠下方的同族元 素与水反应十分激烈，过 程中生成的氢气能自燃.
Li 碱土金属与水的反应为
Na
K
M(s) + 2 H2O (l)→ M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
钙、锶、钡与水的反应远不如相邻碱 金属那样剧烈，镁和铍在水和空气中因生 成致密的氧化物保护膜而显得十分稳定。
Ca
碱金属单质的某些典型反应
过氧化物
453 573K 4Na O2 2Na 2O 573 673K 2Na 2O O2 2Na 2O2
Na2O2在碱性介质中具有强氧化性： 熔矿剂；遇棉花、炭粉爆炸
3Na 2O2 Cr2O3 2Na 2CrO4 +Na 2O Na 2O2 MnO2 Na 2MnO4
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
S区元素在周期表中的位置
碱金属和碱土金属是周期表IA族和IIA族元素。 IA族包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素。
它们的氧化物溶于水呈强碱性，所以称为碱金属。
IIA族包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种金属 元素。由于钙、锶、钡的氧化物在性质上介于 “碱性”和“土性”(以前把粘土的主要成分Al2O3 称为“土”)之间，所以称为碱土金属。
碳-碳复合材料
人造金刚石
分子筛
高能燃料
光子带隙材料
硅单晶材料
太阳电池材料 纳米半导体材料
8.2.2 卤素的化合物
8.2.2.1 卤素概述
卤素的性质变化
卤素 价电子构型 共价半径（pm） 电负性
第一电离能（kJ/mol） 电子亲和能（ kJ/mol ） 氧化数
F 2s22p5 64 4.00
1681 -328 -1
元素化学是无机化学的中心内容
元素化学的研究内容
结 元素化学 性 质 构 制 备
用
途
s区元素
最后一个电子填充在 s能级上的元素，包 括碱金属、碱土金属元素和氦。
p区元素
最后一个电子填充在 p能级上的元素，包 括一般非金属元素、最活泼的非金属元素、 活泼性稍小的金属元素和两性元素。
8.1 碱金属和碱土金属的化合物
M2O （M = Li）
O2
M2O2 （M = Na ） MO2 （M = K, Rb, Cs）
M
O2 + CO2
M2CO3
H2O
MOH + H2
碱土金属单质的某些典型反应
O2
MO，MO2 （M = Ba）
M
NaOH
HMO2- + H2 (M = Be) M(OH)2 + H2(M = Ca, Sr, Ba)
泻盐，也用于造纸、纺织、肥皂、陶瓷、油漆 工业。
8.1.6 对角线规则
在周期表中，除了我们常说的族和周期的规律性外，还 会出现某一小块区域的规律性. 例如，在第 2 周期和第 3 周 期开头几个元素间出现的相似性，称为对角线规则 。
Li Be B
Na
Mg
C Si
AI
第 2 周期的 Li、Be、B 3种元 素和其右下脚第 3 周期的 Mg、 Al、Si 3种元素及其化合物的性 质有许多相似之处.
碱土金属在室温或加热条件下，能与氧气直接化合而 生成氧化物MO， MO也可以从它们的碳酸盐或硝酸盐加 热分解制得。
CaO CO 2 CaCO3 2SrO 4NO 2 O 2 2Sr(NO3 ) 2
碱土金属氧化物都是白色固体，除BeO 外，均为离子化合物。从Be到Ba，氧化物 的硬度↓，熔点除BeO外↓。