高一化学第一册第二章碱金属元素知识点

高一化学第一册第二章碱金属元素知识点

1.碱金属元素

碱金属包含锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种元素.因为钫是人工放射性元素,中学化学不作介绍.

2.碱金属元素的原子结构

相似性：碱金属元素的原子最外层都只有1个电子,次外层为8个电子(其中Li原子次外层只有2个电子).所以在化学反应中,碱金属元素的原子总是失去最外层的1个电子而显+1价.

递变性：Li、Na、K、Rb、Cs等碱金属元素的原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,失电子水平逐渐增强,元素的金属性逐渐增强.

3.碱金属的物理性质及其变化规律

(1)颜色：银白色金属(Cs略带金色光泽).

(2)硬度：小,且随Li、Na、K、Rb、Cs,金属的硬度逐渐减小.这是因为原子的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子之间的作用力逐渐减弱所致.碱金属的硬度小,用小刀可切割.

(3)碱金属的熔点低.熔点的锂为180.5℃,铯的熔点是28.4℃.随着原子序数的增加,单质的熔点逐渐降低.

(4)碱金属的密度小.Li、Na、K的密度小于水的密度,且锂的密度小于煤油的密度.随着原子序数的增大,碱金属的密度逐渐增大.但钾的密度小于钠的密度,出现“反常”现象.这是因为金属的密度取决于两个方面的作用,一方面是原子质量,另一方面是原子体积,从钠到钾,原子质量增大所起的作用小于原子体积增大的作用,所以钾的密度反而比钠的密度小.

4.碱金属的化学性质

碱金属与钠一样都是活泼的金属,其性质与钠的性质相似.但因为

碱金属原子结构的递变性,其金属活泼性有所差异,化合物的性质也有

差异.

(1)与水反应

相似性：碱金属单质都能与水反应,生成碱和氢气.

2R+2H2O=2ROH+H2↑(R代表碱金属原子)

递变性：随着原子序数的增大,金属与水反应的剧烈水准增大,生

成物的碱性增强.

例如：钠与冷水反应放出热量将钠熔化成小球,而钾与冷水反应时,钾球发红,氢气燃烧,并有轻微爆炸.LiOH是中强碱,CsOH是碱.

(2)与非金属反应

相似性：碱金属的单质可与绝大部分非金属单质反应,生成物都是

含R+阳离子的离子化合物.

递变性：碱金属与氧气反应时,除锂和常温下缓慢氧化的钠能生成

正常的氧化物(R2O)外,其余的碱金属氧化物是复杂氧化物.

4Li+O2=2Li2O

4Na+O2

2Na+O2 Na2O2 (过氧化钠,氧元素化合价-1)

K+O2 KO2 (超氧化钾)

(3)与盐溶液反应

碱金属与盐的水溶液反应时,首先是碱金属与水反应生成碱和氢气,生成的碱可能再与盐反应.

特别注意：碱金属单质都不能从盐溶液中置换出较不活泼金属.如：

2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑

5.焰色反应

(1)概念：焰色反应是指某些金属或金属化合物在火焰上灼烧时,

火焰表现特殊的颜色(称焰色).

(2)几种金属及其离子的焰色

Li(Li+) 紫红Na(Na+)黄色

K(K+) 紫色(透过蓝色钴玻璃观察)

Cu(Cu2+) 绿色Ca(Ca2+)砖红色

Ba(Ba2+) 黄绿色 Sr(Sr2+)洋红色(3)焰色反应是物理变化.焰色是因为金属原子或离子外围电子发生跃迁,然后回落到原位时放出的能量.因为电子回落过程放出能量的频率

不同而产生不同的光.所以焰色反应属于物理变化(但单质实行焰色反

应时,因为金属活泼则易生成氧化物,此时既有物理变化又有化学变化).

(4)焰色反应实验的注意事项

a.火焰是无色的或浅色的,以免干扰观察离子的焰色.

b.每次实验前要将铂丝在盐酸中洗净并在灯焰上灼烧至火焰无色(在酒精灯焰上烧至不改变焰色).

c.观察K+的焰色应透过蓝色钴玻璃片,以滤去对紫色光有遮盖作用的黄光,避免杂质Na+所造成的干扰.

6.碱金属的实验室保存方法

碱金属都是活泼金属,极易与空气中的水、氧气等反应,保存时应

隔绝空气和水.金属钠、钾、铷、铯保存有干燥的煤油或液体石蜡中,

而金属锂的密度比煤油的密度小,只能保存于液体石蜡中.

7.碱金属元素单质及化合物的特性