第八章 主族金属元素
第八章-主族金属元素(一)---内蒙古化工职业学院-精品课程网站
第七章金属元素本章要求1.掌握碱金属、碱土金属的性质、结构、存在状态、制备、用途之间的关系。
2.掌握碱土金属、碱金属氧化物，氢化物的性质以及氢氧化物的溶解度，碱性和盐类溶解度，热稳定性的变化规律。
通过对比锂、镁的相似性等了解对角线规则。
3.了解铝、锡和铅、锑和铋的一般制备方法和原理，认识其单质的主要反应。
掌握铝、锑、铋、锡和铅盐的水解性和溶解性；锡（Ⅱ）的还原性和锡（Ⅳ）氧化性；铋、（Ⅴ）的氧化性。
4.掌握铜锌的氧化物和氢氧化物的酸碱性及主要性质。
掌握过渡元素的结构和性质特点。
5.掌握铜、主要化合物的性质。
掌握锌、主要化合物的性质，掌握Hg（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）间的转化关系。
6.掌握铬（Ⅲ）、铬（Ⅵ）化合物的性质。
特别是Cr2O72-与CrO42-间平衡，Cr2O72-在酸性介质中的强氧化性。
掌握高锰酸钾的性质。
7.掌握铁、钴、镍及其化合物的主要性质，熟练掌握Fe2+、Fe3+的性质和鉴定。
本章共计11学时第一节化学元素的自然资源1-1．地壳中元素的分布和存在类型1．元素的丰度：元素在地壳中的相对含量称为丰度。
丰度通常以质量分数或原子分数表示丰度最大的前十位的元素是：表7―1 地壳中主要含量元素的丰度（质量分数）图7–1 元素在地壳中的主要存在形式（1）以卤化物、含氧酸盐存在（2）以氧化物或含氧酸盐存在（3）主要以单质存在（4）主要以硫化物存在（5）以阴离子形式存在，有些也以单质存在1-3．元素资源的存在形式和提取、利用：1．化学矿物：自然界3000余种，可利用的仅150来种，目前我国已发现的可有矿物有136种。
分为金属矿物和非金属矿物。
2．天然含盐水：包括海水、盐湖水、地下卤水和气井水等。
3．大气：是游离是游离N2，O2和稀有气体的大本营。
4．农副产品：可以用来提取无机物。
5．工业废料：废水、废气和废渣含有大量的可用之物。
第二节碱金属2-1．碱金属元素概述：1．碱金属是周期表的是周期表的IA族，包括锂、钠、钾、铷、铯和钫2．电子层结构：ns13．金属性：同周期元素中，原子半径最大，电力能最低，表现出强烈的金属性。
第八章_主族金属元素(二)铝_锡_铅_砷_锑_铋
2. 氢氧化铝
c(Al3+)/mol.L-1 pH - )/mol c(Al(OH)4 pH 10-1 3.4 10-1 12.9 10-2 3.7 10-2 11.9
-
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表8-6 与Al(OH)3平衡的Al3+、Al(OH)4-浓度和pH的关系
10-3 4.0 10-3 10.9 10-4 4.4 10-4 9.9 10-5 4.7 10-5 8.9
57 La 58 Ce 59
61Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68
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1.p区元素共31种，其中有10种金属。金
属的熔点都比较低。
2.价电子构型：ns2np1-6
3. 同一族自上而下，原子半径逐渐增大，
金属性逐渐增强，非金属减弱。
（2）γ-Al2O3
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γ-Al2O3：是在450℃左右加热Al(OH)3分解或 (NH4)2SO4· Al2(SO4)3· 24H2O （铝铵矾）制得， 又称活性氧化铝，具有酸碱两性。 它虽不溶于水，但能溶于酸或碱中。 它是一种多孔性物质，具有很大的表面积 ，1g的γ-Al2O3的表面积可达 200-600 m2。因 此，可用作吸附剂或催化剂载体。
1. 铝的性质
③ 两性
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两性： Al是典型的两性金属，既能溶于强酸，也 能溶于强碱，并放出H2气。其氧化物及氢氧化物 都具有两性。 2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2↑ 2Al+2OH-+6H2O → 2[Al(OH)4]- + 3H2↑
2．铝的冶炼
主族金属元素一碱金属和碱土金属
卤素
2M + X2 →2MX M + X2 → MX2
Li Mg、Ca、 Sr、Ba
N2
6Li + N2 → 2M3N 3M + N2 → M3N2
金属
反应物质
反应式
碱金属 Mg、Ca、 Sr、Ba
S
2M + S → M2S M + S → MS
Li Na K 、Rb、Cs 碱金属 Ca、Sr、Ba
02
碱土金属的盐类与碱金属盐相比，溶解度较小，且大多数含氧酸盐的热稳定性较低。
03
Ba 56 137.3 6s2 198 135 503 0.89 -2.91
元素 性质
元素符号 原子序数 相对原子质量 价层电子构型 原子半径/pm 离子半径pm 电离能I1/kJ.mol-1 电负性(Pauling) φAo /V
10种元素占地壳总质量的99%
地球中元素含量从大到小顺序为： Fe、O、Si、Mg、Ni、S、Ca、Al、Na、Co…
90% >1%
地壳中元素含量从大到小顺序为： O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti…
99%
元素在地壳中的相对含量称为丰度。
Na 11 22.99 3s1 154 95 496 53 0.9 -2.714
K 19 39.098 4s1 203 133 419 48 0.8 -2.925
Rb 37 85.47 5s1 216 148 403 47 0.8 -2.925
Cs 55 132.9 6s1 235 169 376 46 0.7 -2.923
77
78
79
80
81
第八章 主族金属元素
氧化物的稳定性顺序： Li2O＞Na2O ＞K2O＞Rb2O＞ Cs2O Li2O2＜Na2O2 ＜K2O2＜Rb2O2＜ Cs2O2 NaO2 ＜KO2＜RbO2＜ CsO2
热力学观点讨论：
Li
2M2O+O2 →2M2O2
Na
K
Rb
Cs
△rHmo/kJ.mol-1
3.2、过氧化物
Na2O2
MgO2
K2O2
CaO2
Rb2O2
SrO2
Cs2O2
BaO2
2Na(l) + O2(无CO2) = Na2O2(淡黄)
2BaO + O2 = 2BaO2
1、过氧离子(O2 2- )结构：
KK(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)2(π2pz*)2
2、Na2O2:
(1)工业上制Na2O2
4Na(l)+ O2
453-473K
2Na2O
2Na2O +O2 573-673K 2Na2O2
(2) 性质 a. Na2O2淡黄色粉末，易吸潮 ； b.与水或稀酸作用，生成H2O2： Na2O2+2H2O = H2O2+2NaOH Na2O2+H2SO4= H2O2+ Na2SO4 c. 吸收CO2并放出O2: 2Na2O2+ 2CO2 = Na2CO3+ O2 因此可用作高空飞行或潜水时的供氧剂。
b.减小金属Na的分散性(混盐密度>金属钠，钠浮在上 层 )。
2. 热还原法：一般采用焦炭或碳化物为还原剂
MgO(s) + C(s) = CO(g) + Mg(g)
K2CO3 + 2C = 2K + 3CO
第八章 主族金属元素
本节难点：
1.碱金属和碱土金属性质的递变规律。 2.碱金属和碱土金属盐类的溶解性与其他性质的变化规律。 3.铝的亲氧性和它的单质及其化合物的两性。 4.二价锡的还原性和水解性。 5.二氧化铅的氧化性。 6.硫化物的难溶性和特定的颜色。
第一节 碱金属和碱土金属
一、碱金属元素概述 碱金属： 锂、钠、钾、铷、铯、钫。钫具有放射性它们氧化物的 水溶液显碱性。 碱金属和碱土金属原子的最外层电子排布分别为ns1和 ns2，这两族元素构成了周期系s区元素。它们容易失去外 层s电子，故化学性质活泼。大多数金属可形成离子型化 合物，但在某些情况下仍显一定程度的共价性。其中锂和 铍由于原子半径相当小，电离能相对地高于其他同族元素， 形成共价键的倾向比较显著。
问题： 实验室盛放碱的瓶子为什么不能用玻璃塞？ 钠盐和钾盐 1.钠盐和钾盐的比较 钾盐的溶解度比钠盐小； 钠盐和钾盐有吸潮性，钠盐吸潮尤为显著； 钾盐比较昂贵。 例如： 配制火药用KNO3，而不宜用吸潮性强的NaNO3；分析 化学用的基准试剂K2Cr2O7，也不能用Na2Cr2O7代替。
2.几种重要的钠盐和钾盐
硫酸钙
CaSO4· 2H2O:生石膏，部分脱水后成熟石膏或烧石膏。 α-型半水硫酸钙： α- CaSO4· 12H2O建筑石膏白色粉末，有 吸潮性、与水的混合浆体可固结、强度大、制作高强度石膏 构件，石膏板，铸造模型。 β -型半水硫酸钙： β - CaSO4· 12H2O熟石膏、烧石膏，石 膏塑像，雕塑模型，医用外科绷带，制粉笔。 (2) 锶盐 天青石(含SrSO４65%～85%)是生产锶盐的 主要原料。因为SrSO4既不溶于水，也不为一 般的酸所分解，所以工业上首先将它转化为可 溶于强酸的SrCO３，然后再制备其他锶盐。
隔膜电解槽
元素周期表中的主族元素与过渡金属元素
元素周期表中的主族元素与过渡金属元素元素周期表是化学领域里最重要的工具之一，用于分类和组织已知的化学元素。
它根据元素的原子数和电子排布等特征将元素分为不同的类别。
其中，主族元素和过渡金属元素是两个重要的类别。
本文将对这两类元素进行详细介绍，并探讨它们的性质和应用。
一、主族元素主族元素又称为主族化学家族，包括了元素周期表中1A、2A、3A、4A、5A、6A和7A族的元素。
这些元素具有相似的化学性质，主要是由于它们拥有相似的电子排布。
1.1 原子结构和电子排布主族元素的原子结构和电子排布有一些共同特点。
它们的原子核周围的电子层分别填充有相同数量的电子。
例如，1A族的元素（氢、锂、钠等）具有一个电子在最外层（K层）；2A族的元素（铍、镁、钙等）具有两个电子在最外层（L层）；以此类推。
1.2 化学性质和应用主族元素的化学性质与其电子排布密切相关。
由于它们外层电子数量相对较少，主族元素通常表现出较低的电负性，并倾向于失去或共享电子，以达到稳定的电子结构。
主族元素在生活中有着广泛的应用。
例如，氧（O）是生命所必需的元素，广泛存在于空气和水中；氢（H）在燃料电池中被用作清洁能源；氯（Cl）和钠（Na）被用于制备食盐等。
此外，主族元素还在药品、化妆品、农药和材料科学等领域得到了广泛应用。
二、过渡金属元素过渡金属元素是元素周期表中位于3B至2B族的元素，它们的特点是较为复杂的电子排布和多样的化学性质。
2.1 原子结构和电子排布过渡金属元素的原子结构较复杂，其电子填充在d轨道中。
这些轨道能容纳不同数量的电子，因此过渡金属元素可以具有不同的氧化态，从而展现出多样的化学性质。
2.2 化学性质和应用过渡金属元素具有许多特殊的化学性质，例如良好的导电性、热稳定性和反应活性等。
这些性质使得过渡金属元素被广泛应用于许多领域。
过渡金属元素常用于催化剂的制备。
钯（Pd）和铂（Pt）等过渡金属催化剂在化学反应中具有高效率和选择性，广泛应用于化学工业和环境保护等领域。
主族金属_实验报告
一、实验目的1. 了解主族金属的基本性质，包括物理性质和化学性质。
2. 探究主族金属与酸、碱、盐溶液的反应规律。
3. 分析主族金属在化学反应中的行为特点。
二、实验原理主族金属是指元素周期表中s区和p区的金属元素。
它们具有相似的电子层结构，化学性质具有相似性。
本实验通过观察主族金属与酸、碱、盐溶液的反应，分析其性质，并总结出规律。
三、实验用品1. 金属：钠、钾、钙、镁、铝等主族金属。
2. 溶液：盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙、硫酸铜等。
3. 仪器：试管、烧杯、酒精灯、镊子、玻璃棒等。
四、实验步骤1. 物理性质观察将钠、钾、钙、镁、铝等主族金属分别放在试管中，观察其颜色、硬度、密度、熔点等物理性质。
2. 与酸反应（1）取一定量的盐酸溶液于试管中，将钠、钾、钙、镁、铝等主族金属分别加入试管中，观察反应现象。
（2）观察反应过程中气体产生速度、颜色变化等，记录实验数据。
3. 与碱反应（1）取一定量的氢氧化钠溶液于试管中，将钠、钾、钙、镁、铝等主族金属分别加入试管中，观察反应现象。
（2）观察反应过程中气体产生速度、颜色变化等，记录实验数据。
4. 与盐溶液反应（1）取一定量的硫酸铜溶液于试管中，将钠、钾、钙、镁、铝等主族金属分别加入试管中，观察反应现象。
（2）观察反应过程中气体产生速度、颜色变化等，记录实验数据。
五、实验结果与分析1. 物理性质观察钠、钾、钙、镁、铝等主族金属颜色分别为银白色、银白色、银白色、银白色、银白色；硬度分别为软、软、软、软、较硬；密度分别为0.97g/cm³、0.86g/cm³、1.55g/cm³、1.74g/cm³、2.70g/cm³；熔点分别为97.8℃、63.5℃、842℃、650℃、660℃。
2. 与酸反应钠、钾与盐酸反应剧烈，产生大量气泡，反应速度较快；钙、镁与盐酸反应较缓慢，产生少量气泡；铝与盐酸反应缓慢，几乎不产生气泡。
第八章主族金属元素一碱金属和碱土金属
第二节 碱 金 属
Li
Na
K Rb Cs
一、碱金属元素概述： 1、碱金属是IA族S区元素，包括锂、钠、钾、铷、铯和 钫 2、价电子结构：ns1 3、金属性：同周期元素中，原子半径最大，易失1个电 子，表现出强烈的金属性。本族自上而下原子半径和离 子半径依次增大，其活泼性有规律地增强。
• 铷的用途和铯大致相同，但铷光电池和光阴极的灵敏度以及使用范围稍逊于铯。铷和 钾、钠、铯的合金可用以除去高真空系统的残余气体。碘化铷银 (RbAg4I5)是良好的离 子导体，用作固体电池电解质。铷的特征共振频率为6835兆赫，可用作时间标准。铷 原子钟的特点是体积小，重量轻，需要的功率小。用铷气泡制成的磁强计，测量范围 达15000～80000伽马(1伽马为10-9 特斯拉)。氧化铷可用以调整光学玻璃的密度和折 射率，并可用来生产光敏玻璃和光色玻璃。硝酸铷还可用作化学钢化玻璃的熔剂，以 提高玻璃的抗张强度。铸铝合金中加入0.01～1％的铷，可以改善其力学性能。熔化的 铜中加入0.01～0.5％的铷，第用八章喷主雾族法金属可元制素得一碱表金面属积和碱大土而金性能好的铜粉。很多有机和无 机合成中，可以用Rb2O代替K2O作助催化属 剂的组分。铷盐还可用于制药。
第八章主族金属元素一碱金属和碱土金 属
ห้องสมุดไป่ตู้
Li Be （1）以卤化物、含氧酸盐存在 （2）以氧化物或含氧酸盐存在 （3）主要以单质存在
Na Mg （4）主要以硫化物存在 （5）以阴离子形式存在，有些也以单质存在
B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar （2）
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
中考九年级化学第八章知识点总结
中考九年级化学第八章知识点总结第一节 金属材料金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。
金属的物理性质在常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽（大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色）；导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。
金属之最地壳中含量最多的金属元素——铝 人体中含量最多的金属元素——钙目前世界年产量最多的金属——铁（铁＞铝＞铜） 导电、导热性最好的金属——银（银＞铜＞金＞铝） 熔点最高的金属——钨 熔点最低的金属——汞 硬度最大的金属——铬 密度最大的金属——锇 密度最小的金属——锂 金属的分类金属的应用物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。
在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
铜、铝——电线——导电性好、价格低廉 钨——灯丝——熔点高 铬——电镀——硬度大 铁——菜刀、镰刀、锤子等 汞——体温计液柱 银——保温瓶内胆 铝——“银粉”、锡箔纸合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。
合金是混合物。
金属氧化物不是合金。
目前已制得的纯金属只有90多种，而合金已达几千种。
合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。
合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。
黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。
有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。
重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等常见的合金：可用来造人造骨。
钛和钛合金的优点：①熔点高、密度小；②可塑性好、易于加工、机械性能好；③抗腐蚀性能好。
生铁和钢性能不同的原因：含碳量不同。
第二节金属的化学性质金属与氧气的反应镁、铝：在常温下能与空气中的氧气反应：2Mg+O22MgO 4Al+3O2=2Al2O3铝的抗腐蚀性能好的原因：铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。
无机化学总结笔记
《无机化学》各章小结第一章绪论平衡理论：四大平衡理论部分原子结构1．无机化学，分子结构，晶体结构元素化合物2．基本概念：体系，环境，焓变，热化学方程式，标准态古代化学3．化学发展史：近代化学现代化学第二章化学反应速率和化学平衡1．化学反应速率υ=Δc(A)Δt2．质量作用定律元反应aA + Bb Yy + Zzυ = k c (A) c (B)a b3.影响化学反应速率的因素: 温度, 浓度, 催化剂, 其它.温度是影响反应速率的重要因素之一。
温度升高会加速反应的进行；温度降低又会减慢反应的进行。
浓度对反应速率的影响是增加反应物浓度或减少生成物浓度，都会影响反应速率。
催化剂可以改变反应速率。
其他因素，如相接触面等。
在非均匀系统中进行的反应，如固体和液体，固体和气体或液体和气体的反应等，除了上述的几种因素外，还与反应物的接触面的大小和接触机会有关。
超声波、紫外线、激光和高能射线等会对某些反应的速率产生影响4.化学反应理论: 碰撞理论, 过渡态理论碰撞理论有两个要点：恰当取向，足够的能量。
过渡态理论主要应用于有机化学。
5.化学平衡: 标准平衡常数, 多重平衡规则, 化学平衡移动及其影响因素(1)平衡常数为一可逆反应的特征常数，是一定条件下可逆反应进行程度的标度。
对同类反应而言，K值越大，反应朝正向进行的程度越大，反应进行的越完全(2)书写和应用平衡常数须注意以下几点a. 写入平衡常数表达式中各物质的浓度或分压，必须是在系统达到平衡状态时相应的值。
生成物为分子项，反应物为分母项，式中各物质浓度或分压的指数，就是反应方程式中相应的化学计量数。
气体只可以用分压表示，而不能用浓度表示，这与气体规定的标准状态有关。
b.平衡常数表达式必须与计量方程式相对应，同一化学反应以不同计量方程式表示时，平衡常数表达式不同，其数值也不同。
c.反应式中若有纯故态、纯液态，他们的浓度在平衡常数表达式中不必列出。
在稀溶液中进行的反应，如反应有水参加，由于作用掉的水分子数与总的水分子数相比微不足道，故水的浓度可视为常数，合并入平衡常数，不必出现在平衡关系式中。
化学初中教材第八章无机化学与元素周期表
化学初中教材第八章无机化学与元素周期表化学是一门研究物质组成、性质和变化的科学。
在化学的学习中，无机化学是一个重要的分支，它主要研究无机物质的性质和反应。
无机化学的基础是元素周期表，它是化学的重要工具，用于系统地组织和分类所有已知的元素。
本文将介绍化学初中教材第八章关于无机化学与元素周期表的主要内容。
一、无机化学基础知识1. 元素与化合物元素是构成物质的基本单位，化合物由两种或两种以上的元素以固定比例组合而成。
初中阶段主要了解常见元素和化合物的基本性质。
2. 常见无机化合物的命名与化学式无机化合物的命名和化学式遵循一定的规则，掌握这些规则可以正确命名和书写无机化合物的化学式。
3. 离子与离子化合物离子是带电荷的原子或原子团，离子化合物由带正电荷的金属离子和带负电荷的非金属离子组成。
掌握离子与离子化合物的基本概念对于理解化学反应和平衡很重要。
4. 金属元素与金属性质金属元素的特点包括金属光泽、导电性、导热性、延展性和塑性等。
了解金属元素的性质可以帮助我们理解金属制品的应用和加工过程。
二、元素周期表元素周期表是由化学元素按照一定的规则组织起来的表格，根据各元素的原子序数、电子结构和化学性质等进行分类。
元素周期表的组织形式让我们能够直观地了解各元素的特性。
1. 元素周期表的组织结构元素周期表按照原子序数的递增顺序排列，同时根据元素的电子层的填充规律，将元素分成周期和族。
周期是水平排列的，族是垂直排列的。
2. 元素周期表中的主要部分元素周期表可以分为主族、过渡金属、稀土金属和放射性元素区等。
其中，主族元素和过渡金属元素是初中化学教材重点。
3. 元素周期表中的元素特性元素周期表中，元素的位置与其原子结构、性质及化学反应有关。
周期表上的元素位置可以帮助我们预测元素的性质和反应行为。
4. 元素周期表的应用元素周期表不仅仅是化学家研究元素的工具，它还在许多领域有实际应用。
如材料科学、能源产业、医药研发等方面。
三、元素与化学反应化学反应是指在给定条件下，物质之间发生化学变化，产生新物质的过程。
化学教学：主族金属元素
6-2.1 钠及其化合物的性质
二.钠的化合物
氢氧化钠 (NaOH)：
俗称 苛性钠 或 烧碱 ， 为白色固体，在空气中易潮解， 且易吸收二氧化碳。
水溶液呈强碱性，有滑腻感，具有强烈腐蚀性。 主要用途为制造肥皂、纸浆、人造丝， 在炼铝工业用来溶解氧化铝，使之与氧化铁杂质 分离。
6-2.1 钠及其化合物的性质
二.镁的化合物
硫酸镁 (MgSO4)：
可利用硫酸与菱镁矿反应制得。
工业上可作为生皮加工成熟皮的药剂， 在医学上则可作为泻剂。
6-2.3 铝及其化合物的性质
一.铝元素
铝为第 3 周期第 13 族的元素， 其电子组态为 1s22s22p63s23p1 。 铝为地壳中含量最多的金属元素，
6-2.1 钠及其化合物的性质
二.钠的化合物
碳酸钠 (Na2CO3)：
无水的碳酸钠为白色粉末状固体，易溶于水， 但不溶于乙醇，水溶液呈碱性。 碳酸钠因无腐蚀性，可供洗涤之用， 工业上可用于制造玻璃、纸浆、清洁剂等。
6-2.1 钠及其化合物的性质
二.钠的化合物
碳酸氢钠 (NaHCO3)：
俗称 小苏打 、 焙用碱 或 发酵苏打 ， 为索耳未法的中间产物，但因内含微量氨等杂质， 不易由此精制， 故工业上制法为将二氧化碳通入饱和碳酸钠水溶 液中，而沉淀出溶解度较小的碳酸氢钠。
6-2
主族金属元素
学习目标：
了解钠及其化合物的性质、制备及反应 了解镁及其化合物的性质、制备及反应 了解铝及其化合物的性质、制备及反应
6-2.1 钠及其化合物的性质
一.钠元素
钠为第 1 族的元素， 其电子组态为 1s22s22p63s1 。 在化合物中，钠的氧化数均为＋1， 其离子化合物均可溶于水。 钠金属为强还原剂，会与水反应生成氢气，
第八章主族金属元素一
第二节 碱金属
五 钠盐和钾盐
1.氯化钠 2.碳酸钠
氨碱法 制取
食盐
广泛存在与海洋、 盐湖和岩盐中
制取： 重结晶法
纯碱 苏打 碱面
NH3 + CO2 + H2O ─→ NH4HCO3
NaCl + NH4HCO3 ─→ NaHCO3↓ + NH4Cl 2NaHCO3 ─→ Na2CO3 + CO2↑ + H2O↑
二 碱土金属的盐类
1.碱土金属盐类的通性
（1）晶体类型：多数为离子晶体，卤化物的熔点依次升高：
氯化物 熔点 t ∕℃ BeCl2 MgCl2 405 714 CaCl2 782 SrCl2 962 BaCl2
876
（2）溶解度：大多难溶。
除硝酸盐和氯化物外，钙、锶、钡的碳酸盐、硫酸盐草酸盐等皆难溶。
2.地壳中元素的存在类型
第一节 化学元素的自然资源
二 元素资源的存在形式和提取、利用
金属矿物 化学矿物 非金属矿物
海水、盐 湖水、地 下卤水和 气井水等
天然含盐水
自然界 可利用的
3000余种 150种左右
我国存在
136种
工业废料 元素 存在形式 废水、废气和 废渣含有大量 的可用之物
是游离N2，O2 和稀有气体的大本营
第二节 碱金属
四 碱金属的氧化物和氢氧化物
1.氧化物
条件： Na 2O2 + 2H2O ─→ 2NaOH + H2O2 氧气充足 Li2O
Na2O2
Li
Na
KO2
RbO2
O2 O2
Na2O2 + 2H2SO4（稀）─→ Na2SO4 + H2O2
主族金属.ppt
• 包括：IA:Li, Na, K, Rb, Cs,Fr • IIA:Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra • IIIA:Al, Ga, In, Tl • IVA: Ge, Sn, Pb • VA: Sb, Bi • VIA: Po
• -Al2O3：活性氧化铝 • -Al2O3：固体电解质， Al2O3·Na2O的复杂氧
化物
4 铝盐与铝酸盐
Al(NO3)3, K[Al(OH)4] [Al(H2O)6]3+ + H2O = [Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ [Al(OH)4] - =Al(OH)3+OH铝的弱酸盐完全水解，水溶液中无法制备：
• •
(M4g)CMlg2 C•l62H的2O强水解性：408K Mg(OH)Cl
+
HCl
+
5
H2O
• Mg(OH)Cl ~770K MgO + HCl
• CaCl2干燥剂,脱水后有少量水解
• CaCl2•6H2O 473K CaCl2 •2H2O 533K CaCl2
• (5)复盐
• 光卤石类：MCl•MgCl2•6H2O • 矾类：M2SO4•MgSO4•6H2O;Kal(SO4)2•12H2O • (6)常见盐的俗名：光卤
• 金属Sn镀层,不与空气和水反应； Pb与空气 和水反应，但是生成难溶物，钝化。
• 缓慢地与强碱反应：
• M + OH- + 2H2O = M(OH)3- + H2 • M: Sn, Pb. • 与非氧化性酸反应：
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主族金属元素
第一节 碱金属和碱土金属
碱 金 属 碱 土 金 属
Li 锂
Lithium
Na 钠
Sodium
K 钾
Potassium
Rb 铷
Rubidium
Cs 铯
Cesium
Fr 钫
Francium
Be 铍
Mg 镁
Ca 钙
Calcium
Sr 锶
Strontium
Ba 钡
Barium
Ra 镭
2、Na2O2:
(1)工业上制Na2O2
4Na(l)+ O2
453-473K
2Na2O
2Na2O +O2 573-673K 2Na2O2
(2) 性质 a. Na2O2淡黄色粉末，易吸潮 ； b.与水或稀酸作用，生成H2O2： Na2O2+2H2O = H2O2+2NaOH Na2O2+H2SO4= H2O2+ Na2SO4 c. 吸收CO2并放出O2: 2Na2O2+ 2CO2 = Na2CO3+ O2 因此可用作高空飞行或潜水时的供氧剂。
Na反应猛烈；K、Rb、Cs燃烧，量大发生爆炸； Li、Ca、Sr、Ba反应比较慢；Be、Mg与水蒸气反应。
元素 性质 φAo /V 锂 钠 钾 铷 铯 铍 镁 -2.36 钙 锶 钡
-3.045 -2.714 -2.925 -2.925 -2.923 -1.85
-2.87 -2.89 -2.91
Li
7298 4562 11815 6912 0.98 0.93
1757 1451 14849 7733 1.57 1.31
1064 965 4210 — 0.95 0.89
-3.045 -2.714 -2.925 -2.925 -2.923 -1.85 -2.36
-2.87 -2.89 -2.91
一. 价电子层结构：ns1 和 ns2 二.同族从上到下金属活泼性增强；同周期从左到右金属 活泼性下降。
由于Li半径小，电荷密度大，极化力强，形成共价键
的倾向大，所以性质表现特殊，与Mg比较相似。 四.碱土金属 与同周期的碱金属相比，由于增加了一个核电荷， 故原子半径较小，电离能、电负性和电极电势较大，
活泼性较差，但仍属活泼金属，氧化数仅为＋ 2 ，主
要形成离子键化合物。Be的性质亦较特殊，与本族差 距较大。
(2) 碱金属MOH、盐大多易溶于水；
(3)碱土金属M(OH)2、盐溶解度<碱金属相应的化合物
3. 形成水合离子M+ (aq)和M2+(aq)。
二、氢化物 盐型氢化物(ⅠA、ⅡA-Ca、Sr、Ba)-离子型 氢化物 金属型氢化物(过渡金属)-间充型 共价型氢化物(非金属)-分子型
2M + H2 = 2MH ( M= 碱金属) M + H2 = MH2 ( M= 碱土金属 ) BeH2、MgH2为共价型
Radium
Beryllium Magnesium
第一节
元素 性质 元素符号 原子序数 相对原子质量 价层电子构型 原子半径/pm 离子半径pm 电离能I1/kJ.mol-1 电离能I2/kJ.mol-1 电离能I3/kJ.mol-1 电负性(Pauling) φAo /V
碱金属和碱土金属
钾
K 19
d. 强碱性氧化剂 2Fe(CrO2)2+7Na2O2=4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O
不能使用瓷制容器、石英容器、铂制容器； 宜用 - 铁、镍等制成的容器。遇棉花、炭粉或铝 粉会发生爆炸，使用时要特别小心。
3、过氧化钡 Ba(NO3)2+3H2O2+2NH3· H2O=BaO2· 2H2O2
2M(NO3)2
2. 性质
物质
性质 颜色 熔点/K △fHo/kJ.mol-1 物质 性质 颜色 熔点/K △fHo/kJ.mol-1 Li2O 白 >1973 -595.8 Na2O 白 K 2O 淡黄 Rb2O 亮黄 Cs2O 橙红
1548(升华) 623(分解) 673 (分解) 673 (分解)
四、制备 碱金属、碱土金属具有较强的还原性，而相应的 离子几乎没有氧化性，还原剂很难将其还原。常用的 方法有：融盐电解法、热还原法、金属置换法等。 1. 融盐电解法 Na：电解40%NaCl + 60%CaCl2
2NaCl = 2Na + Cl2
CaCl2的作用：
a.降低电解质的熔点，防止钠的挥发；
b.减小金属Na的分散性(混盐密度>金属钠，钠浮在上 层 )。
2. 热还原法：一般采用焦炭或碳化物为还原剂
MgO(s) + C(s) = CO(g) + Mg(g)
K2CO3 + 2C = 2K + 3CO
2KF + CaC2 = CaF2 + 2K + 2C 3. 金属置换法: 高温低压下还原氯化物。 KCl + Na = NaCl + K RbCl + Ca = CaCl2 + Rb 2CsCl + Mg = MgCl2 + 2Cs
-415.9
-493.7
-330.1
-317.6
BeO
白 2803 -610.9
MgO
白 3125 -601.7
CaO
白 2887 -635.5
SrO
白 2693 -590.4
BaO
白 2191 -558
硬度（莫氏）
9
6.5
4.5
3.8
3.3
与水作用： (1)碱金属氧化物：M2O+H2O→2MOH 反应的剧烈程度由Li到Cs依次增加 (2)碱土金属氧化物： 反应的剧烈程度从BeO到BaO依次增加 MO+H2O→ M(OH)2 (3)BeO为两性，其余为碱性
三、氧化物
1. 普通氧化物(O2-)
2. 过氧化物(O22-)
3. 超氧化物(O2-)
4. 臭氧化物(O3-)
3.1、普通氧化物
1.制备
(1)碱金属： 4Li+O2
燃烧
2Li2O(白)
Na2O2+2Na→2Na2O(白) 2KNO3+10K→6K2O+N2 (2)碱土金属： MCO3
△ 高温
MO+CO2 2MO+4NO2 +O2
3.2、过氧化物
Na2O2
MgO2
K2O2
CaO2
Rb2O2
SrO2
Cs2O2
BaO2
2Na(l) + O2(无CO2) = Na2O2(淡黄)
2BaO + O2 = 2BaO2
1、过氧离子(O2 2- )结构：
KK(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)2(π2pz*)2
6-1 碱金属和碱土金属的单质
一、存在
Na、 K分布较广、丰度较高，主要以氯化物形式存在 钠长石—Na[AlSi3O8]，钾长石—K[AlSi3O8] ，光卤石— KCl· MgCl2· 6H2O，明矾等 Li: 锂辉石—Li2O· Al2O3· 4SiO2 Be: 绿柱石-3BeO· Al2O3· 6SiO2、硅铍石-3BeO· SiO2、铝铍石 Mg: 菱镁矿-MgCO3、光卤石等 Ca: 分布广，以碳酸盐和硫酸盐形成存在。如方解石、石灰 石-CaCO3、石膏-CaSO4· 2H2O Sr: 天青石-SrSO4、碳酸锶矿SrCO3 Ba: 重晶石-BaSO4、毒重石BaCO3
1.结构： KK(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π2py*)2(π2pz*)1 2.性质：
(1)有单电子：顺磁性、有颜色
KO2 RbO2 CsO2
橙黄
深棕
深黄
(2)与水剧烈反应：
2MO2+2H2O = O2 +H2O2+2MOH (3)与CO2反应：4MO2+2CO2 = 2M2CO3+3O2 因 此 ， 它 们 用 来 除 去 CO2 和 再 生 O2 ， 较 易 制 备 的 KO2常用于急救箱中。
4. 碱土金属的物理性质变化不如碱金属那么有规律，是由于其
晶格类型不完全相同。
三、化学性质 1、与空气作用： 碱金属: Li2O、Li3N； M2O2 (M = Na、K、Rb、Cs) MO2 (M = K、Rb、Cs) 碱土金属： M3N2 ， MO (M = Mg、Ca、Sr、Ba)
BaO2
2、与水作用：
氢化物性质
1、热稳定性： 碱金属氢化物稳定性依LiH→CsH次序降低 2、强还原性： MH+H2O=MOH+H2 ↑ TiCl4+4NaH=Ti+4NaCl+2H2
3. 用途 a. 有机合成中用作还原剂； b. LiH、CaH2为野外氢气发生剂； c. 制备NaBH4 LiAlH4： 4NaH+BF3=NaBH4+3NaF 4LiH +AlBr3= LiAlH4 +3LiBr
锂
Li 3
钠
Na 11
铷
Rb 37
铯
Cs 55
铍
Be 4
镁
Mg 12
钙
Ca 20
锶
Sr 38
钡
Ba 56
6.941 22.99 39.098 85.47 132.9 2s1 123 60 520 3s1 154 95 496 4s1 203 133 419 3051 4411 0.82 5s1 6s1
4. 热分解法
2MN3 = 2M + 3N2 (M = Na, K, Rb, Cs)