碱金属元素性质总结讲解

元素周期律碱金属元素性质总结I.元素周期律1.周期表位置 IA族（第1纵列），在2、3、4、5、6、7周期上均有分布。

元素分别为锂(Li)-3，钠(Na)-11，钾(K)-19，铷(Rb)-37，铯(Cs)-55，钫(Fr)-87。

2.碱金属的氢氧化物都是易溶于水, 苛性最强的碱, 所以把它们被称为为碱金属。

3.碱金属的单质活泼，在自然状态下只以盐类存在，钾、钠是海洋中的常量元素，其余的则属于轻稀有金属元素，在地壳中的含量十分稀少。

钫在地壳中极稀少，一般通过核反应制取。

4.保存方法：锂密封于石蜡油中，钠。

钾密封于煤油中，其余密封保存，隔绝空气。

II.物理性质物理性质通性（相似性）1.碱金属单质皆为具金属光泽的银白色金属(铯略带金黄色)，但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降，呈现灰色。

常温下均为固态。

2.碱金属熔沸点均比较低。

摩氏硬度小于2，质软。

.导电、导热性、延展性都极佳。

3.碱金属单质的密度小于2g/cm3，是典型轻金属，锂、钠、钾能浮在水上。

4.碱金属单质的晶体结构均为体心立方堆积，堆积密度小。

II-2.物理性质递变性随着周期的递增，卤族元素单质的物理递变性有：1.金属光泽逐渐增强。

2.熔沸点逐渐降低。

3.密度逐渐增大。

钾的密度具有反常减小的现象。

.物理性质特性1.铯略带有金色光泽，钫根据测定可能为红色，且具有放射性。

2.液态钠可以做核反应堆的传热介质。

3.锂密度比没有小，能浮在煤油中。

4.钾的密度具有反常现象。

II-4.卤族元素物理性质一览表钾的密度反常变化的原因：根据公式：ρ=A r /V原子，可知相对原子质量的增大使密度增加，而电子层的增加又使原子体积增大使得密度减小。

即单质的密度由相对原子质量和原子体积两个因素决定。

对钾来说，核对最外层引力较小，体积增大的效应大于相对原子质量增加产生的影响，结果钾的密度反而比钠小。

焰色反应1.碱金属离子及其挥发性化合物在无色火焰中燃烧时会显现出独特的颜色，这可以用来鉴定碱金属离子的存在，锂、铷、铯也是这样被化学家发现的。

2.电子跃迁可以解释焰色反应，碱金属离子的吸收光谱落在可见光区，因而出现了标志性颜色。

3.除了鉴定外，焰色反应还可以用于制造焰火和信号弹。

III.化学性质III-1.原子化学性质.原子化学性质通性1.最外层均有1个电子2.单质均为单原子分子，化学性质活泼。

3.在化学反应中易失1个电子形成离子。

4.与典型的非金属形成离子化合物。

.原子化学性质递变性1.原子半径逐渐增大，相对原子质量逐渐增大。

原子核对外层电子的引力逐渐减弱。

2.电子层逐渐增多，原子序数（核电荷数、质子数、核外电子数）逐渐增大。

3.金属性性随周期数递增而增强。

原子化学性质特性1.铷和钫对光线特别敏感，在极其微弱的光线照射下也会放出电子。

把它们喷镀到银片上，即可制成“光电管”——受光照，便产生电流，光线越强，电流越大。

2.钫的所有同位素均具有放射性。

卤素原子化学性质一览表III-2.氧化还原性质1.单质都有还原性（相似性）原因：最外层都有1个电子，决定了在化学反应中易失电子，从而表现出还原性，还原性自上而下增强，金属性自上而下增强原因：碱金属位于第一主族，越往下走电子层数依次增加，原子核对最外层电子的束缚力越来越小，所以越容易失电子。

2.离子具有弱氧化性。

与氧气的反应Li：在室温下缓慢氧化与点燃条件下均只生成氧化锂。

Na：在室温下迅速氧化生成氧化钠，点燃条件下生成过氧化钠，氧化钠和氧气在加热条件下生成过氧化钠，氧化钠暴露在空气中会生成过氧化钠，这是工业制取过氧化钠的方式，而工业制取氧化钠一般用钠和亚硝酸钠。

反应过氧化钠与氧气在加压情况下反应或在490℃下加热可得超氧化钠。

用氧气与钠的液氨溶液反应也会得到超氧化钠。

K：钾在室温下迅速氧化生成氧化钾，充足的氧气中点燃生成超氧化钾。

Rb：铷在室温下与氧气接触燃烧，产物由氧气充足程度决定，在充足氧气中剧烈燃烧超氧化铷，用氧气与铷的液氨溶液反应生成臭氧化铷。

Cs：与铷大致相同，反应更剧烈。

碱金属与氧气反应，普通氧化物不一定是最稳定的氧化物，从生成热的热量大小上可以判断氧化物稳定性。

注释：1.过氧化钠是以钠离子和过氧根离子结合的，而过氧根离子里，两个氧原子是以共价键结合的，碱金属的过氧化物中养的氧化数都是-1。

2.超氧化钾是钾离子和超氧根离子结合的，氧原子氧化数为-1/2。

3.超氧根离子具有顺磁性，氧分子之所以有顺磁性是因为氧分子里有两个未成对电子，超氧根离子里只有一个未成对电子，因此顺磁性比氧分子小。

4.氧原子之间的距离：过氧根离子>超氧根离子>氧分子。

5.常温时，超氧化物的晶体呈四面体结构，高温时呈立方体结构（与氯化钠相似）。

6.反应生成氧化物时，碱金属的电子转移给氧分子，氧分子获得一个电子成为超氧根离子，氧分子获得两个电子成为过氧根离子，氧原子获得两个电子成为氧离子。

此反应可比较碱金属的还原性 氧化物的性质： 普通氧化物碱金属中，只有锂可以直接生成氧化物，其它碱金属单质的氧化物可以被继续氧化4Li+O=2Li2O碱金属的正常氧化物是反磁性物质，都能与水反应生成对应的氢氧化物 反应通式：M 2O+H 2O=MOH 过氧化物所有碱金属都能形成过氧化物，除锂外，其它碱金属可以直接化合得到过氧化物。

反应通式：2M+O=M 2O过氧化物中的氧元素以过氧阴离子的形式存在，过氧根离子的键级为1。

过氧化物是强碱(质子碱)，能与水反应生成碱性更弱的氢氧化物和过氧化氢，由于反应大量放热，生成的过氧化氢会迅速分解产生氧气。

反应通式：2M 2O+2H 2O=4MOH+O 2H 2O=2H 2O+O过氧化物可与酸性氧化物反应生成对应的正盐，若与之反应的酸性氧化物有较强还原性，则有被氧化的可能反应通式：2M 2O+2CO=2M 2CO+OM 2O+SO=2M 2SO过氧化物在熔融状态下可与某些铂系元素形成含氧酸盐 反应通式：Ru+3M 2O=M 2RuO+2M 2O过氧化物中常见的是过氧化钠(Na 2O)和过氧化钾(K 2O)，它们可用于漂白，熔矿，生氧。

超氧化物除锂外，所有碱金属元素都有对应的超氧化物，钾铷铯能在空气中直接化合得到超氧化物。

反应通式：M+O=MO超氧化物中存在超氧离子，分子轨道表明超氧离子存在一个σ键和一个3电子π键，键级为3/2，有顺磁性。

超氧化物能与水反应生成对应氢氧化物，氧气和过氧化氢，反应大量放热，过氧化氢分解反应通式：2MO+2H 2O=2MOH+H 2O+O 2H 2O=2H 2O+O超氧化物能与酸性氧化物反应，类似过氧化物，其中，超氧化钾与二氧化碳的反应被应用于急救空气背包中 反应通式：4MO+2CO=2M 2CO+3O 超氧化钾是最为常见的超氧化物 臭氧化物除锂外，干燥的碱金属氢氧化物固体与臭氧反应，产物在液氨中重结晶可得到臭氧化物晶体反应通式：6MOH+4O=4MO+2MOH ·H2O+O 臭氧化物在放置过程中缓慢分解 反应通式：2MO=2MO+O臭氧化物中存在臭氧离子，V 型结构，键级为1/3，极不稳定，具有顺磁性臭氧化物的其他性质与超氧化物类似。

碱金属与水反应反应通式：2X+2H 2O=2XOH+H 2共同现象：剧烈反应，放出热量，生成可燃气体（氢气），反应后向水中滴加酚酞变红。

独有现象：Li ：接触到水时发出嘶嘶声，金属熔化成小球在水面上快速移动。

反应速度较慢。

Na ：接触到水时发出嘶嘶声，金属熔化成小球在水面上快速移动。

反应速度快，可以发生轻微爆炸。

K ：接触到水产生紫色火焰，金属熔化并溅射。

Rb ：接触到水迅速跳起，金属熔化喷出。

Cs ：火球腾空而起。

与卤素反应反应通式：2X+Y 2=2XY 反应现象：1.碱金属与卤素反应生成相应的盐，如：2Na+Cl 2=点燃2NaCl2.由于所有的碱金属的卤素盐的粉末都是白色，所以会产生白色的烟(与F2和Cl2反应)。

3.由于碱金属的化学性质的活泼程度由上到下递增而卤素相反，所以导致反应条件不尽相同，如最活泼的碱金属Cs(不考虑Fr)和最活泼的卤素单质F 2相遇便立即发生极其猛烈的爆炸，而Li 置于Cl 2中只会在Li 的表层形成LiCl 的外层，难以有明显反应，所以必须点燃才能有明显反应；Br 2和I 2是不能进行比较的因为它们是液体或固体，所以可以使反应的接触程度变大，使反应易于进行。

4.对于Br 2和I 2（I 2当然要粉末），因为B r2是液体所以由于上述原因可以与所有碱金属猛烈反应，并有橙红色的雾生成（液溴由于反应放热气化在上空再次液化导致的），I 2也大致相同，产生的是紫色的烟（常况下I 2不能液化，也就是说I 2常况下不存在液体的形式,所以直接成为固体）只是反应难度不同罢了。

与氮气反应 Li ：6Li+N 2=2Li 3NNa ：高温、隔绝空气的条件下2Na+3N 2=2NaN 3(叠氮化钠)反应无法生成Na 3N(极不稳定)。

其他碱金属与氮气几乎不反应 与氢气反应反应通式：2X+H 2=高温2XH 碱金属单质在氢气流中加热就可获得对应的氢化物 1.碱金属的氢化物均为气态，H 显-1价。

2.碱金属氢化物中以氢化锂(LiH)最为稳定，850℃分解。

氢化物不是很稳定。

3.碱金属氢化物属于离子型氢化物，熔沸点高，晶体结构为氯化钠型，碱金属氢化物中存在氢负离子，电解溶于氯化锂的氢化锂可以在阳极得到氢气，这可以证明氢负离子的存在。

4.碱金属氢化物与水剧烈反应放出氢气MH+H2O=MOH+H 与其他非金属反应与硫反应：2R+S=R 2S ，反应爆炸 与磷反应：3R+P==R 3P 氢氧化物碱金属元素的氢氧化物常温下为白色固体，可溶或易溶于水，溶于水放出大量热，在空气中会发生潮解并吸收酸性气体;除氢氧化锂外其余的碱金属氢氧化物都属于强碱，在水中完全电离。

2MOH+CO=M2CO+H2O2MOH+2Al+2H2O=2MAlO+3H2MOH+Al2O=2MAlO+HO23MOH+FeCl=Fe(OH)+3MCl碱金属氢氧化物中以氢氧化钠和氢氧化钾最为常见，可用作干燥剂。

盐类碱金属的盐类大多为离子晶体，而且大部分可溶于水，其中不溶的盐类有1.锂盐:氟化锂、碳酸锂、磷酸锂2.钠盐:醋酸铀酰锌钠、六羟基合锡(Ⅳ)酸钠、三钛酸钠、铋酸钠、六羟基合锑酸钠3.钾盐:六硝基合钴酸钾、高氯酸钾、四苯基硼酸钾、高铼酸钾4.铷盐及铯盐:与钾盐一样，但溶解度更小。

碱金属的盐类熔沸点较高，下表即为碱金属盐类的熔点。

从表中还可以观察到:锂盐的沸点明显偏低，表明锂盐表现出一定的共价性卤化盐：碱金属卤化物中常见的是氯化钠和氯化钾，它们大量存在于海水中，电解饱和氯化钠可以得到氯气，氢气和氢氧化钠，这是工业制取氢氧化钠和氯气的方法。