无机化学 S区元素概述单质及其物理化学性质
s区和ds区元素吉林大学无机化学
H 2 (g)
HCl
③ Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸
Cu 4HNO3 (浓) Cu(NO 3 )2 2NO2 2H 2O Ag 2HNO3 (浓) AgNO 3 NO2 H 2O Cu 2H 2SO4 (浓) CuSO 4 SO2 2H 2O 2Ag 2H 2SO4 (浓) Ag 2SO4 (s) SO2 2H 2O Au 4HCl(浓) HNO3 (浓)
3Hg 8HNO3 (稀,过量) Hg(NO 3 )2 2NO 4H 2O
6Hg(
过量)
8HNO
3
(稀)
冷
3Hg
2
(NO
3
)
2
(4) 锌与OH-，NH3反应
2NO 4H 2O
Zn
2OH
2H 2O
Zn(OH)
24
H2
Zn
4NH3
2H 2O
Zn(NH
4Au 8NaCN 2H2O O2 4Na[Au(CN)2 ] 4NaOH
2
Au(CN
)2
Zn
Zn(CN
)
2 4
2
Au
Solvay制碱法（氨碱法）
海水
饱和吸收氨的海水
NH3
NaCl,H2O
CaCO3 煅烧
CaCO3CaO+CO2
NaCl
CO2
H2O NH3
Na++Cl-+NH3+CO2+H2O NaHCO3(s)+NH4++Cl-
常用酸和碱—s区元素单质及化合物的性质识用
波长 / nm 670.8 589.2 766.5 780.0 455.5 714.9 687.8 553.5
•与水作用
2 M(s) + 2 H2O (l) → 2 M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
M(s) + 2 H2O (l)→ M2+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
Rb
Cs
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
ⅠA
原子序 数
价电子构 金属半径 熔点 沸点
型
(pm) (℃) (℃)
硬度
(金刚石 =10)
Li (锂) 3
2s1
152 180.5 1342 0.6
Na (钠) 11
3s1
186 97.82 882.9 0.4
K (钾) 19
4s1
227 63.25 760 0.5
Rb (铷) 37
化合价键特征：以离子键结合为特征，但在某些情况下 仍显一定程度的共价性。
其中Li和Be，由于具有较小的原子半径，电离能高于 同族其它元素，形成共价键的倾向比较显著，常表现出与 同族元素不同的化学性质。
锂 、铍的特殊性----- 对角线规则
Li Be B C Na Mg AI Si
周期系中有些元 素的性质常与它右下 方相邻的另一元素类 似，这种关系叫对角 线关系。
性质
m.p./K MOH 在水中的 溶解度/(mol·L-1)
Li Na K Rb Cs 453.69 370.96 336.8 312.04 301.55
5.3 26.4 19.1 17.9 25.8
•与液氨的作用
无机化学S区元素概述单质及其物理化学性质
无机化学S区元素概述单质及其物理化学性质S区元素是指周期表中第三周期的元素，包括Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn。
这些元素的单质是指它们在自然界中以纯态存在的形态。
下面将对这些S区元素的单质及其物理化学性质进行概述。
Scandium（Sc）是一种银白色金属，熔点1541℃，沸点2836℃。
它的密度为2.989 g/cm³，熔化热为15.8 kJ/mol。
Scandium的化学性质活泼，可以与氢气、氧气和氮气反应。
它可以形成多种化合物，如ScCl3、Sc2O3等。
Titanium（Ti）是一种银灰色金属，熔点1668℃，沸点3260℃。
它的密度为4.506 g/cm³，熔化热为13.8 kJ/mol。
Titanium具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性。
它与氧、氮、氢等非金属元素反应生成化合物，如TiO2、TiN等。
Vanadium（V）是一种银白色金属，熔点1890℃，沸点3380℃。
它的密度为6.0 g/cm³，熔化热为21.5 kJ/mol。
Vanadium的化学性质活泼，可以与氧气、氮气和氟气反应。
它可以形成多种氧化态，如V2O5、VO2等。
Chromium（Cr）是一种银灰色金属，熔点1907℃，沸点2672℃。
它的密度为7.18 g/cm³，熔化热为20.5 kJ/mol。
Chromium的外层电子构型为3d54s1，具有良好的抗腐蚀性。
它可以形成多种化合物，如Cr2O3、CrCl3等。
Manganese（Mn）是一种银灰色金属，熔点1244℃，沸点1962℃。
它的密度为7.21 g/cm³，熔化热为13.2 kJ/mol。
Manganese与氧气反应生成二氧化锰（MnO2），具有一定的催化性能。
它还可以形成多种化合物，如MnCl2、MnSO4等。
Iron（Fe）是一种银灰色金属，熔点1538℃，沸点2861℃。
它的密度为7.874 g/cm³，熔化热为13.8 kJ/mol。
无机化学第七章S区元素
无机化学第七章S区元素第七章主要介绍了S区元素的性质和应用。
S区元素是指周期表中第16族元素，包括氧、硫、硒、碲和钋。
这些元素具有一些共同的性质和特点，包括氧化态的规律和趋势、同族元素的化学性质等。
S区元素的氧化态规律和趋势是其重要的特点之一、氧化态是指元素在化合物中的电荷数。
在S区元素中，氧通常呈-2的氧化态，露卜那呈-1的氧化态，硫、硒和碲的氧化态则比较复杂，可以是正或负的多个值。
这种规律是由于这些元素的外层电子结构决定的。
氧的外层有6个电子，可以通过接受2个电子来填满外层，从而达到稳定的8个电子的结构。
而露卜那的外层只有一个电子，可以通过捐赠一个电子来达到稳定的结构。
而硫、硒和碲的外层电子结构类似，有6个电子，可以通过得失2个电子来达到稳定的8个电子的结构。
在S区元素中，氧是一个非金属元素，而硫、硒和碲则是亚稳金属。
氧具有较高的电负性，能够与其他元素形成较强的电负性键。
它在自然界中广泛存在，包括空气中的氧气、水中的水分子等。
由于氧的高电负性，它可以与其他元素形成氧化物，包括过氧化物、酸性氧化物和碱性氧化物等。
氧化物有着重要的应用，例如过氧化氢可用作漂白剂和消毒剂。
硫、硒和碲是黄顺子亚稳金属，它们具有较高的化学活性。
它们主要存在于矿石中，包括铁矿石中的硫化铁矿石。
硫还广泛存在于化学品中，包括硫酸、硫酸铜等。
硫还可以形成众多的无机化合物，例如硫化物和亚硫酸盐。
硫化物在冶金工业中有重要应用，例如焦炭的熔融炉和脱硫设备。
在亚稳金属中，硒是比较特殊的元素。
它可以形成六亚硒酸盐，具有良好的光敏性。
六亚硒酸盐可以用于摄影中的胶片和相纸的显影剂，以及红外线辐射计的探测剂。
此外，硒还可以形成硒化物，具有一定的半导体性能。
碲也是一种亚稳金属，具有类似硒的性质。
它可以形成一种黑色固体的碲化铋，具有比较好的半导体性能。
碲化铋被广泛应用于红外线成像和热电传感器等领域。
除了硫、硒和碲，S区元素中还有钋，它是一种放射性元素。
无机s区元素
3、超氧化物：除Li、Be、Mg外，s 区元素与O2反 应生成超氧化物： K+O2=KO2 2KO2+2H2O=H2O2+O2↑+KOH 4KO2+2CO2=3O2↑+2K2CO3 O22- [(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2 (π2p)4(π2p*)4] O2- [(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)3] 4、对角相似规则：周期表中某元素的性质与它左 上方或右下方的另一元素的性质相似 原因：离子极化能力相近，离子极化能力大小 取决于离子原子半径、电荷数、电子层构型
（二）氢氧化物
酸式离解
碱式离解
R离子的离子势φ=Z/r， 氢 氧 7< φ1/2 <10 φ 1/2 <7 化 物 碱
φ1/2 >10 酸
1、在同一周期，最高氧化态的阳离子Rn+， 从左到右，电荷数依次增大，半径依次减 小，氢氧化物酸性增强。
Na+
半径 95 /pm φ1/2 3.2
Mg2+ Al3+ 65 5.5 50 7.7
3、形成结晶水合物及热稳定性特征: 水合离子：离子所带电荷越多，半径越小， 水合作用越强。水合离子半径 Na+>K+ 热稳定性：MX和M2SO4稳定，M2CO3只有 Li2CO3不稳定，MNO3不稳定。 4、几种重要的盐： NaCl、KCl 、CaCl2 ·6H2O 、BaCl2 ·2H2O 泻盐 MgSO4 重晶石 BaSO4 CaSO4 ·2H2O 烧石膏 CaSO4 ·1/2H2O 无水 CaCl2 石膏
+
+
Li的电极电势最低，但是Li与水反应不如 Na反应激烈，为什么？ 单质Li熔点高，与水反应放热不足以使其 液化，分散性差，反应活性降低。LiOH 溶解度小，覆盖于金属表面，阻碍反应 进行。后者是Li与水反应不如Na剧烈的主 要原因
普通化学S区元素
S区元素概述
(2) 与水作用 ● 碱金属被水氧化的反应为: 2 M(s) + 2 H2O (l) → 2 M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
Li
●
Na
K
碱土金属被水氧化的反应为:
M(s) + 2 H2O (l)→ M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
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
S区元素概述
(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 颜 素 色 Li 深红 670.8 Na 黄 589.2 K 紫 766.5 Rb 红紫 780.0 Cs 蓝 455.5 Ca 橙红 714.9 Sr 深红 687.8 Ba 绿 553.5
密的氧化物保护膜而显得十分稳定。
S区元素概述
Question 2
Solution
锂的标准电极电势比钠或钾的标准电极 电势小，为什么 Li与水反应没有其他金属 与水的反应激烈？ Li Na 453.69 370.96 5.3 26.4 K Rb Cs 336.8 312.04 301.55 19.1 17.9 25.8
金属锂
S区元素用途
1. 制造氢化锂、氨化锂和合成有机锂化合物，后者用做
有机化学中的还原剂和催化剂； 2. 制造合金Al-Li(含锂3 % ),因质量轻和强度大而用于空
间飞行器；
3. 制造高功率长效电池（用于手表、计算机、心脏起搏 器等）； 4. 同位素(在天然锂中约占７.５%)受中子轰击产生热核 武器的主要原料氚：
s区元素知识点总结
9.4.1 晶型
重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。 晶体类型：
绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤 化物有一定的共价性。 例：Be2+极化力强， BeCl2为共价化合物。
BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 熔点/ ℃ 415 714 775 874 962
通性： • 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。 注：它们的活泼性有差异
电金原 离属子 能性半 、、径 电还增 负原大 性性 减增 小强
IA
IIA
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Li2O
Na2O2 KO2
镁 带 的 燃 烧
发出耀眼的白光
2、与H2作用 s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢
形成离子型氢化物。 （1）均为白色晶体， 热稳定性差
LiH NaH KH RbH CsH NaCl
-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -441
△ fHm / kJ·mol-1
§9.3 氧化物和氢氧化合物
9.3.1 氧化物 9.3.2 氢氧化物
9.3.2 氢氧化物
碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白 色固体。
•易吸水而潮解 MOH易溶于水，放热。
碱土金属溶解度（20℃）
氢氧化物 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
溶解度 /mol·L-1
8×10-6 2.1×10 -4 2.3 ×10-2 6.6 ×10-2 1.2 ×10-1
无机化学 S区元素概述单质及其物理化学性质
2
CsO2 BaO2
镁 带 的 燃 烧
Li, Ca等同时生成氮化物
2O2 Na2ONa 2
Li3N
Ca3N2
Ba3N2 KOKO 2 2
2、与水作用:
2M + 2H2O → 2MOH + H2（g）
Li
Na
K
Ca
锂 (不熔化)； 钠 (熔化)；钾(燃烧) ； 铷 , 铯(爆炸)
3、与液氨的作用 +
IA
电 离 势 、 电 负 性 减 小 金 属 性 、 还 原 性 增 强
IIA Be Mg Ca
原 子 半 径 增 大
Li Na K
Rb
Cs
原子半径减小、
Sr
Ba
金属性、还原性减弱 电离势、电负性增大
同周期IA和IIA比较
ⅠA 主要氧化态 原子半径 电负性 +1 最大 最小 > < ⅡA +2 较大 较小
2M(s) + 2NH 3 (l) → 2M + 2NH + H 2 (g)
2
M(s) M (am)+ e (am)
液氨溶剂 -
+
4、其离子的焰色反应
Li+
K+
红
紫
Na+
黄
Rb+ 紫红 Ca2+ 橙红 Ba2+ 黄绿
Cs+ 紫红 Sr2+ 红
通性：
1. 易与H2直接化合成MH、MH2离子型化合物； 2. 与O2形成正常氧化物、过氧化物、 超氧化物； 3. 与其他非金属作用形成相应的化合物；
1、与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应化合物
无机化学第三版课件第17章 s 区元素
● 与CO2 的作用
Li2O + CO2 ＝ Li2CO3 2 Na2O2 + 2CO2 ＝ 2 Na2CO3 + O2 4 KO2 + 2 CO2 ＝ 2 K2CO3 + 3 O2
二、氢氧化物
M 2 O, MO MOH, M(OH) 2
H 2O
● 溶解度
碱金属氢氧化物 在水中溶解度都 很大，但是碱土 金属氢氧化物在 水中溶解度要小 的多。 ● 易吸水溶解 LiOH 碱 性 递 增
第17章
Chapter 17
s 区元素
s-Block Elements
s 区元素在周期表中的位置
本章教学要求
1. 掌握 s 区元素的电子构型与性质递s 区元素的氢化物、氧化物、氢氧化
物的性质，特别注意氢氧化物的碱性变 化规律。 3．了解 s 区元素的重要盐类化合物。 4．了解对角线规则。
化学活泼性
升 硬 熔 华 度 沸 能 点 极 水 电 电 化 合 负 离 力 能 性 能
递 减
递 增
§9－2
●
●
单质
都是最活泼的金属
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
一、单质的物理性质
碱金属密度小、硬度小、熔点低、导电性 强，是典型的轻金属。碱土金属的密度、 熔点和沸点则较碱金属为高。锂是固体单 质中最轻的，它的密度约为水的一半。碱 土金属的密度稍大些。
Ti + 4NaCl + 2H2
(3) 与 H2O 作用
● 碱金属被 H2O 氧化: 2 M + 2 H2O ＝ 2 M+ + 2 OH－+ H2↑
无机化学课件12-s区元素
对土壤的影响
土壤污染
S区元素在工业生产过程中 可能通过废渣、废气等途 径进入土壤，导致土壤污 染。
土壤质量下降
这些元素在土壤中积累， 可能影响土壤的理化性质 ，导致土壤质量下降。
农产品安全问题
被污染的土壤可能影响农 作物的生长和品质，进而 影响农产品安全。
对大气的影响
大气污染
S区元素可能以气态或颗粒物的形 式排放到大气中，造成大气污染 。
SUMMAR Y
01
S区元素的概述
定义与特性
定义
S区元素指的是元素周期表中第12族（IIIB族）的元素，包括钪（Sc）、钇（Y ）、镧（La）、锕（Ac）等。
特性
S区元素都是金属元素，具有金属的通性，如导电、导热、延展性等。它们在化 学反应中通常表现出较强的还原性，易于失去电子成为正离子。
S区元素在自然界中的存在形式
金属氢化物是S区元素与氢反应生成的化合物，它们具有高的能量密度和稳定性。金属氢化物在能源储存和转换领域有潜在的 应用价值。
金属氢化物在工业中有一定的应用，如作为储氢材料和制备其他金属氢化物的原料。此外，一些金属氢化物还具有特殊的物 理和化学性质，可用于制备新型材料和器件。
REPORT
CATALOG
环保催化剂
利用硫元素制备的催化剂可用于 处理工业废气，降低污染物排放 。
合成新物质
含硫化合物
硫单质或硫化物可与其他元素合成多 种含硫化合物，如硫酸、硫代硫酸盐 等。
高分子材料
含硫元素的高分子材料具有特殊性能 ，如耐高温、抗氧化等，在航空、航 天等领域有广泛应用。
REPORT
CATALOG
DATE
REPORT
CATALOG
DATE
第六讲S区元素
第六讲S区元素第六讲 S 区元素碱金属和碱土金属元素单质的性质、制备、用途一、概述 Generalization碱金属 (alkalin metals ) 碱土金属 (alkalin earth metals ) (ⅠA): n s1 (ⅡA): n s2锂 lithium 铍 beryllium钠 sodium 镁 magnesium钾 potassium 钙 calcium铷 rubidium 锶 strontium铯 caesium 钡 barium钫 francium 镭 radium通性：都是最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二、物理性质：有金属光泽，密度小，硬度小，熔点低、导电、导热性好的特点三、单质的化学性质1、与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应的化合物（1）单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li 2O Na 2O 2 KO 2 RbO 2 CsO 2BeO MgO CaO SrO BaO 2为何空气中燃烧碱金属所得产物不同？哪一个燃烧反应的ΔG 负值最大，产物就是哪一个。
Na 生成Na 2O 、Na 2O 2 和 NaO 2的ΔG 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 Na 2O 2 。
ΔG 的大小由 m r m r m r S T H G ?-?=? 决定。
其中ΔG 的大小主要由 m r H ? 来决定。
则要由Born-Haber 循环来决定。
循环中的晶格能值的大小对整个反应能否进行及产物稳定性关系重大。
晶格能则要求阴、阳离子具备一定的“匹配” 条件，产生最好的能量效应。
此即所谓的“大-大，小-小”规则。
2、与水作用碱金属被水氧化的反应为： 2 M(s) + 2 H 2O (l) = 2 M +(aq) + 2 OH -(aq) + H 2(g)碱土金属被水氧化的反应为：M(s) + 2 H 2O (l)= M 2+(aq) + 2 OH -(aq) + H 2(g)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。
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
知识点3s区元素单质的物理和化学性质
第四章 s 区元素第二节 s 区元素的单质4.2.1 单质的物理性质和化学性质物理性质单质的物理性质：多为银白色金属；有金属光泽密度小；硬度小；熔点低导电、导热性好熔点沸点钠钾合金用作核反应堆的冷却剂镁合金用作结构材料锂用于高能电池和储氢材料金属铍和铍基合金用于各种空间飞行器。
还用于制造原子能反应堆中的中子减速剂。
化学性质•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：Li 2O Na 2O 2 KO 2 RbO 2 CsO 2BeO MgO CaO SrO BaO 2镁带的燃烧正常氧化物 (O 2―)M + O 2 ② 过氧化物 (O 22―)③ 超氧化物 (O 2―)2Li + 1/2O 2 Li 2OM + 1/2O 2 MO (M 为碱土金属)M + O 2 M 2O 2 过氧化物 （M 为碱金属除Li 外）M + O 2 MO 2 (M=K, Rb, Cs)Q1.为何空气中燃烧碱金属所得产物不同？ 哪一个燃烧反应的Δr G m 负值最大，产物就是哪一个。
Na 生成Na 2O 、Na 2O 2 和 NaO 2的Δr G m 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 Na 2O 2 。
•与水作用◆碱金属被水氧化的反应为:2 M(s) + 2 H 2O (l) → 2 M +(aq) + 2 OH -(aq) + H 2(g)Li Na K◆碱土金属被水氧化的反应为:M(s) + 2 H 2O (l)→ M 2+(aq) + 2 OH -(aq) + H 2(g)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。
Q2：锂的标准电极电势比钠或钾的标准电极电势小，为什么 Li与水反应没有其他碱金属与水的反应激烈？答：电极电势属于热力学范畴，而反应剧烈程度属于动力学范畴，两者之间并无直接的联系。
大学无机化学第十二章 S区元素
N2
O2
MO2 (M = Ba), MO
H2O
M
NH3
M(NH2)2 + H2
水蒸气
MO + H2 (M = Be, Mg)
NaOH
HMO2- + H2 (M = Be)
MH2 (M = Ca, Sr, Ba)
3. 焰色反应
12.2.2 s区元素的存在和单质的制备
均以矿物形式存在： 钠长石： NaAlSi 3O8
I1
+,g) +,aq ) = △ (M H (M + I + fHm △ △subHm h m 1
+,g) +,aq ) = △ (M H (M + I + fHm △subHm △ h m 1
Li
Na
107.32 502.04
K
89.24 425.02
Rb
80.88 409.22
(2e e )
22
如果液氨保持干燥和足够高的纯度（特别是没有过渡金 属离子存在），溶液就相当稳定. 钠溶于某些干燥的有机溶剂（如醚）也会产生溶剂合电 子的颜色.
用钠回流干燥这些溶剂时，颜色的出现可看作溶剂处于 干燥状态的标志.
碱 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应
M3 P M3N (M = Li) P N2 X2 MX （X = 卤素） M2 S M2O （M = Li, Na） M2O2 （M = Na, K, Rb, Cs） MO2 （M = K, Rb, Cs）
3．贵金属：这类金属包括金，银和铂族元 素(锇、铱、铂、钌、铑和钯).
4．准金属：一般指硅、硒、碲、砷、硼. 5．稀有金属：通常是指在自然界中含量很 少(但不绝对，如Ti为0.45％，在元素中 占第十位)，分布稀散、发现较晚，难以 从原料中提取的或在工业上制备和应用 较晚的金属。
无机化学第七章S区元素
M3P
P
N2
M3N (M = Li)
X2 MX （X = 卤素）
S M2S
MH
M O2
NH3(溶液或气态)
MNH2 + H2
有 Fe 存在
O2 +
CO2
MOH + H2 汞齐
H2O Hg
液NH3
M2O （M = Li, Na） M2O2 （M = Na, K, Rb, Cs） MO2 （M = K, Rb, Cs）
特别注意 焰色反应是物理变化，不是化学变化
Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba
元 素 Li
Na
颜 色 深红 黄 紫
波长(nm) 670.8 589.2
K
Rb Cs Ca
红紫 蓝 橙红 深红 绿
766.5 780.0 455.5 714.9
Sr
Ba
687.8 553.5
无机化学
鉴定溶液中是否存在某种离子 用 途 节 日 焰 火
欢迎
ns1~2
ns2np1~6
(n-1)d1~10ns2 无机化学
(n-1)d10ns1~2
第七章
s区元素
s-Block Elements
§7.1 s区元素的通性 §7.2 s区元素单质及其化合物的性质 §7.3 s区元素的生物学效应及常用药物
无机化学
ⅠA
Li ⅡA
Na Be
K
Mg
Rb Ca
Cs Sr
氧生气M M 剂发I2IΙOOHH2漂2OO白 剂 M 2M(OOH2H（（)LBieO除外Cs，剧剧烈烈程程度度） ） Na2O2 2H2O 2NaOHH2O（2 O2 ） 2KO2 2H2O 2KOHH2O2 O2
第十七章 s区元素
第17章s区元素（碱金属与碱土金属）(一)通性1．它们的价电子构型为ns1-2，内层为稀有气体稳定电子层结构。
价电子很易失去呈+1、+2氧化态。
都是活泼性很高的金属，只是碱土金属稍次于碱金属而己。
2．有较大的原子半径。
因为每一周期是从碱金属开始建立新的电子层。
原子半径变化的规律：同周期从IA到IIA减小，同族中从上到下增大。
3．电离势和电负性均较小，其变化规律为同周期从IA到IIA增大，同族中从上到下顺序减小。
(二)物理性质单质具有金属光泽，有良好的导电性和延展性，除Be和Mg外，其它均较软。
它们在密度、熔点、沸点和硬度方面往往差别较大。
(三)化学性质1．它们具有很高的化学活泼性，能直接或间接地与电负性较高的非金属元素形成相应的化台物。
如可与卤素、硫、氧、磷、氮和氢等元素相化合。
一般均形成离子化台物(除Li、Be及Mg的卤化物外)。
2．单质与水反应放出氢气。
其中Be和Mg由于表面形成致密的氧化膜因而对水稳定。
3．标准电极电势均很负，是很强的还原剂。
它们的还原性在于态及有机反应中有广泛的应用。
如高温下Na、Mg、Ca能把其它一些金属从氧化物或氯化物中还原出来.4．单质制备由于它们的化学活泼性，决定它们只可能以化合物形式存在于自然界中。
单质的制备多数采用电解它们的熔盐。
(四)氧化物和氢氧化物1．碱金属的氧化物比碱土金属的氧化物种类多。
它除有正常氧化物外，还有过氧化物、超氧化物及臭氧化物。
如碱金属在空气中燃烧时，只有Li的主要产物是Li2O(正常氧化物)，而Na、K、Rb、Cs的主要产物分别是Na2O2(过氧化物)、KO2(超氧化物)、RbO2(超氧化物)和Cs2O2(过氧化物)。
2．氢氧化物除Be(OH)2呈两性外，其余均为中强碱或强碱。
(五)盐类1．碱金属的盐类有MX(卤化物)、MNO3、M2SO4、M2CO3、M3PO4等。
它们的共性如下：①都是离子晶体(Li盐除外)；②都易溶解。
除Li盐和极少数大阴离子组成的盐以外，例如LiF、Li2CO3、Li3PO4、Na[Sb(OH)6]、NaZn(UO2)3(CH3COO)9·6H2O等均难溶。
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分布也很广泛。
绿柱石
大理石
Be3 Al2 (SiO 3 ) 6
CaCO3
碱金属的单质
碱土金属的单质
二、S区元素的物理性质
碱金属和碱土金属的特点： • 具有金属光泽 • 密度、硬度小 • 原子半径大 • 溶沸点较低 • 具有良好的导电性、导热性，其 中钠的导电性最好
s区单质的熔、沸点变化
三、S区元素的化学性质
Li2O Li O
2
CsO2 BaO2
镁 带 的 燃 烧
Li, Ca等同时生成氮化物
2O2 Na2ONa 2
Li3N
Ca3N2
Ba3N2 KOKO 2 2
2、与水作用:
2M + 2H2O → 2MOH + H2（g）
Li
Na
K
Ca
锂 (不熔化)； 钠 (熔化)；钾(燃烧) ； 铷 , 铯(爆炸)
3、与液氨的作用 +
IA
电 离 势 、 电 负 性 减 小 金 属 性 、 还 原 性 增 强
IIA Be Mg Ca
原 子 半 径 增 大
Li Na K
Rb
Cs
原子半径减小、
Sr
Ba
金属性、还原性减弱 电离势、电负性增大
同周期IA和IIA比较
ⅠA 主要氧化态 原子半径 电负性 +1 最大 最小 > < ⅡA +2 较大 较小
• 碱土金属的核电荷比碱金属大，原子半径比碱金属小，虽然这些元素 也容易失去最外层两个s电子而具有较强的金属ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，但它们的金属性比 碱金属略差一些。
同 族 比 较
原子半径逐渐增大 电负性依次减小 金属活泼性逐渐增大
• S区元素中，同一族元素 自上而下性质的变化是 有规律的。例如，随着 核电荷的增加，同族元 素的原子半径、离子半 径逐渐增大，电离势逐 渐减少，电负性逐渐减 小，金属性、还原性逐 渐增强。 s区元素性质变化的总趋 势如右
S区 元素
1.S区元素概述 2.S区元素的单 质
S区元素概述
•
碱金属的基本性质
元素 性质 锂 钠 钾 铷 铯
• 碱金属原子最外层只有一个ns电子，而次外层是八个电子饱和结构(Li 的次外层是两个电子)，它们的原子半径在同周期元素中(除稀有气体外) 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强，故这些元素很容易失去最外层的一个s 电子，从而使碱金属的第一电离势在同周期元素中为最低。因此，碱 金属是同周期元素中金属性最强的元素。
2M(s) + 2NH 3 (l) → 2M + 2NH + H 2 (g)
2
M(s) M (am)+ e (am)
液氨溶剂 -
+
4、其离子的焰色反应
Li+
K+
红
紫
Na+
黄
Rb+ 紫红 Ca2+ 橙红 Ba2+ 黄绿
Cs+ 紫红 Sr2+ 红
通性：
1. 易与H2直接化合成MH、MH2离子型化合物； 2. 与O2形成正常氧化物、过氧化物、 超氧化物； 3. 与其他非金属作用形成相应的化合物；
第一电离势 最低 熔沸点
硬度
< <
<
较低
活泼
金属活泼性 非常活泼 >
导电性
>
S区元素的单质
一、S区元素的存在
• 碱金属和碱土金属是最活泼的两族金属元素，因此 在自然界中不能以游离态存在而多以离子型化合物的形式存在。
• 碱金属中，只有钠、钾
在地壳中分布广，丰度 也较高，其他元素含量 较少而且分散。碱土金 属(除镭外)在自然界中
1、与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应化合物
4Li+O2 = 2Li2O 3Ca+N2 = Ca3N2
4Na+O2 = 2Na2O 2Na2O+O2=2Na2O2 2Na+O2 = Na2O2
单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物
Li2O BeO
Na2O2 KO2 RbO2 MgO CaO SrO Li2O
4. 易与H2O反应(除Be、Mg外)。
注：它因活泼性有差异有些许不同