无机化学_13碱金属和碱土金属报告

才能进行反应。这是 因为它的表面容易生 成氧化膜保护层。
△
3Ca＋N2====Ca3N2
△
3Mg＋N2===Mg3N2
思考：活泼金属 应当如何保存？
要避免与空气接触。锂要保存于蜡中，钾、 钠、钙等应保存于煤油中。
化学与环境工程系
Li2O
Na2O2
镁 带 的
燃
KO2
烧
2M(s)+ 2NH3 (l) →2M+ + 2NH-2 + H2 (g)
4、钠不比钾活泼，但工业上可用钠与氯化钾高温反应制备钾， 你知道其中原因吗？
低温时，反应：Na(l)+KCl(l)——NaCl(l)+K(l)，难进行。 温度为900℃时，反应：Na(l)+KCl(l)——NaCl(l)+K(g)，钾成 为气体挥发，使平衡向右移动，反应得以进行。
化学与环境工程系
碱金属 碱土金属
The Elements of the Alkali and the Alkaline Earth Metals
学习重点:
❖ 氧化物的化学性质 ❖ 碱土金属氢氧化物的酸碱性变化规律 ❖ 盐的热稳定性变化规律 ❖ 对角线规则
学习难点:
❖ 盐的热稳定性变化规律 ❖ 对角线规则
与 液 氨 作 用
化学与环境工程系
1、为什么自然界没有游离态的碱金属和 碱土金属？它们主要以哪些形式存在？
2、碱金属有哪些特殊的物理性质？
想一想
1、答：因为碱金属和碱土金属是最活泼的 金属，它们与空气或水接触时会发生反应， 因此它们总是以化合态存在于自然界，主要 形式有卤化物，硅酸盐矿，硫酸盐矿和碳酸 盐矿。
电极电势很小， 具有强还原性
E0(M+/M)(V)
M+ 水合热 (kJ.mol-1)
-3.045 -2.7109 -2.923 -2.925 519 406 322 293
-2.93 254
化学与环境工程系
表13-2 碱土金属元素的一些基本性质
Na2O和MgO均 为离子晶体， 后者中阳离子 半径更小，电 荷更高，因而 离子键能更大， 熔点高，硬度 大。
剧烈化学反应吗？
化学与环境工程系
焰 色 反 应
化学与环境工程系
与空气反应
碱金属在常温下可 以与空气中的O2、 CO2、水汽等反应
碱土金属一般要加热
4Li＋O2＝2Li2O 6Li＋N2＝2Li3N 4Na＋O2＝2Na2O Na2O＋CO2＝Na2CO3
常温下锂可 与氮气反应
在空气在燃烧时，钠生成过氧化 物，钾、铷、铯生成超氧化物
元素 性质
价电子构型
主要氧化数
第一电离势 (kJ.mol-1)
E0(M2+/M)(V)
M2+ 水合热 (kJ.mol-1)
Be Mg Ca
2S2
3S2
4S2
+2
905 742 593
-1.85 -2.375 -2.76
2494 1921 1577
Sr 5S2
552 -2.89 1443
Ba 6S2
564 -2.90 1305
碱土金属的导电性最好的是镁和钙，其它
的导电能力较差
Be
Mg Ca Sr
Ba
化学与环境工程系
单质的 化学性质
与水反应
ⅠA族是最活泼的金属元素，其次是ⅡA 族，同族中单质的化学性质由上到下活 泼性增强
切割一小块钠放在水中，可观察 到钠浮在水面上与水激烈反应而 来回运动着：
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
化学与环境工程系
表13-1 碱金属元素的一些基本性质
元素
从上往下，活泼 性质
Li
Na
K
Rb
Cs
性逐渐升高还是 价电子构型
2S1
3S1
4S1
5S1
6S1
逐渐降低?
பைடு நூலகம்
主要氧化数
+1
为何电离能 逐渐降低?
第一电离势
(kJ.mol1-)
521 499 421 405 371
电负性
0.98 0.93 0.82 0.82 0.79
钠长石(Na[AlSi3O8]) 硅酸盐矿 钾长石(K[AlSi3O8])
锂辉石(Li2·Al2O3·4SiO2)
明矾(K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O)
石膏(CaSO4·2H2O) 重晶石(BaSO4) 硫酸盐矿 天青石(SrSO4)
大理石（ CaCO3 ） 石灰石(CaCO3) 碳酸盐矿 菱镁矿(MgCO3)
钾可在水面上燃烧呈现紫红色火 焰。
1、Li反应时由于产物溶解度小而覆盖在 金属表面上，使反应缓慢进行。 2、Li熔点较高，升华热也大，难活化。
如果将金属Li 放于水中呢？ 更剧烈还是温和？
化学与环境工程系
•与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
Li
Na
K
Ca
思考：将Be、Mg
放于水中会发生
问题：碱金属和碱土金属的氧化物谁的熔点更高，硬度更大
化学与环境工程系
电金原 离属子 能性半 、、径
电还增 负原大 性性 减增
小强
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大
化学与环境工程系
第二节 碱金属和碱土金属的单质
在自然界中的存在
氯化物
海水（NaCl、MgCl2 、KCl） 光卤石(KCl·MgCl·6H2O)。
化学与环境工程系
第一节 碱金属和碱土金属的通性
第IA族包括锂、 钠、钾、铷、铯 和钫六种元素， 由于它们的氢氧 化物都是易溶于 水的强碱，所以 称它们为碱金属 元素。其中钫是 放射性元素。
ⅠA ⅡA
Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba Fr Ra
第IIA族包括铍、镁、 钙、锶、钡和镭六种 元素，由于钙、锶和 钡的氧化物在性质上 介于“碱性的”碱金 属氧化物和“土性的” 难熔的氧化物Al2O3之 间，所以称它们为碱 土金属。其中镭是放 射性元素。
化学与环境工程系
化学与环境工程系
物理性质
碱金属单质
密度小，容易反应。 ——钾钠保存于煤油中，锂保存于蜡中。 硬度小——用小刀可以切割它们。 熔沸点较低——随原子量的增大而降低。
导电性强 Cs、Rb用于作光电材料。
熔点
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碱土金属单质
密度较小，硬度大。 如镁和铍用于制轻质合金，如镁铝合金和 电子合金，用于制造飞机部件，铍铜合金 具有强度大，硬度高弹性好等优点。
2、碱金属的特殊物理性质：密度小、硬度小、 导电性强、容易形成液态合金。
化学与环境工程系
3、工业上常用电解方法制备的碱金属和碱土金属有哪些？为 什么不用电解法制备金属钾。
工业上常用电解的方法制备的碱金属是锂和钠，碱土金属是镁 和钙。钾一般不用电解法制备，因为它熔点低，易挥发，生成 的K易溶在熔融的KCl中，难于分离，且电解中产生的超氧化物 与金属钾会发生爆炸。