碱金属和碱土金属
碱金属和碱土金属
碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属是元素周期表中的两个重要类别。
它们在化学性质、物理性质和应用方面有很多共同之处，但也有一些显著的差异。
本文将介绍碱金属和碱土金属的基本特点、重要性质及其在实际应用中的作用。
一、碱金属碱金属是周期表中位于第一族，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr）。
这些元素都是非常活泼的金属，具有强烈的还原性。
它们在常温下存在于固态，是银白色的质地柔软金属，能轻松被切割，并且具有低密度和低熔点。
碱金属具有以下一些重要性质：1. 高反应性：碱金属在常温下与水反应产生大量的氢气和碱溶液，释放出巨大的热量。
这种反应非常剧烈，有时可以引起爆炸。
例如，钠在与水接触时会迅速产生白色火焰和剧烈的燃烧。
因此，碱金属的处理需要极高的小心和专业知识。
2. 高电离能：碱金属的外层电子非常容易被剥离，因此具有很低的电离能。
这使得它们可以很容易地丧失电子形成阳离子，并与其他元素形成化合物。
3. 强烈的还原性：碱金属是非常强大的还原剂，能够夺取其他元素的电子，并参与许多重要反应。
例如，钾在与氧气反应时会猛烈燃烧，产生明亮的火焰。
4. 高热导率：碱金属具有极高的热导率，这使得它们在冷却和传热技术方面非常有用。
铯是所有金属中热导率最高的元素。
碱金属在许多领域具有广泛应用。
它们可用于制造合金、金属薄膜、电池、催化剂等。
其中最常见的应用是用作发光剂和制备碱金属离子的闪烁屏幕。
此外，碱金属离子在生物医学领域中也具有重要应用，例如在MRI（核磁共振成像）中作为对比剂。
二、碱土金属碱土金属是元素周期表中位于第二族，包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）。
与碱金属相比，碱土金属的化学性质相对较为稳定，但仍然具有明显的金属性质。
它们在常温下也是固态，但与碱金属不同的是，碱土金属较硬和坚硬。
碱土金属具有以下一些重要性质：1. 抗氧化性：碱土金属相对于碱金属来说较为惰性，不容易与空气中的氧气发生反应。
碱金属碱土金属
碱金属碱土金属
碱金属和碱土金属都是化学元素周期表中的两个重要类别。
碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯和钫，而碱土金属包括铍、镁、钙、锶、钡和镭。
这两个元素类别都有许多共同点和不同之处。
首先，碱金属和碱土金属都是典型的金属元素。
它们的原子结构有一个或两个电子轻松地从外层轨道中释放出来，使其成为相对稳定的阳离子。
碱金属和碱土金属的这种特性使得它们在化学反应中表现出非常活泼的性质，特别是在水中。
其中，碱金属时，它们与水反应的产物是碱性化合物和氢气，而碱土金属反应时的产物是氢氧化物或氧化物。
其次，碱金属和碱土金属具有较低的密度。
其中，锂的密度约为0.53克/立方厘米，钙的密度约为1.54克/立方厘米。
由于其低密度和活泼性质，这些元素在工业上有着广泛的应用，包括用于制造轻金属、电池和荧光材料等。
此外，碱金属和碱土金属显示出不同的化学活性。
与碱金属相比，碱土金属更难活泼，因为它们的外层电子数更多，需要更多的能量来释放。
因此，碱金属通常具有更强的还原性和更大的反应活性，而碱土金属则更倾向于形成阳离子化合物而不反应。
最后，碱金属和碱土金属在生命中起着不同的作用。
碱金属在生物体内起着独特的作用，如钾在神经细胞中传递电信号，而铷和钫在细胞膜的稳定性和脂肪酸代谢方面发挥作用。
碱土金属在血液凝固、骨骼健康和身体免疫系统等方面起着重要作用。
总的来说，碱金属和碱土金属虽然有许多共性，但在性质和应用方面也有一些重要的不同。
它们在许多诸如电子学、化学合成、生命科学和材料科学等领域中都扮演着至关重要的角色。
碱金属与碱土金属的区别
碱金属与碱土金属的区别碱金属和碱土金属是化学元素周期表中两个重要的元素家族。
它们在物理性质、化学性质以及在自然界中的分布等方面存在着显著的区别。
本文将详细探讨碱金属和碱土金属的区别。
一、物理性质的区别1. 密度和硬度：碱金属的密度和硬度较低，比较轻盈，容易被切割和压制成各种形状。
而碱土金属的密度和硬度相对较高，比碱金属更坚硬且具有更高的密度。
2. 熔点和沸点：碱金属具有相对较低的熔点和沸点，例如钾的熔点为63.38℃，锂的熔点为180.54℃。
而碱土金属的熔点和沸点相对较高，例如镁的熔点为649℃，钙的熔点为842℃。
3. 导电性：碱金属具有很高的导电性，可以很容易地导电。
碱土金属也具有良好的导电性，但相对于碱金属来说稍逊一筹。
二、化学性质的区别1. 与水反应：碱金属具有与水剧烈反应的性质，生成碱性氢氧化物和氢气。
例如，钠与水反应产生氢气并生成氢氧化钠。
而碱土金属与水反应较为缓慢，生成相应的碱土金属氢氧化物和氢气。
例如，钙与水反应生成氢气并生成氢氧化钙。
2. 氧化性：碱金属具有较强的氧化性，容易损失电子形成正离子。
碱土金属也具有一定的氧化性，但相对于碱金属来说较低。
3. 化合价：碱金属的化合价多为+1，例如钠的氧化状态为+1。
而碱土金属的化合价多为+2，例如镁的氧化状态为+2。
三、自然界中的分布1. 碱金属在自然界中相对较为稀少，主要以盐湖和海水中的含量较高。
其中，氯化钠是最常见的碱金属盐。
2. 碱土金属在自然界中相对较为丰富，分布广泛。
例如，镁和钙广泛存在于岩石、矿石和土壤中。
四、应用领域的区别1. 碱金属应用：碱金属广泛应用于多个领域，包括电池、合金制备、烟火制造、钢铁生产等。
钾化合物还用于肥料的制造。
2. 碱土金属应用：碱土金属在建筑材料、医学、农业等领域中有着重要的应用。
例如，镁合金用于航空和汽车制造，钙化合物可用作水泥生产中的添加剂。
结论总的来说，碱金属和碱土金属在物理性质、化学性质、自然界分布以及应用领域等方面存在显著的区别。
碱金属碱土金属课件
碱金属和碱土金属的化合物在药物合成中具有重要作用，如锂盐在抑郁症治疗中的应用。
医学成像
某些碱金属和碱土金属的放射性同位素可用作医学成像的示踪剂，如氟-18在正电子发 射断层扫描中的应用。
钾
总结词
中等活跃的碱金属元素
详细描述
钾是碱金属元素中的一种，原子序数为19，原子量为39.098。在标准条件下， 钾是银白色的金属，具有较高的熔点和沸点，与水反应剧烈。
铷
总结词
较为活泼的碱金属元素
详细描述
铷是碱金属元素中的一种，原子序数为37，原子量为85.4678。在标准条件下，铷是银白色的金属， 具有较低的熔点和沸点，与水反应非常剧烈。
碱金属在常温下呈液态的有锂、钠、钾，呈固态的有铯； 碱土金属在常温下都是固态。
熔点与沸点
碱金属的熔点较低，其中钠、钾的熔点在300℃ 01 以下，锂的熔点略高于钠、钾。
碱土金属的熔点较高，如铍、镁、钙的熔点均在 02 1000℃以上。
碱金属的沸点较低，如钠、钾的沸点在800℃左 03 右；而碱土金属的沸点较高，如钙的沸点为
与空气的反 应
碱金属与空气的反 应
碱金属元素暴露在空气中易被氧化， 如钠在空气中会逐渐氧化成氧化钠或 过氧化钠。
碱土金属与空气的反 应
碱土金属元素在空气中也容易被氧化， 如镁在空气中会逐渐氧化成氧化镁。
碱金属和碱土金属的物理性 质
颜色与状态
碱金属单质通常是银白色金属，但铯略带金色；碱土金 属单质则是银白色或灰色。
铯
总结词
最活泼的碱金属元素
详细描述
铯是碱金属元素中的一种，原子序数为55，原子量为 132.90547。在标准条件下，铯是银白色的金属，具有最低 的熔点和沸点，极易与水和氧气反应，甚至在空气中就可以 自燃。
第二讲 碱金属和碱土金属
② 结构：
③ 性质： a 有单电子：顺磁性，有颜色 KO2橙黄色,RbO2深棕色，CsO2深黄色 b 与水反应：剧烈 c 与CO2反应
15
三、碱金属和碱土金属的化合物
(4) 臭氧化物 ① 制备： 3KOH(s)+2O3(g)= 2KO3(s)+KOH·2O(s)+ O2(g) H ② 性质： a 不稳定：
9
二、碱金属和碱土金属的单质
3. 单质的制备 (1) 熔盐电解法
Na的制备：电解40% NaCl + 60% CaCl2 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)。
注意：不能电解KCl,因为会产生KO2和K,发生爆炸
10
二、碱金属和碱土金属的单质
三、碱金属和碱土金属的化合物
(3) 热稳定性 ① 碱金属的盐：一般具有较高的热稳定性 a 卤化物和硫酸盐难分解 b 碳酸盐：除LiCO3外，其余皆难分解 c 硝酸盐热稳定性差
(4) 重要的碱 ① 与酸反应 NaOH
② 与酸性氧化物反应
③ 与某些两性的金属及其氧化物反应 ④ 与某些非金属反应
19
性质
三、碱金属和碱土金属的化合物
3. 氢化物 (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： (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：
(2) LiOH溶解度较小，覆盖 在Li的表面缓和了反应。
E E E
Li+ /Li = －3.03v Na + /Na= －2.71v K + /K
碱金属和碱土金属元素
MCO3 === MO + CO2 Mg、Ca、Sr、Ba的碳酸盐分解温度依次升高。
第十三章、硼族元素
硼族元素
第ⅢA，B、Al、Ga、In、Tl称为硼族。除B 外，其它都是金属，电子价层结构为ns2np1。
硼族元素的通性
硼族元素的单质及其化合物
硼在自然界中主要以硼酸盐形式存在。硼砂 ，Na2B4O7.10H2O，方硼石，2Mg3B8O15.MgCl2等 。铝主要以铝矾土矿形式存在，它在地壳里含量 仅仅次于氧和硅。
• 过氧化物 碱金属和碱土金属，除Be未发现有过氧化物外， 都能生成含有O22-离子的过氧化物。
453-473K
4Na + O2 === 2Na2O
573-673K
2Na2O + O2 === 2Na2O2 Na2O2 + 2H2O === H2O2 + 2NaOH Na2O2 + H2SO4 === H2O2 + Na2SO4 2Na2O2 + CO2 === 2Na2CO3 + O2
• Ga、In、Tl属稀有元素，学生自学了解。
• 单质硼的提取 工业上用浓碱来分解硼镁矿：
Mg2B2O5.H2O + 2NaOH === 2NaBO2 + 2Mg(OH)2 4NaBO2 + CO2 + 10H2O ===
Na2B4O7.10H2O + Na2CO3 Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O === 4H3BO3 + Na2SO4
△
2Al(OH)3 === Al2O3 + 3H2O
Na3AlF6
2Al2O3
===Biblioteka 电解4Al+
碱金属碱土金属
第五节碱金属碱土金属一、单质1．碱金属具有较大原子半径，最外层1 个电子而内层又是稳定结构，所以易失去电子，离子化倾向强，是非常活泼的金属，强还原剂，还原性依Li 、Na、k、Rb、Cs顺序依次增强。
碱金属以钠最为典型。
钠的金属活动性和还原性强，它在冶炼现代常用金属钛、锆、铪等时也用作还原剂。
如：4Na+TiC14=Ti+4NaC1钠在不活泼或中等活动的金属盐溶液中会先与水反应生成氢气与氢氧化钠，盐再与碱复分解而生成中等活动金属或不活动金属的碱类沉淀，而得不到这些金属的单质。
如：CuSO4+2Na+2H2O=Cu（OH）2 J +H2 T +Na2SO42FeCl3+6Na+6H2O=2Fe（OH）3 J +3H2 T +6NaC12A1Cl3+6Na+6H2O=2A1（OH）3 J +3H2 T +6NaC1 或A1C13+4Na+2H2O=NaA1O2+2H2T +3NaC1实验后的残钠不能放在水中以免爆炸,而应在酒清精中销毁。
2C2H5OH+2Na=2C2H5ONa+ H2T （反应较慢）2．碱土金属与碱金属相似，有很强的化学活性，都能与卤素、氧、硫及其它非金属发生反应，它们的单质呈银白色（除Ba微黄色外）、轻，但皆比碱金属硬。
碱土金属以镁为典型。
镁不如钠活泼，但它仍有相当强的金属性和还原性，是常见的活泼金属之一。
镁与氧的“化学亲合力”强，所以与氧和不少氧化物都能发生反应，一般要加热或高温下进行。
如：2Mg+CO2=2MgO+C （能夺CO2中氧而还原出C，而CO2不能熄灭镁的燃烧）2Mg+TiC1 4=Ti+2MgC1 2（能还原出钛等现代应用的金属）2Mg+SiO2=2MgO+Si （镁也能制硅粉，它从SiO2中夺氧）镁与盐溶液反应时, 对不活动金属盐溶液可置换出相应的金属单质, 但若该盐水解后酸性较强时,还有酸与镁生成氢气的反应伴生。
对氯化铵溶液,则与水解出的盐酸反应生成氯化镁与氢气.2NH4++2H2O+Mg=Mg2++ H2T +2NH3 • H2O该反应虽有一水合氨，但因在氯化铵溶液里，大量的N H 4+抑制了一水合氨电离，而OH —不足，所以一般不会生成氢氧化镁沉淀。
第三节 碱金属与碱土金属
碱金属与碱土金属的氢氧化物：
1、碱金属氢氧化物
（1）与酸碱指示剂反应：能使石蕊试液变蓝、酚酞试液变红。 （2）与非金属氧化物反应：
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O SO3 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O
（3）与酸反应（中和反应）：
碱金属的一般性质：
元素 颜色和状态 密度 熔点 g· -3 cm ℃ 0.534 180.5 0.97 97.81 沸点 ℃ 1347 882.9
锂 Li 银白色 柔软 钠 Na 银白色 柔软
钾 K
银白色
柔软
0.86
63.65
774
688 678.4
铷 Rb 银白色 柔软 铯 Cs 略带金色光泽
柔软
1.532 38.89 1.879 28.40
碱金属与碱土金属的通性：
一、碱金属和碱土金属元素的原子结构与性 质的关系:
1、相似性：碱金属和碱土金属元素原子最外层都有1或2个 电子，容易失去，表现出强还原性。
2、递变性：随着核电荷数的递增，其电子层数依次增多， 则原子半径依次增大，最外层电子离原子核越远，原子核对 外层电子的吸引力依次减弱，原子失电子能力依次增强，金 属性依次增强，还原性依次增强。
第三章
重要元素及其化合物
第三节 碱金属和碱土金属
碱金属与碱土金属：
碱金属：IA族元素
锂（Li）钠（Na) 钾（K）铷（Rb）铯（Cs）钫（Fr） 碱土金属：IIA族元素
铍（Be）镁（Mg）钙（Ca）锶（Sr）钡（Ba）镭（Ra）
锂、铷、铯为稀有金属，钫、镭是放射性元素。
碱金属和碱土金属
碱金属和碱土金属在化学元素周期表中，碱金属和碱土金属是两个重要的元素类别。
它们在自然界中广泛存在，具有独特的化学和物理性质。
本文将深入探讨碱金属和碱土金属的特点、用途以及对环境和人类健康的影响。
一、碱金属碱金属是指位于元素周期表第1A族的锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和铍（Fr）。
它们通常具有相似的特性，并且在自然界中以化合物形式存在。
碱金属的特点如下：1. 金属性质：碱金属是典型的金属元素，具有良好的导电性和导热性。
2. 电子配置：碱金属的电子配置以ns1的形式出现，其外层只有一个s电子，容易失去这个电子形成带正电荷的离子。
3. 低密度：碱金属的密度相对较低，从锂到铯依次递增。
4. 相对活泼：碱金属对水和空气中的氧气具有很高的反应性，它们能够与水反应产生氢气，并在空气中形成氧化物。
碱金属具有广泛的应用领域。
首先，钠和钾是人体必需的微量元素，对维持正常的生理功能至关重要。
其次，碱金属可以用于制备合金、导热材料、催化剂等。
此外，碱金属化合物还被广泛应用于玻璃工业、电池制造、化学实验等领域。
然而，碱金属也存在一些潜在的危害性。
例如，钠和钾金属与水反应时会放出大量的氢气，可能引发火灾。
此外，过量摄入碱金属离子对人体健康有害，可能导致水电解质平衡失调甚至中毒。
二、碱土金属碱土金属是周期表中第2A族的含钙（Ca）、镁（Mg）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）的元素。
与碱金属相比，碱土金属的化学性质略微稳定。
以下是碱土金属的主要特点：1. 金属性质：碱土金属也是典型的金属元素，具有较好的导电性和导热性。
2. 电子配置：碱土金属的电子配置为ns2，外层具有两个s电子。
3. 密度：碱土金属的密度相对较高，从镁到钡递增。
4. 反应性：碱土金属相对于碱金属来说较不活泼，但依然能与水和氧气反应，生成相应的化合物。
碱土金属也有广泛的应用。
首先，钙是人体骨骼和牙齿的主要成分之一，对维持骨骼健康至关重要。
碱金属与碱土金属
碱金属与碱土金属碱金属和碱土金属是元素周期表中的两个主要族群，它们具有一些共同的特性，也有一些明显的区别。
本文将详细介绍碱金属和碱土金属的性质以及它们在日常生活和科学领域中的应用。
一、碱金属的性质碱金属是元素周期表第一族的元素，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr）。
它们都是银白色金属，在常温下具有较低的熔点和沸点，且具有较低的密度。
碱金属的金属性质非常活泼，容易与非金属元素反应，例如与水、氧气和卤素等。
这些反应通常都是剧烈的，产生大量的能量和气体。
碱金属的电子结构也具有一定的特点。
它们的原子外层只有一个电子，容易失去此电子形成阳离子。
这种电子结构使碱金属具有良好的导电性和导热性。
此外，碱金属的化合物主要是离子化合物，如氯化钠（NaCl）和氢氧化钾（KOH）等。
碱金属在日常生活中有许多应用。
钠是一种常用的食盐成分，它在食物中起到增强味道的作用。
钾在植物生长中起到重要的作用，是必需的营养元素之一。
锂离子电池是目前最常用的电池类型之一，广泛应用于手机、笔记本电脑等电子设备。
二、碱土金属的性质碱土金属是元素周期表第二族的元素，包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）。
它们在常温下也是银白色金属，具有较高的密度和熔点。
与碱金属相比，碱土金属的反应性更低，但仍然活泼。
碱土金属的电子结构与碱金属类似，外层电子结构为ns2。
与碱金属类似，碱土金属也容易失去外层两个电子形成阳离子。
这种电子结构使得碱土金属具有良好的导电性。
与碱金属不同，碱土金属的氢氧化物和碳酸盐是碱性的。
例如，氢氧化钙（Ca(OH)2）是一种通常用于调节土壤酸碱度的物质。
碱土金属在许多领域中都有重要应用。
镁是一种重要的金属材料，广泛应用于航空、汽车和船舶制造。
钙是构成人体骨骼和牙齿的重要元素，对维持骨骼健康至关重要。
三、碱金属与碱土金属的区别1. 电子结构：碱金属和碱土金属的外层电子结构相似，都是ns1或ns2。
碱金属和碱土金属
i由于CaCl2加入与NaCl组成混合物 混合物比单一物质的熔点沸点低,有利 于在低温条件下发生电解反应从而降低 能耗.
ii由于NaCl与CaCl2的混合熔融液密 度大，Na可浮在上面，易分离。
iii.进行除杂 Ca2+ + 2e- == Ca 少量用离子型滤网,Na+被过滤出 去,Ca2+i2O
点燃
2Mg+O2
2MgO
2、热稳定性比其他元素差
3、形成盐在水中稳定性小 4、易形成共价型化合物 5、形成的盐含有一定的结晶水
练习：[华东师大2013] 填空（每空1分） 在S区元素中，处于对角线位置且性质相似的 两种元素（ Li Mg）。它们在氧气中燃烧都生 成（ 普通氧化物 ），与氮直接化合生成 （ Li3N Mg3N2 ），它们的盐中（ 氟化物 ） 、（碳酸盐 ）和（磷酸盐）都难溶于水。
4级
萤石
CaF2
3级 2级
1级
方解石
CaCO3
石膏
CaSO4
滑石
Mg3[Si4O10](OH)2
(2) 导电性
K
Rb
Cs光电作用
（3） 形成合金
i. Na(30 %) - K(70%) 形成合金 熔点降低到260C,常温下呈液态。
ii. Hg-Na 钠汞齐 减弱了Na的活泼性
iii. Mg-Al 增强了Al的金属程度(航空,飞机外壳)
思考 如何配制纯度高，杂质少的NaOH溶液？
（2）易潮解 i.称量 ii.保存 iii.干燥剂
(3)对溶解性、碱性的讨论 LiOH - CsOH，Be（OH）2 - Ba（OH）
2 i.溶解性 ii.碱性强度
五、氢化物
1、制备 2、结构
碱金属和碱土金属的性质比较
碱金属和碱土金属的性质比较碱金属和碱土金属都是周期表中位于左侧的元素，它们在化学性质上有一些共同之处，但也存在着一些显著差异。
本文将对碱金属和碱土金属的性质进行比较，展示它们各自的特点。
一、物理性质比较碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯和钫，它们都具有较低的密度和较低的熔点。
在室温下，碱金属都是固态，但随着温度的升高，它们会迅速转化为液态。
碱金属具有银白色的外观，柔软易弯曲。
碱金属的导电性和热导率都非常好，是优秀的导体。
碱土金属包括铍、镁、钙、锶、钡和镭，它们的密度和熔点相对较高。
在室温下，碱土金属也都是固态。
和碱金属相比，碱土金属的硬度更高，但仍然具有金属的柔韧性。
碱土金属的导电性和热导率也很好，但稍逊于碱金属。
二、化学性质比较1. 反应性：碱金属和碱土金属都是非常活泼的金属，在空气中容易与氧气反应而氧化。
但碱金属的反应性更为强烈，它们常与空气中的水汽剧烈反应，产生氢气并形成氢氧化物。
2. 反应速率：碱金属的反应速率要比碱土金属快。
碱金属与水反应时放出大量的热量，并产生碱性溶液，这种反应在钠和钾上尤为明显。
碱土金属与水反应也能产生碱性溶液，但反应相对缓慢。
3. 氢氧化物：碱金属与碱土金属都能与水反应生成氢氧化物。
碱金属的氢氧化物溶解度较大，形成强碱性溶液，如氢氧化钠和氢氧化钾。
而碱土金属的氢氧化物溶解度较小，形成弱碱性溶液，如氢氧化钙和氢氧化镁。
4. 卤素反应：碱金属和碱土金属均能与卤素发生反应。
碱金属与卤素的反应剧烈，产生白色晶状盐，如氯化钠和溴化锂。
碱土金属与卤素的反应较为温和，产生白色晶体，如氯化钙和溴化镁。
5. 氧化性：碱金属的氧化性较强，它们能够与许多非金属元素反应，如与氧气反应产生氧化物。
碱土金属的氧化性较碱金属弱，但也具有氧化性，如镁能够与氧气反应生成氧化镁。
三、应用领域比较碱金属和碱土金属具有广泛的应用领域。
碱金属的主要应用包括制备合金、制取金属、制造化学品、生产玻璃和陶瓷等。
碱土金属的应用领域包括制备镁合金、制造火箭燃料、生产荧光体材料和医疗用途等。
碱金属与碱土金属的性质与反应
碱金属与碱土金属的性质与反应碱金属和碱土金属是化学元素周期表中两个重要的元素家族。
它们在自然界中广泛存在，并且具有独特的性质和反应。
本文将探讨碱金属和碱土金属的性质以及它们的一些典型反应。
一、碱金属的性质与反应碱金属包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）和铯（Cs），它们在元素周期表的第一组。
碱金属具有以下一些共同的性质。
首先，它们是非常活泼的金属，容易与其他元素发生反应。
其次，它们的密度都很低，比较轻盈。
此外，碱金属在室温下都是固体，但可以很容易地被切割成薄片。
碱金属在空气中的反应也是引人注目的。
它们与氧气反应会产生相应的氧化物。
例如，钠与氧气反应会生成氧化钠，这是一种白色晶体。
而钾与氧气反应则会产生氧化钾，这是一种紫色的晶体。
这些氧化物在水中溶解后会形成碱性溶液，因此碱金属也被称为“碱”。
碱金属与水的反应也是非常剧烈的。
它们与水反应会放出大量的氢气，并产生相应的氢氧化物。
例如，钠与水反应会生成氢氧化钠，这是一种强碱。
这种反应非常剧烈，甚至会引起火灾。
因此，在实验室中处理碱金属时需要非常小心。
二、碱土金属的性质与反应碱土金属包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）和钡（Ba），它们在元素周期表的第二组。
碱土金属与碱金属相比，具有一些不同的性质。
首先，它们的密度比碱金属要高，但仍然比较轻盈。
其次，碱土金属的熔点和沸点较高，因此它们在常温下都是固体。
碱土金属与水的反应相对于碱金属来说较为温和。
它们与水反应会放出氢气，并生成相应的氢氧化物。
例如，钙与水反应会生成氢氧化钙，这是一种弱碱。
与碱金属不同的是，碱土金属与水的反应不会引起火灾。
碱土金属还具有一些其他的重要性质和反应。
例如，它们的氧化态通常为+2。
此外，碱土金属在燃烧时会产生明亮的火焰，这是由于金属离子激发气体中的电子而引起的。
这种现象在烟花制造中得到了广泛应用。
总结起来，碱金属和碱土金属具有独特的性质和反应。
碱金属非常活泼，容易与氧气和水反应，并产生相应的氧化物和氢氧化物。
无机化学第12章--碱金属、碱土金属课件
150.5 109.5 91.5 86.1 79.9 520.1 495.7 418.6 402.9 375.6
△Hh(M)/kJ·mol－1 △H (M) /kJ·mol－1
－514.1 －413.8 －342.8 －321.9 －297.1 163.1 197.3 175.1 165.1 158
ф 0.25 Be(OH)2 0.18 Mg(OH)2 0.15 Ca(OH)2 0.13 Sr(OH)2 0.12 Ba(OH)2
碱金属氢氧化物均为碱性，Be(OH)2为两性， 其它碱土金属氢氧化物为碱性。
12 － 3 盐类 12 － 3 － 1 盐类的共同特点
重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐
自学指导(二)
1、作者运用哪几种方法去刻画人物的形象？从文 中找出具体句子进行分析。并说说你是如何看待这 两个人物的。 2、从这个故事中你懂得了什么道理？
陈尧咨（善射）
神态 忿然 笑而遣之
卖油翁（善酌）
睨之
语言 动作
汝亦知射乎 吾射不亦精乎 尔安敢轻吾射
笑而遣之
性格: 自矜（骄傲）
对比
无他，但手熟尔 以我酌油知之 我亦无他，惟手熟尔
氧化物热稳定性总的趋势是，同族从上到下依次降 低，熔点也按此顺序降低。
碱土金属离子半径较小，电荷高，其氧化物的晶格能 大，因而其熔点比碱金属氧化物的熔点高得多。
12 － 2 － 2 氢氧化物
1 氢氧化物性质
碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。 Be(OH)2为两性氢氧化物，LiOH和Be(OH)2为中强 碱，其余氢氧化物都是强碱。 碱金属的氢氧化物都易溶于水，在空气中很容易吸潮， 它们溶解于水时放出大量的热。除氢氧化锂的溶解度稍 小外，其余的碱金属氢氧化物在常温下可以形成很浓的 溶液。
碱金属和碱土金属的反应性和离子化趋势
碱金属和碱土金属的反应性和离子化趋势碱金属和碱土金属是元素周期表中位于第一和第二主族的两类金属元素。
本文将探讨碱金属和碱土金属的反应性及其离子化趋势。
一、碱金属的反应性碱金属包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)，它们的反应性都非常高。
碱金属的反应性主要表现在以下方面：1. 与氧气的反应碱金属能够与氧气直接反应生成金属氧化物。
以钠为例，当钠暴露于空气中时，会迅速氧化生成氧化钠，放出大量的热量。
4 Na + O2 → 2 Na2O2. 与水的反应碱金属在与水接触时能够剧烈反应，产生氢气和碱溶液。
这种反应产生的氢气会迅速燃烧，并伴随着剧烈的放热现象。
以钠与水的反应为例：2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2↑3. 与酸的反应碱金属可以与酸发生中和反应，生成盐和水。
这是因为碱金属是碱性物质，而酸则是酸性物质，两者反应后能够中和产生中性物质。
2 Na + 2 HCl → 2 NaCl + H2↑二、碱土金属的反应性碱土金属包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和镭(Ra)。
相比于碱金属，碱土金属的反应性较低，但它们仍然具有一定的活泼性。
1. 与氧气的反应碱土金属的氧化反应相对缓慢。
以镁为例，当镁暴露于氧气中时，会逐渐氧化生成氧化镁。
不过，与碱金属相比，碱土金属的氧化速度要慢得多。
2 Mg + O2 → 2 MgO2. 与水的反应碱土金属与水的反应较碱金属来说要缓慢。
以钙与水的反应为例，会生成氢气和碱溶液，但反应速度相对较慢。
Ca + 2 H2O → Ca(OH)2 + H2↑3. 与酸的反应碱土金属与酸的反应速率较慢，但仍能发生反应。
以镁与盐酸的反应为例，会生成相应的盐和氢气。
Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2↑三、离子化趋势离子化趋势是指元素失去或获得电子形成离子的趋势。
对于碱金属和碱土金属而言，其离子化趋势主要受到原子半径和电子层排布的影响。
知识总结——碱金属和碱土金属
第五节碱金属和碱土金属一．知识储备1.碱金属和碱土金属的通性1·1 碱金属特征(1)价电子层结构：ns1；(2)周期性表现得最鲜明和最规则的元素；(3)原子半径是同周期中最大的、有效核电荷数在同周期中最小；(4)电离能、电极电势、电负性是同周期中最小；(5)氧化数仅为＋1；(6)成键特征主要以离子键为主，Li的共价键倾向最大，Cs最小。
碱金属性质变化一般很有规律，但由于Li半径小，电荷密度大，极化力强，所以性质表现特殊，与Mg比较相似。
1·2 碱土金属特征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的性质亦与本族差距较大。
2.碱金属和碱土金属的单质2·1 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：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。
原因：①Li、Ca熔点较高，反应时产生的热量不足以使其熔化而分散；而钠则熔化，扩大了与水的接触面积，加速反应；②反应生成的LiOH、Ca(OH)2溶解度小，覆盖在金属表面，阻碍了反应的进行。
(3)与氧化物、卤化物反应SiO2 + 2Mg = Si + 2MgOTiCl4 + 4Na = Ti + 4NaCl(4)焰色反应碱金属和钙、锶、钡的挥发性化合物在高温火焰中，电子易被激发，当电子从高能级回到低能级时，便以光能的形式释放出能量，使火焰呈现特征颜色，称为焰色反应。
锂 钠 钾 铷 铯 钙 锶 钡红 黄 紫 紫 紫 橙红 洋红 绿这一性质可用来制作焰火、信号弹以及它们的检定等。
(5)与液氨的作用：碱金属的液氨溶液具有导电性、顺磁性、颜色，这是因为：M(s) + (x+y)NH 3(l ) = M(NH 3)x + + e(NH 3)y -(g)H 2NH 2M (l)2NH 2M(s)223++−→−+-+3.碱金属、碱土金属的氧化物普通氧化物(O 2-)、过氧化物(O 22-)、超氧化物(O 2-)、臭氧化物(O 3-)3·1 普通氧化物(1)制备碱金属：4Li + O 2 2Li 2O(白)Na 2O 2 + 2Na → 2Na 2O(白)2KNO 3 + 10K → 6K 2O + N 2碱土金属：MCO 3 → MO + CO 2M(NO 3)2 → MO + NO 2 + O 2(2)性质①与水作用：碱金属氧化物：M 2O+H 2O→2MOH 反应的剧烈程度由Li 到Cs 依次增加碱土金属氧化物：MO+H 2O→ M(OH)2 反应的剧烈程度从BeO 到BaO 依次增加 ②BeO 为两性，其余为碱性。
碱金属和碱土金属
碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属是元素周期表中两个重要的元素家族，它们在化学性质上有许多相似之处，但也存在一些明显的区别。
本文将探讨碱金属和碱土金属的性质、应用以及对环境和人类健康的影响。
一、碱金属碱金属是位于元素周期表第一族的元素，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr）。
它们都是银白色的金属，具有低密度、低熔点和极强的金属反应性。
碱金属的化合物通常具有较高的溶解度和离子导电性。
碱金属的主要性质包括：1. 金属反应性：碱金属和非金属元素反应时会释放大量的热量和气体。
2. 氧化性：碱金属在空气中迅速与氧气反应生成氧化物。
3. 电导性：碱金属具有较高的电导率，可用于制备电池和导电材料。
4. 碱性：碱金属的氢氧化物是强碱，可用于中和酸性溶液。
碱金属在生活和工业中具有广泛的应用，如：1. 锂：用于制造锂电池，广泛应用于移动电子设备和电动汽车等领域。
2. 钠：用于制造化学工业中的钠化合物，例如氢氧化钠。
3. 钾：用于制造肥料和玻璃工业中的钾化合物。
4. 铷、铯：主要用于科学研究和高精密仪器。
然而，碱金属也存在一些安全问题。
由于其极强的反应性，碱金属与水接触会产生剧烈的放热反应，甚至可能引发爆炸。
此外，碱金属化合物的放射性同位素（如钫）对人体健康有辐射危害。
二、碱土金属碱土金属是位于元素周期表第二族的元素，包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）。
碱土金属同样是银白色的金属，具有较低的密度和较高的熔点。
碱土金属的化合物也具有高溶解度和离子导电性。
碱土金属的主要特点包括：1. 金属反应性：碱土金属的反应性较碱金属弱，但仍然比大多数金属高。
2. 碱性：碱土金属的氢氧化物是较强的碱。
3. 电导性：碱土金属的导电性较高，可用于制备导电材料。
碱土金属在工业和日常生活中也有重要的应用，例如：1. 镁：用于制造轻量化材料，如航空航天和汽车工业中的合金。
2. 钙：是构成骨骼和牙齿的主要成分，也广泛应用于冶金和建筑工业。
碱金属与碱土金属
2、化性 非常活泼的金属 ⑴与许多非金属单质直接反应生成离子型化合物
⑵碱金属及钙、锶、钡反应生成氢氧化物和氢气。 锂、钙、锶、钡同水反应比较平稳，因为它们熔点较高，不易熔化， 因而与水反应不激烈，另一方面，由于其氢氧化物的溶解度小，生 成的氢氧化物覆盖在金属表面阻碍金属与水接触。铍与镁的金属表 面可以形成致密的氧化物保护膜，常温下对水是稳定的。镁在热水 中可以缓慢地发生反应，铍则同水蒸气也不发生反应。其它碱金属 的熔点很低。其它碱金属与水反应非常剧烈，量大时会爆炸。
一、单质
1、物性
银白色的金属光泽，具有良好的导电性和延展性。
碱金属：熔点低，除锂外都在100℃以下，铯的熔点最 低，最放在手中就能熔化的两种金属之一（另一种是 Ga）。沸点与熔点的温差较大，一般比熔点高出700℃ 以上；是较软的金属，硬度都小于1，可以用刀子切割； 密度都较小，属于轻金属，其中锂、钠、钾的密度比水 小。锂是最轻的金属，其密度大约是水的一半。
碱金属和碱土金属
价层电子结构分别为ns1， ns2，失去电子后形成具有 稀有气体结构的稳定离子，因而都是极其活泼的金属。 稳定氧化态分别为+1，+2。
许多性质变化很有规律
同一族内，从上到下，原子半径依次增大，电离能和电 负性依次减小，从而金属的活泼性也就从上到下依次增 加。
Li，Be的原子半径和离子半径很小，与同族其它元素相 比，锂和铍具有一些特殊性，例如，它们在形成化合物 时化学键的共价倾向比较显著。
LiOH 1.2
Be(OH)2 2.54
NaOH 1.0 碱 Mg(OH)2 1.76 碱
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
20
(3)金属置换法[主制K、Rb、Cs(高温、低压）]
KCI +Na→NaCI +K↑ 2RbCl +Ca→CaCl 2+2Rb↑ 2CsAl O2+Mg→MgAl 2O4+2Cs↑
[思考]不活泼金属置换活泼金属，是否 与金属活泼性顺序矛盾？
21
s区元素的化合物
Na2O2+H2SO4→→Na2SO4+H2O2(→ H2O+O2）
2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2↑ 碱性3条N件a2下O2为＋强Cr氧2O化3剂→，2N遇a棉2C花rO、4+木N炭a等2O爆炸。
除铍3以N外a2，O碱2+金2N属a和Cr碱O土2+金2H属2都O能→形2N成a过2C氧rO化物。最 重要4的+是4NNaaO2OH2，CaO2和BaO2。
[-O-O-]2－
过氧化物(O22-) 超氧化物(O2-)
KK(σ 2s )2 (σ * 2s )2 (σ 2 p )2 ( 2 p )4 (π* 2 p )4 KK(σ 2s )2 (σ * 2s )2 (σ 2 p )2 ( 2 . 金属氧化物
* 碱金属在空气中充分燃烧的产物
33
3.碳酸盐易溶于过量CO2溶液 CaCO3+CO2→Ca(HCO3)2
硫酸盐易溶于浓硫酸 BaSO4+H2SO4→Ba(HSO4)2
4.草酸钙是所有钙盐中溶解度最小的.
5.MCO3、MC2O4、MCrO4、M3(PO4)2难溶于水易 溶于强酸.
CaC2O4+H+→Ca2++HC2O4-
2BaCrO4+2H+→2Ba2++Cr2O72-+H2O
现象：难熔 熔球 H2燃烧 爆炸 [思考] Li的Eθ最小，但与水的反应活性最弱 Li熔点高，生成的LiOH难熔
11
Li
Na K
12
ⅡA M+2H2O→M(OH)2+H2↑
Be
Mg Ca Sr Ba
与水蒸气反应 与热水反应 冷水中反应
2.与其它非金属反应，
和O2,S,H,N2,X2等反应，空 气中易氧化
28
三、氢氧化物
1. 碱金属氢氧化物
物理性质：⑴白色固体，除LiOH外，均易溶于水并放出大量 热。⑵固体在空气中易吸湿潮解，NaOH可用做干燥剂。⑶ 对纤维、皮肤及其它有机物具有强腐蚀性-苛性碱（熔融或蒸 浓NaOH时，可用Ag、Ni或Fe制容器）。 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH •碱性 中强 强 强 强 强 •水溶性 难 易 易 易 易
4
元素的丰度与分类
普通元素和稀有元素
稀有元素
轻稀有金属：Li、Rb、Cs、Be; 高熔点稀有金属：Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W 等 分散稀有元素：Ga、In、TL、Ge、Se、Te; 稀有气体:He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn; 稀土金属:Sc、Y、Ln; 铂系元素:Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt; 放射性稀有元素:Fr、Ra、Tc、Po、At、锕系元素。
1.储存：Li(ρ=0.534g·cm-3)，最轻的金属，浸在 液体石蜡或封存在固体石蜡中，其它金属一般放在煤 油中。
2.切割：除Be、Mg外，余皆可用刀切割。最软Cs （硬度0.2）.
3.光电效应：Rb,Cs（电子活性极高）－自动开关门 4.液态合金：K-Na;Na-Hg
9
汞齐的生成 许多金属都可以与汞混合，通过研磨生成合金，俗称汞齐。
Eθ/V
元素符号 I1
电负性
Eθ/V
Li 526 0.98
Na 502 0.93
K 425 0.82
Rb 409 0.82
Cs 382 0.79
-3.040 -2.714 -2.936 -2.943 -3.027
Be
Mg Ca
Sr
Ba
905.6 743.9 596.1 555.7 508.9
1.57 1.31 1.00 0.95 0.89
18
2.制备：（1）熔盐电解法 熔盐:氯化物(熔点低）+助熔剂
助熔剂CaCl2的作用 A）降低电解质的熔点，防止钠挥发. （熔点：NaCl，1073K; Na：熔点371K； 沸点1156K;混合盐，873K. ） B）减小Na的分散性。 (混合物密度大，液Na可浮其上)
19
熔盐电解法法不适合制K(Rb、Cs) A）K易溶于熔融KCl中 B）电解过程中产生的KO2和K会发生爆炸反应
强
Ca与水 的反应
13
3.作冶金、无机合成、有机合成的还原剂
4. 与液氨作用 Ca、Sr、Ba及碱金属等与液氨作用生成蓝
色溶液,放置时能缓慢释放H2。
14
2Na(s)+2NH3(l)→2Na+(am)+2NH2-(am) +H2(g)
M(S)→M+(am)+е－(am)（深蓝色) [在-33°液氨溶剂中] –强还原能力
17
四、存在与制备 1.存在：自然界无游离态。
常见化合物俗名：
芒硝(Na2SO4·10H2O)、元明粉（Na2SO4）、 光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)、生石膏 (CaSO4·2H2O)、菱镁矿(MgCO3)、方解石 (CaCO3)、重晶石(BaSO4，钡餐)、萤石(CaF2)、 毒重石（BaCO3）
➢热稳定性：同族自上而下，碱金属和碱土金属的普通氧化物的热 稳定性降低，熔点也降低；碱土金属离子半径较小，正电荷高，其 氧化物的晶格能大，因此其熔点比碱金属氧化物的熔点高得多。25
⑵过氧化物 Na2O2:2Na+O2→Na2O2(淡 黄粉末）
Na2O2+2H2O→2NaOH+H2O2(→H2O +O2）
Φ > 0.32 酸 性
R的φ值越大，静电引力越强，R吸引氧原子电子 云的能力越强，ROH的酸性越强。
30
四、盐类
1.晶体类型 LiCl、BeCl2等共价，余多离子型,熔沸点较高。 2.颜色 M+、M2+无论晶体还是水溶液均无色.若与之结 合的阴离子（不包括X-）无色，则盐无色或白色; 若阴离子有色，则化合物一般显阴离子的颜色， 如BaCrO4(黄色),K2Cr2O7(橙红色)，KMnO4(紫 红）。
C热a。在空气中充分燃烧的产物溶于水有何现象？24
⑴普通氧化物
制 备
4Li+O2→2Li2O Na2O2+2Na→2N a2O
性质： 颜色
Li2O Na2O 白 白 淡黄
K亮2O22O黄K+NRN橙Ob22红3O+1C0sK2→O 6K
稳定性 较稳定 与水反应 LiOH↓
熔点前即分解 MOH
减弱
碱土金属的氧化物可通过其金属碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐或 硫酸盐的热分解制备，均为白色。
31
3. 溶解性
大多易溶，部分锂盐及少数大阴离子组成的 盐微溶或难溶。NaCl,NaHCO3溶解度特殊。 碱 Li:LiF 、Li2CO3、Li3PO4、LiKFeIO6(高碘酸 金 铁钾锂]等难溶 属 Na:Na[Sb(OH)6] 、NaZn(UO2)3(Ac)9·6H2O 盐 [六羟基合锑(Ⅴ)酸钠] [醋酸铀铣锌钠] K,Rb,Cs:M3[Co(NO2)6] 、MB(C6H5)4、 MClO4、M2[PtCl6]等难溶
15
三.焰色反应
Ca、Sr、Ba、碱金属及其挥发性化合物，在无色火焰 中灼烧时，能使火焰呈现出一定颜色，可鉴定单个离子。
Li:红色
Na: 黄色
K、Rb、Cs：紫色（通过钴玻璃观察）
Ca：橙红
Sr：洋红
Ba: 绿
用途：与其他组分混合可制信号剂和烟火剂16
机理：金属原子的电子受高温火焰的激发而跃迁到高 能级轨道上，当电子从高能级轨道返回低能级轨道时， 就会发射出一定波长的光束，从而使火焰呈现出特征 的颜色。
碱金属
Li
Na
K Rb Cs
O2
Li2O Na2O2
N2
Li3N
----
MO2 ----
*碱土金属在空气中充分燃烧
碱土金属
Be
Mg
O2
MO
Ca Sr Ba MO( MO2 MO4 )
N2
M3N2[M3N2+6H2O→3M(OH)2+2NH3↑]
MO均白色粉末,较稳定。CaO,SrO,BaO溶于水,放
温分解
373K 1173K 1633K
2M(NO3)2→2MO+4NO2↑+O2↑(M=Be,Mg)
3.硝酸盐易 分解
M(NO3)2=M(NO2)2+O2↑(M=Ca,Sr,Ba)
M(NO3)2=MO+ NO2↑+NO↑(高温）
➢含氧酸盐的热稳定性：阳离子电荷越高，半径越小，极化能
力越强，其含氧酸盐越不稳定，分解温度越低。如MgCO3的 分解温度为540 0C； MgCO3：900 0C； BaCO3：1360 0C。
5
s区元素概述
ⅠA：Li、Na、K、Rb、Cs、(Fr)——碱金属ns1 ⅡA: Be、Mg、Ca、Sr、Ba、(Ra)——碱土金属 ns2 ⑴ 金属活性 碱金属>碱土金属 ⑵ 化合物以离子型为主, 大部分Li、Be的化合物及 部分Mg的化合物有明显的共价性。
6
s区元素的基本性质
元素符号 I1
电负性
一、氢化物 1.制备：s区金属（Be、Mg除外）在氢气流中
加热可分别生成相应的离子型（盐型）氢化 物。
白色晶体，熔沸点较高，熔融时能导电， 可做储氢材料和还原剂