)碱金属和碱土金属元素
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20092009 -6-2
间接形成
O2O22O2-
Li,Be,Mg, Ca,Sr, Ba
ⅠA,ⅡA所 有元素 除Be外的所有 Na,(Ba) 元素 (Na),K,Rb, 除Be;Mg;Li Cs 外的所有元素
35
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
2.
正常氧化物 制备:碱金属中的锂和碱土金属在空 气中燃烧直接生成正常氧化物Li2O和 MO。 4Li+O2→ 2Li2 O 2Mg +O2 → 2MgO
4.
s区金属与非金属作用形成相应的 化合物。
MgCl2 CaO Li2O
BeCl2
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15
s区金属的活泼性规律 IA Li 电离能、电负性减小 金属性、还原性增强 原子半径增大 Na K Rb Cs
IIA Be Mg Ca Sr Ba
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大
2 还原性强
( E (H 2 /H ) 2.23V)
(1) 钛的冶炼:
2LiH TiO 2 Ti 2LiOH
4NaH TiCl 4 Ti 4NaCl 2H 2
20092009 -6-2 30
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
(2)剧烈水解:
MH H 2O MOH H 2 (g)
获得。碱土金属的氧化物可以通过其 碳酸盐或硝酸盐等的热分解来制备:
MCO3 MO CO 2 (g)
2 Sr ( NO3 ) 2 2 SrO 4 NO2 O2
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
碱金属氧化物的性质
20092009 -6-2
39
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
碱土金属都是难溶于水的白色粉末。 碱土金属氧化物具有较大的晶格能,
熔点都很高,硬度也较大。
除BeO为两性外,其他氧化物均显碱
性。
20092009 -6-2 40
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
与水的反应: 除BeO几乎不与水反应外,碱金属、碱
土金属氧化物均能与水化合成相应的 碱。Li2O、MgO与水反应缓慢。
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45
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
★
超氧化物与水反应立即产生氧气和 过氧化氢: 2KO2 + 2H2O → 2KOH + H2O2 + O2 ★ 超氧化物于二氧化碳作用放出氧 气: 4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2 因此, KO2也可用作供氧剂。与过氧 化物一样,超氧化物也是强氧化剂。
20092009 -6-2 7
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
ⅠA和ⅡA的特征氧化态为+1和+2, S区元素在自然界的存在 由于它们都是活泼的金属元素,只能
以化合状态存在于自然界。 钠和钾的主要来源:熔盐NaCl、 海 水;天然氯化钾、光卤石KCl等。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
CaH 2 2H 2 O Ca(OH) 2 2H 2 (g)
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31
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
20092009 -6-2
CaH 2 2H 2 O Ca(OH)2 2H 2 (g)
32
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
3. 形成配位氢化物
M2 O H 2O 2MOH M O H 2O M(OH) 2
II
20092009 -6-2 41
Ι
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
3.
过氧化物(-O-O-) 钠和钡在空气中燃烧可直接得到过氧 化物。 2Na + O2 → Na2O2 过氧化钠Na2O2是最常见的碱金属过 氧化物。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
S区元素的单质 单质的物理性质和化学性质 ⒈物理性质
有金属光泽 密度小 硬度小 熔点低 导电、导热性好
20092009 -6-2
10.2
s区单质的熔点变化
17
S区元素的单质
Gc2-704-18.8
Li
Na
K Rb Cs
图片 Gc2-711-18.14
Na2O2 Li2O
②过氧化物:
Na2O2
BaO2
③超氧化物:
KO2
KO2 RbO2 CsO2
20
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属 镁带的燃烧
20092009 -6-2
21
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
(2)与水作用
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
钙和镁主要存在于:白云石 、方解
石 、菱镁矿 、石膏 等矿物中。 锶和钡的矿物有无青石 和重晶石 等。
白云石
20092009 -6-2
菱镁矿
重晶石
9
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1.2
碱族元素的发现与分离 1807年: 电解熔融苛性钾和苛性钠得到钾和 钠。 1817年:从层状硅酸盐矿透锂长石 LiAlSi4O10中分离出锂;次年,通过 电解Li2O游离出锂。
20092009 -6-2 3
第十章 (S区)碱金属和碱土金属元素
.本章要求 (1)掌握S 区元素价电子构型变化及性
质的重要规律; (2)S区元素氧化物、氢氧化物、盐类 基本性质; (3)单质及盐类制备方法; (4)了解S 区元素生物作用;
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4
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
20092009 -6-2 12
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1.4
S区元素的基本性质 S区元素中:锂、铷、铯、铍是稀有 金属元素,钫、镭是放射性元素。 s区元素是最活泼的金属元素。 1.易与H2直接化合成MH、MH2离子 型化合物。 LiH NaH CaH2
20092009 -6-2 13
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Li
Na
K
22
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
钠、钾与水反应很激烈 同周期的碱土金属与水反应不如碱金
属剧烈。
Ca
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
(3)与液氨的作用: 碱金属与液氨缓慢反应。
2M(s) 2NH 3 (l) 2M 2NH 2 H 2 (g)
★
过氧化钠和二氧化碳反应放出氧 气: 2Na2O2 + CO2 → 2Na2CO3 + O2 Na2O2可用作高空飞行和水下作业时 的供氧剂和二氧化碳吸收剂。 Na2O2是一种强氧化剂,工业上用作 漂白剂。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
4
.超氧化物 一般金属性越强越易形成含氧较多的 氧化物。 钾、铷、铯在空气中燃烧能直接生成 超氧化物MO2。
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1
第十章 (S区)碱金属和碱土金属元素
主要内容: s区元素概述 s区元素的单质
s区元素的化合物 *锂、铍的特殊性及对角线规则
20092009 -6-2
2
第十章 (S区)碱金属和碱土金属元素
重点难点: 碱金属和碱土金属的氢化物、氧化物、过
氧化物和超氧化物的生成和基本性质。 碱金属和碱土金属的氢氧化物的碱性、溶 解性的递变规律。 重要盐类的溶解性和热稳定性。 *对角线规则。锂与镁的相似性。
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28
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.3.1
氢化物 离子型氢化物 1 均为白色晶体, 热稳定性差 白色晶体, (除Be、Mg)外均为离 子型氢化物,溶、沸点较高,熔融时 能导电,稳定性比同类型其它离子晶 体差。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
20092009 -6-2 33
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.3.2
氧化物 1. 氧化物概述 碱金属、碱土金属与氧能形成三种类 型的重要氧化物,即正常氧化物、过 氧化物和超氧化物。
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34
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
s区元素形成的氧化物: 阴离子 直接形成 正常氧化物 过氧化物 超氧化物
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
其它碱金属氧化物需要用 间接方Fra Baidu bibliotek制
备。例如: Na2O2 + 2Na → 2Na2O 2KNO3 + 10K → 6K2O + N2
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37
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
碱土金属氧化物也可以通过间接方法
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5
S区元素概述 S区元素的单质 S区元素的化合物 锂 、铍的特殊性 对角线规则 S区元素生物作用
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5
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1
S区元素概述 10.1.1 S区元素
10.1.2
碱族元素的发现与分离 10.1.3 碱土族元素的发现与分离 10.1.4 S区元素的基本性质
20092009 -6-2 10
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
1860年:从矿泉水中发现铯;次
年,从锂云母中分出铷。 1939年:发现了放射性的钫。
20092009 -6-2
11
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1.3
碱土族元素的发现与分离 1798年:人们从绿柱石和祖母绿初次认 识到铍 ;到1898年,首次用电解法制备 出铍。 1808年:采用电解法制备出了游离态的 钙、镁、锶和钡。 镭(氯化物):1898年分离出来;其单 质于1910年通过电解而得到。
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
2.与O2反应形成正常氧化物、过氧化
物、超氧化物。
Li2O;
MgO; Na2O2; KO2
3.除Be、Mg外,s区元素易与H2O反
应,生成相应的碱和氢气。
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
14
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
2 Na (s ) 2 NH 3 (l ) 2 NaNH 2 H2 (g)
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
(4)焰色反应
碱金属和碱土金属中的钙、锶、钡及其挥
发性化合物在无色的火焰中灼烧时,其火 焰都具有特征颜色,称为焰色反应。 元素 Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba 颜色 深红 黄 紫 红紫 蓝 橙红 深红 绿
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
★
过氧化钠和水或稀酸在室温下反应 生成过氧化氢: Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + H2O2 Na2O2 + H2SO4(稀) → Na2SO4 + H2O2
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43
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
20092009 -6-2 25
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
20092009 -6-2
26
基础化学(一) 碱金属与碱土金属 Li深红 Na黄 K紫
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Ca橙红
Sr深红
Ba绿
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.3
S区元素的化合物 10.3.1 氢化物 10.3.2 氧化物 10.3.3 氢氧化物 10.3.4 重要盐类及其性质
(无水)乙醚
4LiH AlCl3 Li[AlH4 ] 3LiCl
铝氢化锂
在Li[AlH 4]中,锂以Li+存在。Li[AlH 4]在干燥的空气中较 稳定,遇水则发生猛烈水解: Li[AlH4] + 4H2O → LiOH + Al(OH)3 + 4H2 Li[AlH4]具有很强的还原性,能将许多有机化合物的官能 团还原,如将醛、酮、羧酸等还原为醇,将硝基还原为氨 基等。配位氢化物已广泛应用在有机合成上。
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6
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1.1
S区元素 S区元素包括周期系中的ⅠA 族-碱金属 和 ⅡA族-碱土金属。
碱金属(IA ): ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA ): ns2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属
Be
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Mg
Ca
Sr
Ba
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
⒉化学性质 (1)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:
①正常氧化物:
Li2O BeO MgO CaO SrO
19
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
间接形成
O2O22O2-
Li,Be,Mg, Ca,Sr, Ba
ⅠA,ⅡA所 有元素 除Be外的所有 Na,(Ba) 元素 (Na),K,Rb, 除Be;Mg;Li Cs 外的所有元素
35
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
2.
正常氧化物 制备:碱金属中的锂和碱土金属在空 气中燃烧直接生成正常氧化物Li2O和 MO。 4Li+O2→ 2Li2 O 2Mg +O2 → 2MgO
4.
s区金属与非金属作用形成相应的 化合物。
MgCl2 CaO Li2O
BeCl2
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15
s区金属的活泼性规律 IA Li 电离能、电负性减小 金属性、还原性增强 原子半径增大 Na K Rb Cs
IIA Be Mg Ca Sr Ba
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大
2 还原性强
( E (H 2 /H ) 2.23V)
(1) 钛的冶炼:
2LiH TiO 2 Ti 2LiOH
4NaH TiCl 4 Ti 4NaCl 2H 2
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
(2)剧烈水解:
MH H 2O MOH H 2 (g)
获得。碱土金属的氧化物可以通过其 碳酸盐或硝酸盐等的热分解来制备:
MCO3 MO CO 2 (g)
2 Sr ( NO3 ) 2 2 SrO 4 NO2 O2
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
碱金属氧化物的性质
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39
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
碱土金属都是难溶于水的白色粉末。 碱土金属氧化物具有较大的晶格能,
熔点都很高,硬度也较大。
除BeO为两性外,其他氧化物均显碱
性。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
与水的反应: 除BeO几乎不与水反应外,碱金属、碱
土金属氧化物均能与水化合成相应的 碱。Li2O、MgO与水反应缓慢。
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45
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
★
超氧化物与水反应立即产生氧气和 过氧化氢: 2KO2 + 2H2O → 2KOH + H2O2 + O2 ★ 超氧化物于二氧化碳作用放出氧 气: 4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2 因此, KO2也可用作供氧剂。与过氧 化物一样,超氧化物也是强氧化剂。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
ⅠA和ⅡA的特征氧化态为+1和+2, S区元素在自然界的存在 由于它们都是活泼的金属元素,只能
以化合状态存在于自然界。 钠和钾的主要来源:熔盐NaCl、 海 水;天然氯化钾、光卤石KCl等。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
CaH 2 2H 2 O Ca(OH) 2 2H 2 (g)
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31
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
20092009 -6-2
CaH 2 2H 2 O Ca(OH)2 2H 2 (g)
32
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
3. 形成配位氢化物
M2 O H 2O 2MOH M O H 2O M(OH) 2
II
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Ι
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
3.
过氧化物(-O-O-) 钠和钡在空气中燃烧可直接得到过氧 化物。 2Na + O2 → Na2O2 过氧化钠Na2O2是最常见的碱金属过 氧化物。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
S区元素的单质 单质的物理性质和化学性质 ⒈物理性质
有金属光泽 密度小 硬度小 熔点低 导电、导热性好
20092009 -6-2
10.2
s区单质的熔点变化
17
S区元素的单质
Gc2-704-18.8
Li
Na
K Rb Cs
图片 Gc2-711-18.14
Na2O2 Li2O
②过氧化物:
Na2O2
BaO2
③超氧化物:
KO2
KO2 RbO2 CsO2
20
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属 镁带的燃烧
20092009 -6-2
21
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
(2)与水作用
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
钙和镁主要存在于:白云石 、方解
石 、菱镁矿 、石膏 等矿物中。 锶和钡的矿物有无青石 和重晶石 等。
白云石
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菱镁矿
重晶石
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1.2
碱族元素的发现与分离 1807年: 电解熔融苛性钾和苛性钠得到钾和 钠。 1817年:从层状硅酸盐矿透锂长石 LiAlSi4O10中分离出锂;次年,通过 电解Li2O游离出锂。
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第十章 (S区)碱金属和碱土金属元素
.本章要求 (1)掌握S 区元素价电子构型变化及性
质的重要规律; (2)S区元素氧化物、氢氧化物、盐类 基本性质; (3)单质及盐类制备方法; (4)了解S 区元素生物作用;
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4
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
20092009 -6-2 12
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1.4
S区元素的基本性质 S区元素中:锂、铷、铯、铍是稀有 金属元素,钫、镭是放射性元素。 s区元素是最活泼的金属元素。 1.易与H2直接化合成MH、MH2离子 型化合物。 LiH NaH CaH2
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Li
Na
K
22
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
钠、钾与水反应很激烈 同周期的碱土金属与水反应不如碱金
属剧烈。
Ca
20092009 -6-2 23
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
(3)与液氨的作用: 碱金属与液氨缓慢反应。
2M(s) 2NH 3 (l) 2M 2NH 2 H 2 (g)
★
过氧化钠和二氧化碳反应放出氧 气: 2Na2O2 + CO2 → 2Na2CO3 + O2 Na2O2可用作高空飞行和水下作业时 的供氧剂和二氧化碳吸收剂。 Na2O2是一种强氧化剂,工业上用作 漂白剂。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
4
.超氧化物 一般金属性越强越易形成含氧较多的 氧化物。 钾、铷、铯在空气中燃烧能直接生成 超氧化物MO2。
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第十章 (S区)碱金属和碱土金属元素
主要内容: s区元素概述 s区元素的单质
s区元素的化合物 *锂、铍的特殊性及对角线规则
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第十章 (S区)碱金属和碱土金属元素
重点难点: 碱金属和碱土金属的氢化物、氧化物、过
氧化物和超氧化物的生成和基本性质。 碱金属和碱土金属的氢氧化物的碱性、溶 解性的递变规律。 重要盐类的溶解性和热稳定性。 *对角线规则。锂与镁的相似性。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.3.1
氢化物 离子型氢化物 1 均为白色晶体, 热稳定性差 白色晶体, (除Be、Mg)外均为离 子型氢化物,溶、沸点较高,熔融时 能导电,稳定性比同类型其它离子晶 体差。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
20092009 -6-2 33
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.3.2
氧化物 1. 氧化物概述 碱金属、碱土金属与氧能形成三种类 型的重要氧化物,即正常氧化物、过 氧化物和超氧化物。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
s区元素形成的氧化物: 阴离子 直接形成 正常氧化物 过氧化物 超氧化物
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
其它碱金属氧化物需要用 间接方Fra Baidu bibliotek制
备。例如: Na2O2 + 2Na → 2Na2O 2KNO3 + 10K → 6K2O + N2
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
碱土金属氧化物也可以通过间接方法
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5
S区元素概述 S区元素的单质 S区元素的化合物 锂 、铍的特殊性 对角线规则 S区元素生物作用
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1
S区元素概述 10.1.1 S区元素
10.1.2
碱族元素的发现与分离 10.1.3 碱土族元素的发现与分离 10.1.4 S区元素的基本性质
20092009 -6-2 10
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
1860年:从矿泉水中发现铯;次
年,从锂云母中分出铷。 1939年:发现了放射性的钫。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1.3
碱土族元素的发现与分离 1798年:人们从绿柱石和祖母绿初次认 识到铍 ;到1898年,首次用电解法制备 出铍。 1808年:采用电解法制备出了游离态的 钙、镁、锶和钡。 镭(氯化物):1898年分离出来;其单 质于1910年通过电解而得到。
基础化学(一) 碱金属与碱土金属
2.与O2反应形成正常氧化物、过氧化
物、超氧化物。
Li2O;
MgO; Na2O2; KO2
3.除Be、Mg外,s区元素易与H2O反
应,生成相应的碱和氢气。
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
14
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
2 Na (s ) 2 NH 3 (l ) 2 NaNH 2 H2 (g)
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
(4)焰色反应
碱金属和碱土金属中的钙、锶、钡及其挥
发性化合物在无色的火焰中灼烧时,其火 焰都具有特征颜色,称为焰色反应。 元素 Li Na K Rb Cs Ca Sr Ba 颜色 深红 黄 紫 红紫 蓝 橙红 深红 绿
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
★
过氧化钠和水或稀酸在室温下反应 生成过氧化氢: Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + H2O2 Na2O2 + H2SO4(稀) → Na2SO4 + H2O2
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属 Li深红 Na黄 K紫
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Ca橙红
Sr深红
Ba绿
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.3
S区元素的化合物 10.3.1 氢化物 10.3.2 氧化物 10.3.3 氢氧化物 10.3.4 重要盐类及其性质
(无水)乙醚
4LiH AlCl3 Li[AlH4 ] 3LiCl
铝氢化锂
在Li[AlH 4]中,锂以Li+存在。Li[AlH 4]在干燥的空气中较 稳定,遇水则发生猛烈水解: Li[AlH4] + 4H2O → LiOH + Al(OH)3 + 4H2 Li[AlH4]具有很强的还原性,能将许多有机化合物的官能 团还原,如将醛、酮、羧酸等还原为醇,将硝基还原为氨 基等。配位氢化物已广泛应用在有机合成上。
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
10.1.1
S区元素 S区元素包括周期系中的ⅠA 族-碱金属 和 ⅡA族-碱土金属。
碱金属(IA ): ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA ): ns2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属
Be
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Mg
Ca
Sr
Ba
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属
⒉化学性质 (1)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:
①正常氧化物:
Li2O BeO MgO CaO SrO
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基础化学(一) 碱金属与碱土金属