大连理工大学无机化学课件第12章
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大连理工大学无机化学教研室《无机化学》（第5版）（课后习题详解固体结构）
⼤连理⼯⼤学⽆机化学教研室《⽆机化学》（第5版）（课后习题详解固体结构）10.2 课后习题详解1. 填充下表：解：根据已知条件可得表10.1：表 10.12.根据晶胞参数，判断下列物质各属于何种晶系?解：根据已知条件可得表10.2：表 10.23. 根据离⼦半径⽐推测下列物质的晶体各属何种类型。
解：上述物质都为AB 型离⼦键化合物，在不考虑离⼦极化的前提下，晶体的离⼦半径⽐与晶体构型的关系为：+-r r 当=0.225～0.414时，晶体为ZnS 型；+-r r =0.414～0.732时，晶体为NaCl 型；+-r r =0.732～1.000时，晶体为CsCl型。
+-r r4. 利⽤Born-Haber 循环计算NaCl 的晶格能。
解：设计循环如下：5. 试通过Born-Haber 循环，计算MgCl 2晶格能，并⽤公式计算出晶格能，再确定两者符合程度如何（已知镁的I 2为1457 kJ?mol -1）。
解：设计的循环如下：则通过Born-Haber 循环，计算MgCl 2晶格能为：⽤公式计算出晶格能为：通过⽐较两种⽅法计算出的晶格能⼤⼩，可见⽤两种⽅法计算的结构基本相符。
6. KF 晶体属于NaCl 构型，试利⽤公式计算KF 晶体的晶格能。
已知从Born-Haber 循环求得的晶格能为802.5 kJ?mol -1。
⽐较实验值和理论值的符合程度如何。
解：根据题意可知，晶体属于构型，即离⼦晶体构型，故查表可知KF NaCl 。
1.748A =⼜因为，，所以1(79)82n =+=0()()133136269R r K r F pm pm pm +-=+=+=与Born-Haber 循环所得结果相⽐，误差为7. 下列物质中，何者熔点最低?解：⼀般情况下，离⼦晶体的晶格能越⼤，则其熔点越⾼。
影响晶格能的因素很多，主要是离⼦的半径和电荷。
电荷数越⼤，离⼦半径越⼩，其晶格能就越⼤，熔点越⾼。
所以的熔点最低。
无机化学第五版第十二章s区元素2
《无机化学Inorganic Chemistry 》 第二章 热化学 CAI 课件
对于碱金属，若不考虑 △ rSm 的差异， 可用△fHm(M+,aq )代替△f Gm (M+,aq )近似 估计E (M+/ M )的相对大小。
M (s) △fHm(M+,aq ) M+(aq)
△ subHm M (g)
△fHm(M+,g) △h Hm (M+,g)
I1
M+(g)
△fHm(M+,aq ) = △ subHm + I1 +△ h Hm (M+,g)
《无机化学Inorganic Chemistry 》 第二章 热化学 CAI 课件
△fHm(M+,aq ) = △ subHm + I1 +△ h Hm (M+,g)
No Image
《无机化学Inorganic Chemistry 》 第二章 热化学 CAI 课件
第2章 热化学-化学热力学基础
§2.1 热力学术语和基本概念 §2.2 热力学第一定律 §2.3 化学反应的热效应 §2.4 Hess定律 §2.5 反应热的求算
《无机化学Inorganic Chemistry 》 第二章 热化学 CAI 课件
《无机化学Inorganic Chemistry 》 第二章 热化学 CAI 课件
化学的意义与研究对象
第三篇
《无机化学Inorganic Chemistry 》 第二章 热化学 CAI 课件
元素化学
第十二章 s区元素
§12.1 s区元素概述
§12.2 s区元素的单质
§12.3 s区元素的化合物
大连理工大学无机化学第01章PPT课件
学
解题规范，字迹工整，注意有效数字。
基
础 教
３、有问题及时答疑。
程
４、认真做好实验，培养实验技能和创新能力。
教学参考书
1、吉林大学等 宋天佑等 无机化学（上、下册）
无
高等教育出版社 ２００４
机
化 学 基
２、北京师范大学等 无机化学（第四版上、下册） 高等教育出版社 ２００２
础
教 程
３、武汉大学等 无机化学（第三版，上、下册） 高等教育出版社 １９９３
机
化 学 基
p 1n 1 V R,T p 2 n 2 V R,T
础 教 程
pn 1 V R T n 2 V R T n 1n 2 R VT
n =n1+ n2+
p
nRT V
分压的求解：
pB
nBRT V
p
nRT V
无
机 化 学
pB p
nB n
xB
基 础 教
pB
nB n
pxBp
程
x B B的摩尔分数
1.2.1 溶液的浓度 1.2.2 稀溶液的依数性
1.2.1 溶液的浓度
1. 物质的量浓度 cBnVB,单位 m： o Ll1
例1-2：某容器中含有NH3、O2 、N2等气
体。其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，
n(N2)=0.700mol。混合气体的总压为133kPa。
试计算各组分气体的分压。
无
机 化
解：n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)
学
=0.320mol+0.180mol+0.700mol
础
大连理工大学无机化学课件第12章
(1) 化工合成原料 合成氨 有机化合物的加氢反应 (2) 制取单质的还原剂 例如：Si W (3) 有机化合物的合成和加工
无机化学基础教程
12.1.6 氢能源
氢是一种颇具开发潜力的清洁能源。
§12.2 碱金属和碱土金属概述
碱金属(IA )：ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA )：ns2 Be, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属。
12.1.1 氢的存在和物理性质
氢气是无色、无味、无臭的易燃气体， 是所有气体中最轻的。
12.1.2 氢气的化学性质
(1) 氢气与非金属单质反应直接形成相应 的氢化物； (2) 氢气在高温下还原某些元素的卤化物 或氧化物，生成相应的单质； (3) 氢气与活泼金属在高温下反应生成离 子型氢化物； (4) 氢气可参与一些重要的有机反应。
无机化学基础教程
KO2
•与水作用
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
无机化学基础教程
Li
Na
K
Ca
•与液氨的作用
2M(s) 2NH 3 (l) → 2M 2NH H 2 (g)
无机化学基础教程
2
M (s) M (am) e (am)
液氨溶剂 -
无机化学基础教程
12.1.3 氢气的制备
(1) 实验室制氢（略） (2) 工业制氢 水煤气法 C ＋ H2O CO ＋ H2 1000℃ CO ＋ H2O CO2 ＋ H2 400℃，Fe2O3 甲烷转换法 CH4 ＋ H2O CO ＋3H2 700~780℃， Ni,Co催化 电解法
第十二章
§12.1 氢
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12.1.6 氢能源
氢是一种颇具开发潜力的清洁能源。
§12.2 碱金属和碱土金属概述
碱金属(IA )：ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA )：ns2 Be, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属。
12.1.1 氢的存在和物理性质
氢气是无色、无味、无臭的易燃气体， 是所有气体中最轻的。
12.1.2 氢气的化学性质
(1) 氢气与非金属单质反应直接形成相应 的氢化物； (2) 氢气在高温下还原某些元素的卤化物 或氧化物，生成相应的单质； (3) 氢气与活泼金属在高温下反应生成离 子型氢化物； (4) 氢气可参与一些重要的有机反应。
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KO2
•与水作用
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
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Li
Na
K
Ca
•与液氨的作用
2M(s) 2NH 3 (l) → 2M 2NH H 2 (g)
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2
M (s) M (am) e (am)
液氨溶剂 -
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12.1.3 氢气的制备
(1) 实验室制氢（略） (2) 工业制氢 水煤气法 C ＋ H2O CO ＋ H2 1000℃ CO ＋ H2O CO2 ＋ H2 400℃，Fe2O3 甲烷转换法 CH4 ＋ H2O CO ＋3H2 700~780℃， Ni,Co催化 电解法
第十二章
§12.1 氢
2024年度无机化学第六版电子教案大连理工大学
热力学基础
研究化学反应的方向、限度以及能量变化，包括热力学第一定律 、热力学第二定律等基本原理。
热化学方程式
表示化学反应中能量变化的化学方程式，包括反应热、焓变等参 数。
2024/2/3
19
化学反应速率理论简介
反应速率
表示化学反应快慢的物理量，与反应物浓度、温 度等因素有关。
速率方程
描述反应速率与反应物浓度之间关系的数学表达 式。
应用
通过控制溶液的pH值和沉淀物的溶 解度，可以实现沉淀溶解平衡的移动 ，从而分离和提纯化学物质。
22
05
无机化合物分类及性质
2024/2/3
23
金属元素单质和重要化合物性质
2024/2/3
01
碱金属和碱土金属
介绍锂、钠、钾、铷、铯、钫等碱金属以及铍、镁、钙、锶、钡等碱土
金属的单质性质，包括物理性质和化学性质，以及它们的重要化合物如
4
教学目标与要求
知识与技能
掌握无机化学的基本概念和原理，了 解物质结构的基础知识和元素化学的 基本规律，培养学生的实验技能和动 手能力
过程与方法
通过理论讲解、实验演示、课堂讨论 等方式，引导学生自主学习、合作学 习和探究学习，提高学生的思维能力 和创新能力
情感态度与价值观
培养学生对无机化学的兴趣和爱好， 激发学生的科学探索精神和实践能力 ，树立学生的科学世界观和价值观
化学平衡的移动
结合实例，分析浓度、温度、压力等因素对化学平衡的影响。
溶解度与溶度积
通过实例计算，帮助学生掌握溶解度与溶度积的换算及应用。
2024/2/3
35
拓展阅读材料推荐
《无机化学》（第六版）教材配套习题集
巩固和加深对知识点的理解。
研究化学反应的方向、限度以及能量变化，包括热力学第一定律 、热力学第二定律等基本原理。
热化学方程式
表示化学反应中能量变化的化学方程式，包括反应热、焓变等参 数。
2024/2/3
19
化学反应速率理论简介
反应速率
表示化学反应快慢的物理量，与反应物浓度、温 度等因素有关。
速率方程
描述反应速率与反应物浓度之间关系的数学表达 式。
应用
通过控制溶液的pH值和沉淀物的溶 解度，可以实现沉淀溶解平衡的移动 ，从而分离和提纯化学物质。
22
05
无机化合物分类及性质
2024/2/3
23
金属元素单质和重要化合物性质
2024/2/3
01
碱金属和碱土金属
介绍锂、钠、钾、铷、铯、钫等碱金属以及铍、镁、钙、锶、钡等碱土
金属的单质性质，包括物理性质和化学性质，以及它们的重要化合物如
4
教学目标与要求
知识与技能
掌握无机化学的基本概念和原理，了 解物质结构的基础知识和元素化学的 基本规律，培养学生的实验技能和动 手能力
过程与方法
通过理论讲解、实验演示、课堂讨论 等方式，引导学生自主学习、合作学 习和探究学习，提高学生的思维能力 和创新能力
情感态度与价值观
培养学生对无机化学的兴趣和爱好， 激发学生的科学探索精神和实践能力 ，树立学生的科学世界观和价值观
化学平衡的移动
结合实例，分析浓度、温度、压力等因素对化学平衡的影响。
溶解度与溶度积
通过实例计算，帮助学生掌握溶解度与溶度积的换算及应用。
2024/2/3
35
拓展阅读材料推荐
《无机化学》（第六版）教材配套习题集
巩固和加深对知识点的理解。
无机化学教学课件 12章 s区元素
钾比钠活泼，为什么可以通过如下 反应制备金属钾？
KCl + Na 熔融 NaCl + K
首先，钾的第一电离能 (418.9 kJ·mol-1 ) 比钠的第一电离能
（495.8 kJ·mol-1 ）小的缘故.
其次，通过计算可知固相反应的D r Hm是个不大的正值，但钾 的沸点（766 ºC）比钠的沸点（890 ºC ）低，当反应体系的温度控 制在两沸点之间，使金属钾变成气态，而金属钠和KCl 、NaCl 仍 保持在液态，钾由液态变成气态, 熵值大为增加，即反应的T D r Sm 项变大，有利于D r Gm变成负值，反应向右进行.
Li
Na K
Rb Cs
Be Mg
Ca Sr
Ba
12-1-2 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：
Li2O BeO
Na2O2 MgO
KO2 CaO
RbO2 SrO
CsO2 Ba2O2
你能发现这些氧化物的形式有 什么不同？
Li2O Gc2-706-18.12
Na2O2
镁 带 的 燃 烧
KO2
Question 1
为什么在空气中燃烧碱金属 所得的产物不同？
该问题可以从以下几个方面讨论：
1. 燃烧产物可从燃烧反应的能量变化中推测. 哪一个燃烧反应的 DG负值最大，产物就 是哪一个. 例如，Na 生成Na2O、Na2O2 和 NaO2的DG 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 Na2O2 .
1．了解 s 区元素的物理性质和化学性质，能够解释 Li 的 标准电极电势为什么最低 ，能解释碱金属与水、醇和液 氨反应的不同；
无机化学(本科)全套教学课件pptx-2024鲜版
9
酸碱平衡常数计算与应用
2024/3/28
酸碱平衡常数定义
01
表示酸碱反应平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积
的比值。
酸碱平衡常数计算
02
通过测定平衡时各物质的浓度，利用平衡常数表达式进行计算。
酸碱平衡常数应用
03
用于预测酸碱反应的方向、程度和速率，以及判断酸碱的强度。
10
沉淀溶解平衡原理及影响因素
氧化剂与还原剂
氧化剂接受电子，还原剂失去电 子。 2024/3/28
氧化还原反应类型
根据反应物和生成物的性质分类， 如金属与非金属、酸与碱等。
氧化数概念
表示元素在化合物中的氧化状态， 通过计算化合价确定。
14
原电池与电解池工作原理
原电池工作原理
将化学能转化为电能的装置，由正负极和电 解质组成。
电极反应与电池反应
无机化学(本科)全套教 学课件pptx
2024/3/28
1
contents
目录
• 无机化学概述与基础知识 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与金属有机化学 • 无机固体化学与纳米材料 • 无机合成与绿色合成技术
2024/3/28
2
01
无机化学概述与基础知识
2024/3/28
2024/3/28
沉淀的溶解
利用某些试剂使已生成的 沉淀溶解，如胃药中的氢 氧化铝治疗胃酸过多。
分步沉淀
当溶液中存在多种难溶电 解质时，通过控制条件可 实现分步沉淀，从而分离 出各种难溶电解质。
12
03
氧化还原反应与电化学基础
2024/3/28
13
氧化还原反应原理及类型
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
高淑娟大连理工大学无机化学课件第12章-s区元素
2021/4/11
18
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
碱金属和碱土金属的火焰颜色
2021/4/11
19
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
12.2.2 碱金属和碱土金属的重要化学反应
碱金属单质的化学反应
M3P
M3N (M=Li)
MX（X=卤素）
N2 P X2
M MH H2
S M2S
2021/4/11
17
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
3. 焰色反应 (Flame Reaction)
在分析化学上，这两族元素的金属单质或它 们在高温下能挥发而不分解的化合物有一个重要 性质，即在高温火焰中燃烧时产生有特征颜色的 火焰，可用于这些元素的定性和定量分析，这个 性质与这些原子的价电子容易激发有关。
高淑娟大连理工大学无机化学课件 第12章-s区元素
第十二章 s区元素
(s -Block Elements)
§12.1 s区元素概述
§12.2 s区元素的单质 §12.3 s区元素的化合物
§12.4 元素的相关性
2021/4/11
2
IA
0
IIA
s区
p区
IIIA IVA VA VIA VIIA
d区
f区
2021/4/11
14
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
（2）水溶液
碱金属和碱土金属的标准电极电势
2021/4/11
15
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
✓ 标准电极电势值都很小，单质金属都是强 的还原剂；
✓ 从上到下，E (Mn /M)减小，还原性增
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(课后习题详解 s区元素)
12.2 课后习题详解1.完成并配平下列反应方程式：解：各配平的化学方程式如下：2(2)2LiH()2Li+H B 熔融2. 写出下列过程的反应方程式，并予以配平。
（1）金属镁在空气中燃烧生成两种二元化合物；（2）在纯氧中加热氧化钡；（3）氧化钙用来除去火力发电厂排出废气中的二氧化硫；（4）惟一能生成氮化物的碱金属与氮气反应；（5）在消防队员的空气背包中，超氧化钾既是空气净化剂又是供氧剂；（6）用硫酸锂同氢氧化钡反应制取氢氧化锂；（7）铍是s 区元素中惟一的两性元素，它与氢氧化铀水溶液反应生成了气体和澄清的溶液；（8）铍的氢氧化物与氢氧化钠溶液混合；（9）金属钙在空气中燃烧，将燃烧产物再与水反应。
解：3. 商品NaOH （s ）中常含有少量的Na 2CO 3，如何鉴别之，并将其除掉。
在实验室中，如何配制不含Na 2CO 3的NaOH 溶液?解：鉴别方法：将样品溶于少量水中，然后加入盐酸，若出现气泡，则说明有存在。
在实验室中，可将商品溶于水中，然后加入，得到的23Na CO NaOH 2BaOH （）3BaCO 沉淀，过滤即可得到较纯的溶液。
NaOH 4. 用两种不同的简便方法区分Li 2CO 3（s ）和K 2CO 3（s ）。
解：方法一：将两种样品加入稀盐酸进行溶解，反应得到和，然后分别做焰LiCl KCl 色反应，深红色的为，紫色的为。
23Li CO 23K CO 方法二：将两种样品用水进行溶解，能溶解的是，不能溶解的是。
23K CO 23Li CO 5.都是强碱，自行设计不同的实验方案来区分这两种碱。
如何区分KOH （s ）和Ba （OH ）2（s ）?解：（1）鉴别和的方法：NaOH 2Ca OH （）①将两种碱各取少量配成溶液，分别通入二氧化碳气体，产生白色沉淀的是Ca （OH ）2，无明显现象的是NaOH 。
②将两种碱各取少量配成溶液，分别加入一定量的盐酸，作焰色反应实验。
产生黄色火焰的是NaOH ，产生橙红色火焰的是Ca （OH ）2。
大连理工大学中级无机化学PPT课件
过渡金属的羰基化合物有单核、双核和多 核的区别。
1. 单核二元羰基化合物 此类化合物通式为M(CO)n。对原子序数为
偶数的过渡金属，如Cr、Fe、Ni等，和一定数目的 CO组合，均符合EAN规则。
对于原子序数为奇数的过渡金属，如V、 Mn、Co等，则要通过形成阴离子如V(CO)6-，二聚体 Mn2(CO)10或与其他原子或基团形成单键结合的化合 物如HCo(CO)4才能符合EAN规则，所以单核羰基化合 物也有很多衍生物。
20世纪30年代，英国化学家N. V. Sidgwick提出一条用以预言金属羰基化合物稳定性 的经验规则，称为有效原子序数(effective atomic number)规则，简称EAN规则。
EAN规则认为稳定存在的有机金属化合物 应该符合：金属原子的电子总数加上所有配体提供 的电子数等于同周期的稀有气体的原子序数。对于 过渡金属，该规则表述为：每个过渡金属原子的价 电子数加上配体提供的电子数等于18，故该规则又 称为“18电子规则”。
5.2.4 EAN规则应用
例1：根据EAN规则计算Ni(CO)4的核外电子总数。 解：Ni原子，3d84s2，10个电子；
4个CO，2×4=8个电子，10+8＝18
因此，Ni(CO)4符合18电子规则。
例2：判断下列化合物是否符合EAN规则：
(η6－C7H8)Cr(CO)3； (η5－C5H5)Fe(CO)2C2H4]+
例4：根据EAN规则预言 结构。
Fe2(CO)9和Co4(CO)12的
§5.3 过渡金属的羰基化合物
5.3.1 介
5.3.2 作用
5.3.3
过渡金属羰基化合物简 金属羰基化合物中的成键 过渡金属羰基化合物的
化学反应
1. 单核二元羰基化合物 此类化合物通式为M(CO)n。对原子序数为
偶数的过渡金属，如Cr、Fe、Ni等，和一定数目的 CO组合，均符合EAN规则。
对于原子序数为奇数的过渡金属，如V、 Mn、Co等，则要通过形成阴离子如V(CO)6-，二聚体 Mn2(CO)10或与其他原子或基团形成单键结合的化合 物如HCo(CO)4才能符合EAN规则，所以单核羰基化合 物也有很多衍生物。
20世纪30年代，英国化学家N. V. Sidgwick提出一条用以预言金属羰基化合物稳定性 的经验规则，称为有效原子序数(effective atomic number)规则，简称EAN规则。
EAN规则认为稳定存在的有机金属化合物 应该符合：金属原子的电子总数加上所有配体提供 的电子数等于同周期的稀有气体的原子序数。对于 过渡金属，该规则表述为：每个过渡金属原子的价 电子数加上配体提供的电子数等于18，故该规则又 称为“18电子规则”。
5.2.4 EAN规则应用
例1：根据EAN规则计算Ni(CO)4的核外电子总数。 解：Ni原子，3d84s2，10个电子；
4个CO，2×4=8个电子，10+8＝18
因此，Ni(CO)4符合18电子规则。
例2：判断下列化合物是否符合EAN规则：
(η6－C7H8)Cr(CO)3； (η5－C5H5)Fe(CO)2C2H4]+
例4：根据EAN规则预言 结构。
Fe2(CO)9和Co4(CO)12的
§5.3 过渡金属的羰基化合物
5.3.1 介
5.3.2 作用
5.3.3
过渡金属羰基化合物简 金属羰基化合物中的成键 过渡金属羰基化合物的
化学反应
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菱镁矿：MgCO3
无 机 化 学 基 础 教 程
石膏：CaSO 4 2H2O 大理石： CaCO3 萤石：CaF2 天青石：SrSO 4 重晶石：BaSO 4 制备：电解熔融的盐、高温还原等方法。 用途：
§12.4 碱金属和碱土金属的化合物
12.4.1 氢化物 12.4.2 氧化物 12.4.3 氢氧化物 12.4.4 重要盐类及其性质
无 机 化 学 基 础 教 程
2. 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： Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 BeO MgO CaO SrO BaO2 Na2O2
Li2O
镁 带 的 燃 烧
KO2
•与水作用
2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
无 机 化 学 基 础 教 程
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2. 溶解度：碱金属盐类一般易溶于水； 碱土金属盐类除卤化物、硝酸 盐外多数溶解度较小。 3. 热稳定性：较高。 •硝酸盐热稳定性差。 •碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径 的增大而增强。
BeCO3 T分 /℃ ＜100 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 540 900 1290 13603.形成 Nhomakorabea位氢化物
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4LiH+ AlCl3 Li[AlH4 ] + 3LiCl 铝氢化锂
（无水）乙醚
Li[AlH4 ] 受潮时强烈水解
LiAlH4 + 4H2 O LiOH + Al(OH)3 + 4H2
12.4.2 氧化物
形成三类氧化物：
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Na2O2 + H2SO 4 (稀) Na2SO 4 + H2O2
2Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O2 (g)
3. 超氧化物
K + O2 KO2
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超氧化物(O2-)具有顺磁性
KK (σ 2s ) (σ
2
*
2s
) (σ 2p ) (π 2p ) (π
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(箭头指向)碱性增强，溶解度增大。
12.4.4 重要盐类及其性质
重要盐类： 卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。 1. 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。 例如：Be2+极化力强， BeCl2已过渡为共价 化合物。 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 熔点/ ℃ 415 714 775 874 离子性增强 962
子型氢化物； (4) 氢气可参与一些重要的有机反应。
12.1.3 氢气的制备
(1) 实验室制氢（略） (2) 工业制氢 水煤气法 C ＋ H2O CO ＋ H2 1000℃ CO ＋ H2O CO2 ＋ H2 400℃，Fe2O3 甲烷转换法 CH4 ＋ H2O CO ＋3H2 700~780℃， Ni,Co催化 电解法
M
2+
[O
C
] O
O 2-
稳定性 M2CO3＞ MCO3
§12.5 锂和铍的特殊性 对角线规则
12.5.1 锂和铍的特殊性 12.5.2 对角线规则
12.5.2 对角线规则
ⅠA 族的Li与ⅡA族的Mg， ⅡA族的Be与
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ⅢA族的Al， ⅢA 族的B与ⅣA族的Si，这三
正常氧化物(O2-)
过氧化物(O22-) 超氧化物(O2-)
1. 正常氧化物 制备：Na 2 O 2 + 2Na 2Na2 O
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2KNO3 + 10K 6K2 O + N 2
MCO3 MO + CO 2 (g) 除BeO外，均能与水化合生成相应的碱。
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12.1.4 氢化物
1. 离子型氢化物 LiH，NaH，CaH2…… 2. 共价性氢化物 HF，H2O，NH3， SiH4 …… 3. 金属氢化物 VH1.8，TaH0.76，LaNiH5.7 …… 氢化物的物理化学性质，将在以后章节 中分别讲述。
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•碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物。
12.3.1 单质的性质 12.3.2 单质的制备和用途
12.3.1 单质的性质
1. 物理性质
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Li
Na
K
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Rb
Cs
Be
Mg
Ca
Sr
Ba
单质的物理性质： 有金属光泽
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密度小
硬度小 熔点低 导电、导热性好
s区单质的熔、沸点变化
2 2 4
*
2p
)
3
2KO2 + 2H2O 2KOH+ H2O2 + O2
4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 (g)
12.4.3 氢氧化物
碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白 色固体。
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•易吸水而潮解
MOH易溶于水，放热。 碱土金属溶解度（20℃）
12.1.1 氢的存在和物理性质
氢气是无色、无味、无臭的易燃气体， 是所有气体中最轻的。
无 12.1.2 氢气的化学性质 机 (1) 氢气与非金属单质反应直接形成相应 化 学 的氢化物； 基 (2) 氢气在高温下还原某些元素的卤化物 础 教 或氧化物，生成相应的单质； 程 (3) 氢气与活泼金属在高温下反应生成离
碱土金属(IIA )：ns2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属。
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； 4. 易与H2O反应(除Be、Mg外)。 注：它们的活泼性有差异
M O + H2O 2MOH
Ⅰ 2
（Li Cs剧烈程度）
MⅡO + H2O 2M(OH) （BeO除外） 2
Li2O + CO2 Li2CO3
2. 过氧化物
2Na + O 2 Na 2 O 2
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Na2O2 + 2H2O 2NaOH+ H2O2
12.4.1 氢化物
s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢 形成离子型氢化物。
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1.均为白色晶体， 热稳定性差 LiH NaH KH RbH CsH -54.3 -49.3 NaCl -441
-90.4 -57.3 -57.7
△ fHm / kJ· -1 mol
2.还原性强
( E (H 2 /H ) = -2.23V)
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-
• 钛的冶炼：
2LiH + T iO2 T i + 2LiOH 4NaH+ TiCl4 Ti + 4NaCl + 2H2
•剧烈水解： MH + H 2 O MOH + H 2 (g)
CaH2 + 2H 2 O Ca(OH)2 + 2H 2 (g)
12.1.5 氢的用途
(1) 化工合成原料 合成氨 有机化合物的加氢反应 (2) 制取单质的还原剂 例如：Si W (3) 有机化合物的合成和加工
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12.1.6 氢能源
氢是一种颇具开发潜力的清洁能源。
§12.2 碱金属和碱土金属概述
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碱金属(IA )：ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
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IA
金 属 性 、 还 原 性 增 强
IIA
Be Mg Ca Sr Ba
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电 离 能 、 电 负 性 减 小
原 子 半 径 增 大
Li Na K Rb Cs
原子半径减小
电离能、电负性增大
金属性、还原性减弱
§12.3 碱金属和碱土金属的单质
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Li
Na
K
Ca
•与液氨的作用
2M(s) + 2NH 3 (l) → 2M + 2NH + H 2 (g)
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+
2
M(s) M (am)+ e (am)
液氨溶剂 -
+
•焰色反应
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12.3.2 s区元素的存在和单质的制备
第十二章
§12.1 氢
s区元素
§12.2 碱金属和碱土金属概述 §12.3 碱金属和碱土金属的单质
§12.4 碱金属和碱土金属的化合物
§12.5 锂和铍的特殊性 对角线规则
§12.1 氢
12.1.1 氢的存在和物理性质 12.1.2 氢气的化学性质 12.1.3 氢气的制备 12.1.4 氢化物 12.1.5 氢的用途 12.1.6 氢能源
均以矿物形式存在：
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钠长石： NaAlSi 3O8
钾长石： KAlSi 3 O8 光卤石： KCl MgCl 2 6H2 O
明矾石： K(AlO)3 (SO 4 ) 2 3H2 O 锂辉石： LiAl(SiO3 ) 2