第12章 S区元素
第十二章 s区元素
5、举例说明铍与铝的相似性。 、举例说明铍与铝的相似性。
答：Be 和Al 单质及化合物性质有许多相似之处，可以从以下 几个方面来理解： (1) Be 和Al 都是两性金属，不仅能溶于酸也都溶于强碱，放 出氢气； (2) Be 和Al 的氢氧化物都是两性化合物，易溶于强碱； (3) Be 和Al 都是共价化合物，易升华，聚合，易溶于有机溶 剂； (4) Be 和Al 常温下不与水作用，与冷的浓硝酸接触时都发生 钝化现象； (5) Be 和Al 的盐都易水解。
12、关于s 区元素的性质下列叙述中不正确的是 A、 由于s 区元素的电负性小，所以都形成典型的离子型化 、 由于 区元素的电负性小， 合物 B、 在s 区元素中，Be、 Mg 因表面形成致密的氧化物保护 膜而对水较稳定 C、 s 区元素的单质都有很强的还原性 D、 除Be、 Mg 外，其他s 区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做 焰火材料 13、关于Mg , Ca , Sr , Ba 及其化合物的性质下列叙述中不正确 的是 A、 单质都可以在氮气中燃烧生成氮化物M3N2 B、 单质都易与水、水蒸气反应得到氢气 、 单质都易与水、水蒸气反应得到氢气(p378) C、M(HCO3)2 在水中的溶解度大于MCO3 的溶解度 (p392) D、这些元素几乎总是生成+2 价离子
碳酸盐受热分解的难易程度与阳离子的极化作用 有关。阳离子对CO32-离子的极化作用，使CO32-不稳定 离子的极化作用， 有关。阳离子对 以致分解，极化作用越大越易分解。 质子） 以致分解，极化作用越大越易分解。H+（质子）的极 化作用超过一般金属离子，所以有下列热稳定性顺序： 化作用超过一般金属离子，所以有下列热稳定性顺序： M2CO3>MHCO3>H2CO3 p430另外一种解释 另外一种解释
2011第二学期复习题1
第十一章配合物1、填空(1)、根据配合物的价键理论，配合物的形成体与配体之间以( )键结合，它是由配体提供的( )投入到形成体的( )形成的。
由于配合物具有一定的空间构型，形成体参与成键的轨道采取( )方式。
(2)、根据配合物的价键理论，填充下表中的空白处。
(3)、根据晶体场理论，在电子构型为d1～d10的过渡金属离子中，当形成六配位的八面体配合物时，其高自旋和低自旋配合物的电子排布不相同的中心离子的电子构型为( )；过渡金属配离子往往具有一定颜色，这是由于中心离子能产生( )跃迁所致。
(4)、当△0＞P时，过渡金属离子能形成( )自旋八面体配合物；当△0＜P时，则形成( )自旋八面体配合物；(5)、在光谱化学序中，F－是( )场配体，CN－是( )场配体；[FeF6]3－是( )自旋配合物，在八面体场中，中心离子Fe 3＋的电于排布为( )；[Fe (CN)6]3－是( )自旋配合物，中心离子Fe 3＋的电于排布为( )。
二．选择题(1)、下列配合物中，空间构型为直线形的是( )。
(A) [Cu (en)2]2＋(B) [Cu (P2O7)2] 6－(C)[Cu(EDT A)] 2＋(D)[ CuCl2](2)下列配离子中，未成对电子数最多的是( )。
(A) [Ni (NH3)6]3＋(B) [Mn (H2O)6]2＋(C) [Fe (CN)6]4－(D) Ni (CO)4(3)、下列关于配合物的叙述中错误的是( )。
(A)在螯合物中，中心离子的配位数一定不等于配体的数目；(B)同种元素的内轨型配合物比外轨型配合物稳定；(C)中心离子的未成对电子愈多，配合物的磁矩愈大；(D)价键理论的内轨型配合物对应着晶体场理论的高自旋配合物。
(4)、某金属离子与弱场配体形成的八面体配合物的磁矩为4.98 B·M，而与强场配体形成反磁性的八面体配合物，则该金属离子为( )。
(A)Cr3＋(B)Ti3＋((：)Mn3＋(D)Au3＋(5)已知[Co (NH3)6]3＋的μ=0，则下列叙述中错误的是( )。
s区,p区元素
过氧化物
453 573K 4Na O2 2Na 2O 573 673K 2Na 2O O2 2Na 2O2
Na2O2在碱性介质中具有强氧化性： 熔矿剂；遇棉花、炭粉爆炸
3Na 2O2 Cr2O3 2Na 2CrO4 +Na 2O Na 2O2 MnO2 Na 2MnO4
H2 O
8.1.3 氧化物
多样性（三种氧化物）
普通氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2
-)
1s 2 2s 2 2p6
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p ) 4
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p )3
盐类的应用
硝酸钾：在空气中不吸潮,在加热时有强氧化性,用来制
造黑火药。硝酸钾还是含氮、钾的优质化肥。
氯化镁：通常以MgCl2· 6H2O形式存在，它能水解为
Mg(OH)Cl，氯化镁易潮解，普通食盐的潮解 就是其中含有氯化镁之故。纺织工业中用氯化 镁保持棉纱的湿度而使其柔软。
氯化钙：无水CaCl2有很强的吸水性，是常用的干燥剂。
碳-碳复合材料
人造金刚石
分子筛
高能燃料
光子带隙材料
硅单晶材料
太阳电池材料 纳米半导体材料
8.2.2 卤素的化合物
8.2.2.1 卤素概述
卤素的性质变化
卤素 价电子构型 共价半径（pm） 电负性
第一电离能（kJ/mol） 电子亲和能（ kJ/mol ） 氧化数
F 2s22p5 64 4.00
1681 -328 -1
s区金属元素及其化合物的性质的实验心得与建议
s区金属元素及其化合物的性质的实验心得与建议一、实验目的1、试验s区元素单质及主要化合物的化学性质，初步掌握元素性质变化的周期性。
2、练习性质实验的基本操作和固液分离操作。
3、了解s区元素的常见定性检验方法。
二、实验原理s区元素包括碱金属和碱土金属，分别位于周期系IA，IA族，s区元素除氢，皱元素外皆为活泼金属元素，且碱金属活泼性分别大于同周期的碱土金属。
s区元素除H，Be外，均可与水反应，其离子几乎没有氧化性。
碱金属除Li外的绝大部分盐类易溶于水，只有与易变形的大阴离子作用生成的盐才难溶或微溶于水。
如KCIOa（白）、K2Nalco（NO2）6]（亮黄）、NaZn（UO2）Ac-6Hz0（黄绿）、Na[Sb（OH）a]（白）等。
碱土金属的SO2-4、C202-4、CO2-3、CrO2-4等盐多为难溶或微溶盐，利用这些盐类的溶解性可以进行沉淀分离和离子检出。
碱金属，碱土金属及其化合物在高温火焰中可发出一定波长的光，使火焰呈特征色，称为焰色反应。
如Na（黄）、K（紫）、Rb（红紫）、Cs（蓝）、Li（红）、Ca（橙红）、Sr（深红）、Ba（绿）。
利用焰色反应亦可鉴别不同的碱金属和碱土金属及其离子。
三、仪器、试剂及材料仪器酒精灯，试管，烧杯，小刀，镊子，坩，研体，滤纸，镍铬丝（或铂丝），钻玻璃，砂纸，火柴，离心机等。
试剂：NaOH（10mol-L1，6mol-L1，2mol-L1），MgCl2（0、5mol-L1），NH-HzO（浓6mol-L1，2mol-L-1），NHaCl（饱和），HCl（浓，6mo-L1，2mol-L1），CaCl2（0、5mol-L1），BaCl，（0、5mol-L1），NaCl（1mo-L-1），KCl（1mol-L-1），KSb （OH）s（饱和），NaHCaHaOs（饱和），Na，SO2（0、5mol-L1），K，CrOa（0、5mol-L-1），HAc（2mol-L1），（NHa）zC2O、（饱和），ZnSOa（0、2mol-u1），CdSOa（0、2mol-L-1），NazS（1mol-L1），Cu屑，CuClb2（1mol-L1）。
无机化学试题及答案解析
无机化学试题及答案解析第12章s区元素（第一套）一、单选题1.重晶石的化学式为(a)baco3,(b)baso4,(c)na2so4,(d)na2co32.下列碳酸盐，溶解度最小的是(a)nahco3,(b)na2co3,(c)li2co3,(d)k2co33.nano3受热分解的产物是（a） na2o，no2，o2；（b）nano2，o2；（c）nano2，no2，o2；（d）na2o，no，o2。
以下哪对元素具有最相似的化学性质(a)be和mg(b)mg和al(c)li和be(d)be和al5.下列元素中第一电离能最小的是(a)li(b)be(c)na(d)mg6.下列最稳定的氮化物是（a） li3n（b）na3n（c）k3n（d）ba3n27.下列水合离子生成时放出热量最少的是(a)li+(b)na+(c)k+(d)mg2+8.下列最稳定的过氧化物是（a） li2o2（b）na2o2（c）k2o2（d）rb2o29。
在以下化合物中，离子键最少的是（a）LiCl（b）NaCl（c）KCl（d）BaCl210.下列碳酸盐中热稳定性最差的是（a） baco3（b）caco3（c）k2co3（d）na2co311。
在以下化合物中，具有磁性的是（a）Na 2O 2（b）SRO（c）Ko 2（d）Bao 212.关于s区元素的性质下列叙述中不正确的是（a）由于S区元素的电负性很小，它们都形成了典型的离子化合物(b)在s区元素中,be、mg因表面形成致密的氧化物保护膜而对水较稳定(c)s区元素的单质都有很强的还原性（d）除了be和Mg之外，其他s区元素的硝酸盐或氯酸盐也可以用作烟花材料13至于Mg、CA、Sr、Ba及其化合物的性质，以下陈述是不正确的：（a）简单物质可以在氮气中燃烧形成氮化物m3n2（b）简单物质很容易与水蒸气反应获得氢气(c)m(hco3)2在水中的溶解度大mco3的溶解度(d)这些元素几乎总是生成+2价离子二、对错问题（判断下列陈述是否正确，填写“√因为氢可以形成H+，所以它可以分为碱金属2.铍和其同组元素相比离子半径小极化作用强所以形成键具有较多共价性3.在周期表中，处于对角线位置的元素性质相似，这称为对角线规则。
第12章s区元素
Na 2 O 2 2Na 2Na2 O
2KNO3 10K 6K2 O N 2 NaNO3 3NaN3 2Na2O 5N2
除Ba外，其它碱土金属空气中的燃烧产物均为 普通氧化物，也可以通过含氧酸盐或氢氧化物 的分解来制备
MCO3 MO CO2 (g)
MH
H2
M
O2
O2 + CO2
MNH2 + H2 MOH + H2
NH3(溶液或气态) 有 Fe 存在
M2CO3
H2 O Hg 液NH3
汞齐
M+ (am) + e- (am)
碱 土 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应
MX2 M3 N 2 (M = Mg) M(OH)2 + H2 (M = Ca, Sr, Ba)
(2)与CO2的作用： Li2 O CO 2 Li2 CO 3
2Na2 O 2 2CO2 2Na2 CO 3 O 2 (g) 4KO2 2CO2 2K 2 CO 3 3O2 (g)
思考
• Na2O2与稀硫酸反应的产物是？
Hydroxide
2O M 2 O, MO H MOH,M(OH)2 （除BeO外）
Compound
Hydride
Oxide
Hydroxide Important salts
Complex
Hydride
离子型氢化物可由金属与氢气在不同条件下直接合成制得
离子型氢化物（除Be、Mg）
1 均为白色晶体, 热稳定性差
ΔH
f
LiH NaH KH -90.4 -57.3 -57.7 注 Δr Hf
3 化学性质 (1) 与H2O的作用:
S区常见元素
S区常见元素一、教学目的1、掌握钠、钾、过氧化钠的主要性质；2、了解锂、钠、钾的微溶盐，Mg、Ca、Ba的氢氧化物及其盐类的溶解情况。
3、掌握用焰色反应检验元素的操作。
二、实验提要碱金属、碱土金属分属周期系第ⅠA、ⅡA 族，价电子构型ns1、ns2，属s 区元素。
其单质是最活泼的金属和还原剂，且从上到下，从碱金属到碱土金属活泼性增强。
在空气中能迅速地与O2、CO2、H2O 作用（Rb、Cs 在空气中自燃），需保存在煤油或液体石蜡中（Be、Mg 由于生成致密氧化膜而除外）。
在空气中燃烧时，锂、碱土金属生成正常氧化物；钠主要生成过氧化物；而钾、铷、铯则主要生成超氧化物。
Na2O2为淡黄色粉末状物质，与水或稀酸反应生成氢氧化钠或钠盐，同时产生H2O2。
H2O2会立即分解放出O2，所以过氧化钠具有强碱性和强氧化性。
与水相遇，Be、Mg 由于表面形成致密氧化物保护膜而对水稳定，分别需水蒸气及热水才反应，其它元素都易与冷水反应生成相应氢氧化物，放出氢气。
Na、K、Rb、Cs 与水反应随其金属性递增、单质熔点的减小，而剧烈程度加强。
碱金属与汞在常温下生成的合金称为汞齐，根据金属与汞的相对含量可呈固体或液体状态，由于可降低碱金属的反应活性，常用作化学反应中的温和还原剂。
在氢氧化物方面，碱金属的氢氧化物除LiOH 溶解度较小外，其余都很大，且都是强碱。
碱土金属的氢氧化物除Be(OH)2呈两性外，其余也都是碱性，但由于溶解度不如碱金属，所以碱性要弱得多，但从上到下，碱性是增强的，这与它们氢氧化物溶解度增大的趋势相一致。
绝大多数碱金属所形成的盐都是可溶的，并与水形成水合离子，仅有少数碱金属盐是难溶的，如LiF、Li2CO3、Li3PO4、Na[Sb(OH)6]、KHC4H4O6等均为白色微溶或难溶物。
碱土金属的难溶盐则要多得多，一般除氟外，一价阴离子是可溶的，除S2-以外，高价阴离子都是难溶的，如碳酸盐、磷酸盐、草酸盐。
普通化学S区元素
超氧化物(O2-)
KK(σ 2s )2 (σ * 2s )2 (σ 2p )2 (π 2p )4 (π * 2p )3
稳定性: O2- > O2- > O22-
2.制备：
直接：2Na O2 Na 2O2 K O2 KO 2
ns2铍beryllium镁magnesium钙calcium原子半径增大金属性还原原子半径增大金属性还原性电离能电负电离能电负性钾potassium铷rubidium铯caesium钫francium钙calcium锶strontium钡barium镭radium性增强性减小原子半径减小金属性还原性减弱电离能电负性增大原子半径减小金属性还原性减弱电离能电负性增大s区元素概述有金属光泽密度小硬度小熔点低导电导热性好的特点有金属光泽密度小硬度小熔点低导电导热性好的特点1
钾的最主要用途是制造钾肥。
庄稼是非常需要钾的。庄稼缺乏钾，茎秆便不会硬挺直立，易倒伏，对外界的抵抗力也大大减强。平均起来，每收获一吨小麦或 一吨马铃薯，就等于从土壤中取走五公斤钾；收获一吨甜萝卜，相当于取走二公斤钾。全世界平均每年要从土壤中取走2,500万吨钾！ 有 入 才 有 出 ， 这 也 就 是 说 ， 全 世 界 每 年 必 须 至 少 要 往 土 壤 中 施 加 合 钾 2,500 万 吨 的 钾 肥 ！ 含钾的化学肥料，主要有硝酸钾、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾。人们是从钾长石(花岗岩)、海水等中提取钾的化合物。特别是海水，含 有不少氯化钾。在农家肥料中，以草木灰，特别是向日葵灰，含钾最多，这是因为植物本来就从土壤中吸收了钾，那么，把它烧成灰 后，灰中当然也就含有钾了。在每吨粪便中，大约含有六公斤钾。
常见重要元素及其化合物—S区重要的元素及其化合物(医用化学课件)
在同周期元素中，碱金属的原子半径最大，而核电荷
最小。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。 M - e - → M+ 极强的还原性
二、碱金属
（二）钠、钾的物理性质和化学性质 1. 钠、钾都是银白色金属，有一定导电性和导热性，熔
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 砹氡
注：人体必需宏量元素，人体必需微量元素，__为有害元素
一、卤族元素
非 金 属 性 逐 渐 减 弱
一、卤族元素
（一）概述
ⅦA： F Cl Br I At (X) ns 2np5
卤素的基本性质
焰色反应 钠和钾发生焰色反应时，钠为黄色，钾为紫色(隔蓝色钴玻璃观察)。
二、碱金属
2.在隔绝空气的条件下，钠、钾均可与水反应，生成氢氧化 物并放出氢气。
2Na + H2O ＝ NaOH+H2↑
二、碱金属
（三）钠和钾的重要化合物
与水反应 2Na2O2 + 2H2O
4NaOH + O2
Na2O2 + H2SO4(稀） 过氧化物 与稀硫酸反应
金属单质都能形成晶体结构，金属呈电中性。
一、金属通论
（二）金属的物理性质和化学性质
物理 性质
化学 性质
具有特殊金属光泽、不透明 银导电性最好。
具有良好的导电性、导热性 铂延性最好。
密度和硬度较大
金展性最好
具有延展性 熔点较高
锇密度最大 (2248g/cm3)。 铬硬度最大。 钨熔点最高，汞熔点最
大学无机化学第十二章S区元素PPT课件
碱土金属的导电性和 导热性良好，其良好 的延展性也使其易于 加工。
碱土金属的密度较大， 且随原子序数增加而 增大。
碱土金属的化学性质
碱土金属的化学性质活泼，有较 强的还原性，容易失去电子成为
正离子。
碱土金属离子具有较强的水合能 力，易与水反应生成氢氧化物。
碱土金属的氧化物大多数为碱性 或两性氧化物，表现出较强的碱
镓的化合物在医药、农业和电子工业等领域也有广泛应用。
镓、铟、铊的性质和用途
铟的性质和用途
铟是一种银白色的软金属，具有较好的延展性和导电性，主要用于制作液晶显示 器和电子元件。
镓、铟、铊的性质和用途
铊的性质和用途 铊是一种银白色的金属，具有较低的熔点和沸点，主要用于制作高温温度计和光电管等器件。
铊的化合物在医药和农业等领域也有一定的应用。
铋的性质和用途
铅是一种青白色的金属，具有较高的密 度和耐腐蚀性，主要用于制作电池、颜 料和涂料等材料。
铅的化合物在医药、农药和染料等领域 也有广泛应用。
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S区元素在周期表中的位置
总结词
S区元素在周期表中占据第1列和第2 列的位置。
详细描述
在周期表中，S区元素占据第1列和第 2列的位置，这些位置对应于元素周期 表的s区和p区。这些元素具有相似的 电子构型和化学性质，通常表现出强 烈的金属性质。
S区元素的特点和性质
要点一
总结词
S区元素具有低原子序数、小原子半径、高电离能、低电子 亲和能等特点。
大学无机化学第十二章s 区元素ppt课件
• S区元素的概述 •氢 • 碱金属 • 碱土金属 • 其他S区元素
01
S区元素的概述
S区元素的定义
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
无机化学s区和p区元素
7.3.4 二氧化硫亚硫酸及其盐
● SO2 的结构（类似臭氧）
S O O O
S O
4 3
SO2为无色有强烈刺激性气味的气体，能和有机色素结 合，是一种漂白剂。 二氧化硫中硫为+4价，可作氧化剂，又可作还原剂，主 要是还原剂。 亚硫酸同样既有氧化性，又有还原性，主要是还原性。 亚硫酸钠：常用作还原剂，抗氧剂 2Na2SO3+O2→2Na2SO4
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NH3的性质 ● 加合反应(路易斯碱)：氨分子中的孤电子倾向 于和别 的分子或离子配位形成各种氨合物 ● 取代反应：取代反应可从两种不同角度考虑： 一种是 将 NH3 分子看作三元酸，另一种是看作其他化合物中的某 些原子或原子团被氨基或亚氨基所取代 ● 氧化反应: NH3 分子中的 N 原子虽处于最低氧化态 ，但还原性却并非其化学的主要特征 ●弱碱性: 肼、羟氨：它们的氧化值分别为-2，-1
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浓硫酸配成稀硫酸时,应将浓硫酸慢慢倒入水中，并不断搅
拌。 冷浓硫酸不与铁、铝等金属作用，这是因为在冷的浓硫酸 中，铁、铝表面生成一层致密的保护膜保护了金属，使之 不与硫酸继续反应，这种现象称为钝化，所以可用铁、铝 制的器皿盛放浓硫酸。 稀硫酸基本无氧化性、吸水性和脱水性。 大多数硫酸盐为无色结晶，易溶于水，但PbSO4，BaSO4， SrSO4和CaSO4微溶于水，其中BaSO4溶 解度最小。
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概述
共性： (1) 热稳定性 含氧酸稳定性差，大多只能存在于水溶 液中，至今未制得游离纯酸。 (2) 氧化性 对同一元素不同氧化态而言，低氧化态的 氧化能力强（需要断的Cl-O键少）。 ① 在酸性介质中的氧化性一般都远大于的碱性介质中 的氧化性，说明含氧酸的氧化性强于盐。 ② 许多中间氧化数的物质如XO-、X2， 存在歧化反应 的可能性。 （3）酸性 HClO是很弱的酸，HClO3是强酸，接近于 盐酸和硝酸，HClO4是已知含氧酸中最强的酸。
s区,p区元素
1807年，戴维电解熔融的KOH、 NaOH得到金 属钾 和钠 。
同年，他用电解硼酸或用金属钾还原硼酸的方
法制备出了硼。 1808年，他给用电解法制备的汞齐加热（蒸馏
Humphry Davy 1778—1829 英国化学家
法提取汞）制得了钙、锶、钡、镁等碱土金属。
1828年，维勒制得了铍。
Friedrch Wohler 1800一1882 德国化学家
盐类的应用
硝酸钾：在空气中不吸潮,在加热时有强氧化性,用来制
造黑火药。硝酸钾还是含氮、钾的优质化肥。
氯化镁：通常以MgCl2· 6H2O形式存在，它能水解为
Mg(OH)Cl，氯化镁易潮解，普通食盐的潮解 就是其中含有氯化镁之故。纺织工业中用氯化 镁保持棉纱的湿度而使其柔软。
氯化钙：无水CaCl2有很强的吸水性，是常用的干燥剂。
H2 O
8.1.3 氧化物
多样性（三种氧化物）
普通氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2
-)
1s 2 2s 2 2p6
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p ) 4
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p )3
8.2 p区元素
8.2.1 p区元素概述
p区元素在周期表中的位置
P区元素的化学性质以其多样性为特点
● 唯一同时包括金属和非金属元素的一个区
● 包括 “不活泼的单原子气体—稀有气体”
● 无机非金属材料库：C—C复合材料，人造金刚石，半导 体硅，分子筛（铝硅酸盐），高能燃料（N2H4） ● 有毒的小元素群
无机化学题库12-S区元素
Ba2+有毒，但由于BaSO4________________和_______________，因此可用于消化道X射 线检查疾病时的造影剂。 10. 2 分 (1235)
a都可以和水反应生成气态产物b都可以和水反应生成一种碱性溶液c在室温条件下它们都是液体da和b21
十二、s 区元素
十二、s 区元素（109 题）
一、选择题 ( 共 25 题 ) 1. 2 分 (1201)
下列化合物用煤气灯火焰加热时，其分解产物不是氧化物、二氧化氮和氧气的是（ ）
(A) NaNO3 2. 2 分 (1202)
(A) 前者逐渐增加，后者逐渐降低
(B) 前者逐渐降低，后者逐渐增加
(C) 无一定顺序
(D) 两者递变顺序相同
4. 2 分 (1228)
有四种氯化物，它们的通式是XCl2。其中最可能是第IIA族元素的氯化物是……（ ）
(A) 白色固体，熔点低，易升华，完全溶于水，得到一种无色中性溶液，此溶液导电
性极差；
(B) Mg(NO3)2
(C) LiNO3
(D) Pb(NO3)2
电解食盐水，在阴、阳电极上产生的是………………………………………………（ ）
(A) 金属钠，氯气
(B) 氢气，氯气
(C) 氢氧化钠，氯气
(D) 氢氧化钠，氧气
3. 2 分 (1220)
Ca、Sr、Ba 的草酸盐在水中的溶解度与其铬酸盐比………………………………（ ）
(B) 绿色固体，熔点较高，易被氯化，溶于水，得到一种蓝绿色溶液，此溶液具良好 导性；
大学一年级无机化学PPT课件-第十二章-S区元素(1)
Li2O Na2O2 KO2 RbO2 BeO MgO CaO SrO
CsO2 Ba2O2
Li2O
Na2O2
Gc2-706-18.12
KO2
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。一般均形成离子化合物(除Li、Be
及Mg的卤化物外)。例如锂与氮气反应
6Li + N2 = 2Li3N
镁
与
碱土金属活泼性略差， 二
室温下这些金属表面缓
氧 化
慢生成氧化膜。它们在 空气中加热发生反应，
碳 反 应
生成氧化物和少量氮化
物(如：Ca3N2、Mg3N2)。
因此在金属熔炼中常用Li、Ca等除去溶解 在熔融金属中的氮气和氧气，在电子工业中 常用Ba除去真空管中痕量氮气和氧气，在高 温时碱金属和碱土金属还能夺取某些氧化物 中的氧，如镁可使CO2的碳还原成单质。
碱土金属单质的某些典型反应
N2 M3N2 (M = Mg)
H2O M(OH)2 + H2 (M = Ca, Sr, Ba)
MO + H2 (M = Be, Mg)
水蒸气
MX2 O2
MO2 (M = Ba), MO
M
NH3
M(NH2)2 + H2
NaOH HMO2- + H2 (M = Be)
MH2 (M = Ca, Sr, Ba)
12.2.1 物理和化学性质 Physico-chemical property
12.2.2 矿物资源和金属单质制备 Natural recourses, elementary substance abstraction
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
第12章 碱金属和碱土金属
氧化值
碱土金属元素的一些性质
Be 2s2 111 2467 1287 1.8477 1.5 905.63 1757 14849 -48.2 -1.968 +2
金属钠与水发生猛烈作用；金属钾、铷、铯遇水发生燃 烧，甚至发生爆炸。金属锂、钙和钡与水反应比较缓慢， 其原因是这几种金属的熔点较高，反应中放出的热不足以 使它们熔化成液体；另外这几种金属元素的氢氧化物的溶 解度较小，覆盖在金属固体表面，减慢了金属与水的反应 速率。
从碱金属元素和碱土金属元素的电负性和单质所在电 对的标准电极电势看，不论是在固态或在水溶液中碱金 属和碱土金属都具有很强的还原性。虽然金属锂在碱金 属单质中是相对稳定的，但由于 Li+ 的半径相当小，水 合时放出的热比金属钠等其他金属还多，因此E 最 (Li/Li) 小，锂在水溶液中的还原性相当强。
Rb 5s1 248 691 39.31 1.532 0.8 409.22 2633 46.9 -2.943 +1
Cs 6s1 265 668.2 28.44 1.8785 0.7 381.90 2230 45 -3.027 +1
价层电子组态
金属半径/pm 沸点/℃ 熔点/℃
密度/(g·cm-3) 电负性
生命必需元素Na，K和Mg，Ca 。
第一节 碱金属和碱土金属元素的单质
一、物理性质 二、化学性质
一、物理性质
碱金属和碱土金属都具有金属光泽，有良好的导电性和 延展性。除了铍和镁单质以外，其他碱金属和碱土金属都很 软，可以用刀切割。金属锂、钠和钾的密度小于 1 g·cm-3， 比水的密度小。
第十二章 s区元素(下)
件 一般的钠盐或钾盐是易溶的，一般的高氯酸盐也是 课 易 溶 的 ， 但 为 什 么 NaClO4 的 溶 解 度 不 大 ， 而 原理 KClO4更难溶？
Na+、K+、ClO4– 都是电荷少、半径大的离子，溶于水后离子
化学 水合程度不大. 故这些盐类的溶解一般都是熵增过程，有利于溶解.
溶解过程的焓变主要来自晶格能和水合能. Na+、K+、ClO4– 电
件
课 下图给出的新配合物中含有两种杂原子，由于分子结构型似地穴
，故取名穴醚 (cryptant) .碱金属阳离子的穴醚配合物比冠醚配合物更稳
理 定，甚至能存在于水溶液中. 这显然与穴醚更接近于实现对金属离子的 学原 完全包封有关.
化
京大学 2014/7/30 南
2.2.2 Crypt—K
（2）穴醚 (cryptant)
课件
下图给出的是18-冠-6，18和6分别表示环原子数和环氧原子数，
理 距离最近的 O 原子间以 -CH2-CH2- 相桥联.冠醚 与碱金属离子形成相 原 对稳定的配合物，碱金属18-冠-6配合物在非水溶液中几乎能无限期 化学 稳定存在.
京大学 2014/7/30 南
18C6—K
（2）穴醚 (cryptant)
课件 化学原理
学 大 京 南 2014/7/30 冠醚和穴醚统称为大环配位化合物 (macrocyclic coordination
compound). 作为配位体的冠醚和穴醚，不同大小、不同形状的穴腔 对碱金属阳离子具有选择性.穴醚几乎能够实现对K+和Na+离子的完 全分离，选择性可高达 105 ：1.
3 化合物 (compound)
3.1 氢化物 3.2 氧化物
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Content 12.1 概述 12.2 Properties of Alkali Metals and Alkaline-Earth Metals
(碱金属与碱土金属的性质) 12.3 Oxides（氧化物） 12.4 Hydroxides（氢氧化物） 12.5 Salts （盐类） 12.6 Coordination（配合物）
CaO 建筑材料，冶金助熔剂除杂，生产电石，化学试剂，污 水处理，造纸等。
14
第12章S区元素
HBNU-Lvyh
2.过氧化物和超氧化物
过氧化物 H2O2的衍生物，含有过氧链－O－O－，除Be外。 制法 2Na(液)+O2(干燥空气)＝Na2O2 （浅黄色） 2NaOH+H2O2(42％)＝Na2O2+H2O 应用 2Fe(CrO2)2+7Na2O2 碱性介质 4Na2CrO4+3Na2O 用于纺织纸浆的漂白，较稳定，熔融不分解，但遇棉花、 木炭等还原性物质时会爆炸，故使用时应特别小心。
熔点℃ 硬度 LM-O(pm)
BeO 2530
9 165
MgO 2852 5.6 210
CaO 2614 4.5 240
SrO 2430 3.5 257
BaO 1918 3.3 277
重质氧化镁水泥：MgO+H2O→Mg(OH)2→MgO+H2O 轻质氧化镁水泥：
5MgCl2+5Na2CO3+H2O=4MgCO3·Mg(OH)2+10NaCl+CO2 |Δ 5MgO+4CO2+H2O
NaOH常含有Na2CO3杂质，要得不含Na2CO3的NaOH溶液，可 配制NaOH的饱和溶液，Na2CO3因不溶于饱和的NaOH溶液而 沉淀析出
第一电离势kJ/mol 521 499 421 405 371
第二电离势kJ/mol 7295 4591 3088 2675 2436
电负性
0.98 0.93 0.82 0.82 0.79
标准电极电势(酸) -3.045 -2.711 -2.923 -2.925 -2.923
M+(g)水合热kJ·mol-1 519 406 322 293 264
超氧化物 NaO2 KO2，除Li、Be、Mg外，都可形成超氧化物。 Na+O2(过量) 燃烧 NaO2 K+O2 (过量) 燃烧 KO2 Rb+O2 (过量) 燃烧 RbO2 Cs+O2 (过量) 燃烧 CsO2
性质：过氧化物、超氧化物遇水和稀酸生成过氧化氢。
过氧化物、超氧化物与CO2作用放出氧气。 应用：2Na2O2＋CO2＝2Na2CO3+O2 作供氧剂
(1)锂的熔点较高，反应时产生的热 量不能使它熔化，而钠与水反应时放 出的热可以使钠熔化,因而固体锂与 水接触的表面不如液态钠大;
(2)反应产物LiOH的溶解度较小，它 覆盖在锂的表面，阻碍反应的进行。
钾与水反应
6
第12章S区元素
HBNU-Lvyh
单质的化学性质
（2）碱金属与非金属反应
碱金属在室温下能生成一层氧化物(如Na2O)，在锂的表面上， 除生成氧化物外还有氮化物(Li2O、Li3N)。钠、钾在空气中稍 微加热就燃烧(钠生成Na2O2、钾生成KO2等)，铷和铯在室温 下遇空气立即燃烧生成更复杂的氧化物。锂燃烧生成Li2O。氧 化物在空气中易吸收二氧化碳形成碳酸盐。(如Na2CO3)
1768 1460 1152
第三电离势kJ/mol 14939 7658 4942
电负性
1.57 1.31 1.00
标准电极电势(酸)
-1.85 -2.375 -2.76
标准电极电势(碱)
-2.28 -2.69 -3.02
M2+(g)水合热kJ·mol-1 2494 1921 1577
Sr 215.1 112 552 1070 4351 0.95 -2.89 -2.99 1443
碱土金属活泼性略差，室温下这些金属表面缓慢生成氧化膜。 它们在空气中加热发生反应，生成氧化物和少量氮化物(如： Ca3N2、Mg3N2)。
在高温时碱金属和碱土金属还能夺取某些氧化物中的氧如镁可 使CO2的碳还原成单质。金属应存放在煤油中。锂因比煤油的 密度小，所以将其浸在液体石蜡或封存在固体石腊中。
在空气中直接形成 正常氧化物 Li、Be、Mg、Ca、Sr、Ba 过氧化物 Na 超氧化物 Na、K、Rb、Cs
间接形成 所有碱金属和碱土金属 除Be外的所有元素 除Be、Mg、Li外的所有元素
1.正常氧化物
M(Ⅱ)(Li)+O2(空气) 燃烧 MO(Li2O) Na2O2+2Na=2Na2O 2KNO3+10K=6K2O+N2 CaCO3 Δ CaO+CO2
1
第12章S区元素
HBNU-Lvyh
12.1 概述
碱金属和碱土金属是周期表IA族和IIA族元素。
IA族包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素。它们的氧化 物溶于水呈强碱性，所以称为碱金属。
IIA族包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种金属元素。由于钙、 锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性”和“土性”(以前把粘 土的主要成分Al2O3称为“土”)之间，所以称为碱土金属，现 习惯上把铍和镁也包括在内。钫和镭是放射性元素。钠、钾、 钙、镁和钡在地壳内蕴藏较丰富，它们的单质和化合物用途较 广泛。
熔融的氢氧化钠腐蚀性很强，工业上熔化氢氧化钠一般用铸
铁容器，在实验室可用银或镍的器皿。
所有碱金属氢氧化物均易溶于水（除LiOH外）。碱土金属氢
氧化物的溶解性要小些，Ca(OH)2微溶，半径大溶解度小。
16
第12章S区元素
HBNU-Lvyh
氢氧化物的酸碱性
LiOH 中强碱
Be(OH)2 两性
NaOH 强碱
阴极
阳极
11
第12章S区元素
HBNU-Lvyh
单质的制备－K
2.热还原法 热还原法一般采用焦炭或碳化物为还原剂
K2CO3+C 1473K 2K+CO 2KF+CaC2 1273-1423K CaF2+2K+2C 3.金属置换法
钾、铷和铯常用强还原性的金属如：Na、Ca、Mg、Ba等在 高温和低压下还原它们氯化物的方法制取，例如：
Li+的特殊性 标准电极电势最低，原因是半径特小，水合热较 大。可从热力学上作详细分析（见这289页）
3
第12章S区元素
HBNU-Lvyh
碱土金属基本性质
性质
Be
Mg
Ca
原子半径/pm
111.3 160 197.3
离子半径/pm
35
66
99
第一电离势kJ/mol
905 742 593
第二电离势kJ/mol
碱金属和碱土金属均可溶于液氨形成深兰色溶液 碱金属 M(s)+(x+y)NH3=M+(NH3)x+e-(NH3)y 碱土金属 M(s)+(x+2y)NH3=M2+(NH3)x+2e-(NH3)y
不稳定，在过渡金属化合物的催化下可分解 Na+(NH3)+e-(NH3)y 铁的氧化物 NaNH2(NH3)+½ H2
离子势φ＝Z+/r+ (φ)½
<7
ROH 碱性
7-10 两性
>10 酸性
r+/nm (φ)½ 酸碱性
NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3
0.102 0.072 0.053
3.13 5.27
7.49
强碱 中强碱 两性
H2SiO3 0.040
10 弱酸
H3PO4 0.038 11.5 中强酸
H2SO4 HClO4 0.029 0.027 14.4 16.1 强酸 最强酸
KCl+Na＝NaCl+K↑ 2RbCl+Ca＝CaCl2+2Rb↑ 2CsAlO2+Mg＝MgAl2O4+2Cs↑ 4、热分解法
KCN＝4K+4C+N2 MN3＝2M+3N2（M=Na,K,Rb,Cs）
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第12章S区元素
HBNU-Lvyh
12.3 氧化物 主要有三种类型的氧化物：正常氧化物、过氧化物、超氧化物
Ba 217.3 134 564 971 3575 0.89 -2.90 -2.97 1305
Be2+的特殊性 有一定程度的共价性，原因是半径特小，水热较 大。如BeCl2分子。
4
第12章S区元素
HBNU-Lvyh
1.单质的物理性质
碱金属密度、硬度小、熔点低、导电性强。碱土金属的密度、 熔点和沸点则较碱金属为高。高能电池 生命元素 铯原子钟
金属钠
金属钙
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第12章S区元素
HBNU-Lvyh
2.单质的化学性质
（1）与水反应
锂在与水反应中不熔化，钠、钾与水的反应剧烈，钾产生的氢气 能燃烧，铷、铯与水剧烈反应并发生爆炸铍能与水蒸气反应，镁 能将热水分解，而钙、锶、钡与冷水能比较剧烈地反应。
根据标准电极电势，锂的活泼性应比铯更大，但实际上与水反应 不如钠剧烈。这是因为：
石盐KCl
天然芒硝Na2SO4·10H2O
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第12章S区元素
HBNU-Lvyh
碱土金属的存在形式 碱土金属除镭外在自然界中分布也很广泛。水中含有大量镁 的氯化物和硫酸盐，世界镁产量有一半以上来自海水。
绿柱石3BeO·Al2O3·6SiO2