无机化学教学课件 12章 s区元素
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高淑娟大连理工大学无机化学课件第12章-s区元素
和O2,S,H,N2,X2等反应，空 气中易氧化
强
Ca与水 的反应
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
• 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。
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
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
电负性 1.57
Mg 743.94 1.31
Ca 596.1 1.00
Sr 555.7 0.95
Ba 508.9 0.89
是化学活泼性很强的金属元素；
两个族中从上到下，元素的第一电离 能和电负性依次降低；
最活泼的金属是铯。
2019/8/10
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第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
铌 钼 锝ns1钌~n铑s2 钯 银 镉
Ga 镓 In 铟
Ge 锗 Sn 锡
As 砷 Sb 锑
Se 硒 Te 碲
Br 溴 I 碘
Kr 氪 Xe 氙
从 IA 族到 IIA 族 6
Cs Ba Lu 铯钡镥
Hf 铪
Ta 钽
W 钨
Re Os 铼锇
Ir 铱
Pt Au Hg Tl 铂金汞铊
2019/8/10
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§12.2 s区元素的单质
(the Elementary Substances of s-Block Elements)
强
Ca与水 的反应
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
• 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。
第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
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
电负性 1.57
Mg 743.94 1.31
Ca 596.1 1.00
Sr 555.7 0.95
Ba 508.9 0.89
是化学活泼性很强的金属元素；
两个族中从上到下，元素的第一电离 能和电负性依次降低；
最活泼的金属是铯。
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第十二章 s区元素
§12.2 s区元素的单质
Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
铌 钼 锝ns1钌~n铑s2 钯 银 镉
Ga 镓 In 铟
Ge 锗 Sn 锡
As 砷 Sb 锑
Se 硒 Te 碲
Br 溴 I 碘
Kr 氪 Xe 氙
从 IA 族到 IIA 族 6
Cs Ba Lu 铯钡镥
Hf 铪
Ta 钽
W 钨
Re Os 铼锇
Ir 铱
Pt Au Hg Tl 铂金汞铊
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§12.2 s区元素的单质
(the Elementary Substances of s-Block Elements)
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
第十二部分s区元素教学-资料
13 族和 14 族元素的氢化物 B2H6、AlH3、GaH3、 SiH4 与水作用时放出氢气：
S iH 4 + 4 H 2 O H 4 S iO 4 + 4 H ↑2
14 族和15 族元素的氢化物 CH4、GeH4、SnH4、
无机化学 PH3、AsH3、SbH3 与水不发生任何作用；NH3 溶于水
离子型氢化物都能与水反应，放出氢气。反应 活性由锂到铯、由钙到钡依次增大。氢化钙的反应 活性远不如氢化锂。氢化钙与水温和地发生反应， 氢化锂、氢化锶、氢化钡则与水猛烈地发生反应， 而氢化钠、氢化钾、氢化铷、氢化铯则与水极为剧
无机化学 烈地发生反应。氢化钠与水反应放出的大量热能使
产生的氢气燃烧，氢化铷和氢化铯甚至可以在干燥 的空气中燃烧。
高温下用焦炭还原水蒸气制取氢气：
1000℃
H 2O +C催化剂 H 2+C O 在野外工作时，常用氢化钙与水作用制取氢气：
C a H 2 + 2 H 2 OC a (O H )2 + 2 H 2 ↑ 也可以用硅与氢氧化钠溶液作用制取氢气：
S i+ 2 N a O H + H 2 ON a 2 S iO 3 + 2 H 2 ↑
才有
1个
3 1
H
原子。
D2O 称为重水，在原子能工业中大量地用作核
反应堆的减速剂和冷却剂，也用于制造氢弹的装料
──氘或氘化锂。重水还用于合成氘的各种标记化
合物。
氢气是一种无色无味的气体，在 0 ℃、101.325 kPa 下密度为 0.090 g·L-1，约为空气密度的 1/14。氢 气在水中的溶解度很小，0 ℃ 时 1 L 水仅能溶解 20 mL 氢气。
无机化学s区和p区元素ppt课件
氢卤酸的还原能力依HI>HBr>HCl>HF的次序减弱。
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7.2.3 卤化物
除了氮、氖和氩外，周期表中所有元素都能与其生成 卤化物。 •金属卤化物： 电负性小的活泼金属与卤素形成的卤化物多为离子型化 合物；电负性大的金属与卤素形成的多为共价型化合物。 不同氧化态的某一金属：FeCl2显离子型;FeCl3显共价型 7.2.4 卤素的重要含氧酸 除氟外，其余卤素几乎均可形成含氧酸及其盐，例如氯 的+1、+3、+5、+7的含氧酸及其盐，溴、碘类似。 通式：HXOn: n=1,2,3,4;(X:氯，溴，碘) 未见HIO2 次卤酸，亚卤酸，卤酸，高卤酸
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溶解性 碱金属盐大多易溶于水，并且在水溶液中完全电离，例 外有LiF、Li2CO3和等； 钠盐的吸湿性比钾盐强，因此分析化学中所用的基准物 质多是钾盐； 碱土金属盐：大多数碱土金属盐溶解度小； CaC2O4是钙盐中溶解度最小的,常用作定量分析; 钡餐:BaSO4+Na2SO4溶液中的糊状物(可溶性钡盐对人体 有毒)。
无机化学s区和 p区元素
7.1 碱金属和碱土金属化合物
Ca,Sr,Ba 碱性 “土性”： 氧化物难 溶于水
S区元素在周期表中的位置
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7.1.1 碱金属和碱土金属通性
有金属光泽，密度小，硬度 小，熔点低、导电、导热性好 的特点; 锂和铍由于原子半径小,而且 次外层为2电子构型,所以在同 族元素中熔点和沸点最高; 铯失电子的倾向很大,受光照 射金属表面的电子逸出(光电效 应),因此常用铯(也可有钾铷)来 制造光电管.
O -3
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过氧化物(O22-)： Na2O2常见 2Na+O2→ Na2O2
第十二章s区元素ppt课件
(ⅡA): ns2
减 电 加 金锂 原 lithium
小离 强属 子
能 性钠 半 sodium
、 电
、复钾
径 增potassium
负 性
原性铷 大rubidium
铯 caesium
铍 beryllium
镁 magnesium
钙
calcium
锶
s钡trontiumbarium
钫 francium
镭
radium
Gc2-704-18.8
Li
Na
K
Rb Cs
Gc2-711-18.14
图片
Be Mg Ca Sr
Ba
单质的物理性质: 有金属光泽 密度小 硬度小 熔点低 导电、导热性好
Gc2-705-18.9 图片
s区单质的熔点变化
单质的化学性质 1 与氧、硫、氮、卤素反响，构成相应的化合物
单质在空气中熄灭，构成相应的氧化物：
原子半径减小 金属性、复原性减弱 电离能、电负性增大
为什么会有以下这些通性？
● 都是最活泼的金属 ● 同一族自上而下性质的变化有规律 ● 通常只需一种稳定的氧化态 ● 构成的化合物大多是离子型的
锂的特殊性
Θ
E Li+/Li特别负，为什么?
Θ
E Li+/Li = －3.05v E Na+/Na= －2.72v
顺序大体是按世界年产量大小陈列的，表示不出 排序较后元素在某些特定运用领域的重要意义。
金属锂
1. 制造氢化锂、氨化锂和合成有机锂化合物，后者用做 2. 有机化学中的复原剂和催化剂；
2. 制造合金Al-Li(含锂3 % ),因质量轻和强度大而用于空 3. 间飞行器； 4. 制造高功率长效电池〔用于手表、计算机、心脏起搏 5. 器等〕； 6. 同位素(在天然锂中约占７.５%)受中子轰击产生热核 7. 武器的主要原料氚：
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；
09第十二章s区元素
Na2O2 + 2Na = 2Na2O 2KNO3 +10K = 6K2O +N2
与氧气反应一般生 成氧化物。 18
性质：
Li2O——Cs2O 热稳定性↓
熔点高，BeO和MgO做耐火材料。
CaO(s)+H2O(l) = Ca(OH)2(s) 放热
19
(二) 过氧化物 除Li、Be外，碱金属、碱土金属都能生成过
如：2Na +2H2O = 2NaOH + H2↑ Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑
Na与水猛烈作用; K、Rb、Cs遇水发生燃烧,甚至 爆炸; Li、Ca、Sr、Ba与水反应较缓慢 。
2Na + 2NH3(l) = 2NaNH2 + H2↑ p306-1(1) 13
与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H2（g） K
应用: 可溶性的钡盐有毒，致死剂量0.8克。 四、焰色反应
碱金属及Ca，Ba，Sr的挥发性化合物在无色火 焰中灼烧时，产生的火焰具有特征的颜色。
应用: 鉴定离子；
M(NO3)2 , KClO3，S粉制信号弹；
硝酸盐、氯酸盐、镁粉、松香、火药制焰火。 25
焰色反应
Li 红色 Na 黄色 K ,Rb,Cs 紫色
Li
Na
Ca
14
过氧化物 超氧化物
15
Li2O
Na2O2
KO2
16
Mg
17
3.单质的还原性 电对的标准电极电势小,为强还原剂。
第三节 碱金属和碱土金属元素的化合物
一、
氧化物
(一) 正常氧化物
正常氧化物 -2 过氧化物 -1 超氧化物 -1/2
09 第十二章 s区元素
烃类热裂解: 烃类热裂解: CH4(g) → C + 2H2(g)
1273K ,催化剂
6
第二节
碱金属和碱土金属元素概述
ns1
+1
ns2 +2
价层电子 氧化值
7
Ei,n:电离能 Eea:电子亲合能 E0:标准电极电势 电离能 电子亲合能 标准电极电势
8
Ei,n:电离能 Eea:电子亲合能 E0:标准电极电势 电离能 电子亲合能 标准电极电势
21
白色晶体,易吸水潮解. 白色晶体,易吸水潮解. 二,氢氧化物 氢氧化物易溶, 较小. 溶解度: 碱金属氢氧化物易溶 碱土金属s较小 溶解度: 碱金属氢氧化物易溶,碱土金属 较小.
中强碱
溶解度,碱性都依次增大 溶解度,
两性 中强碱
溶解度, Be(OH)2 , Mg(OH)2 难溶 溶解度,碱性都依次增大
焰色反应
Li
红色 图
Na 黄色
Cpp-262
K ,Rb,Cs 紫色
Ca 橙红色 Sr
洋红
Ba
绿色
26
第五节 锂,铍的特殊性和对角线规则 1,锂,铍的某些特性 , 单质:熔点,沸点,硬度分别远高于同族其他元素 分别远高于 单质:熔点,沸点,硬度分别远高于同族其他元素 导电性相对较 相对较弱 导电性相对较弱 锂化合物: 水合能大, ° 锂化合物:Li+的水合能大,E°(Li+/Li)反常低 反常低 铍化合物:BeCl2为共价化合物 为共价化合物 铍化合物: Be(OH)2+2NaOH =Na2[Be(OH)4]
2 2 2 2
工业制法: 电解饱和食盐水 工业制法: 电解饱和食盐水 制法 2 H2O + 2e- →H2↑+ 2OH2Cl--2e → Cl2↑ 阳极
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
无机化学课件：s区元素2017
总H焓2θ变/ k△JH• mmo/kl J1•mol-1
θ θ
（计算值） / V（实验值） /V
Li
150.5
520.1 -514.1 163.1 -454.5 -291.4 -3.02 -3.0401
Na
109.5
495.7 -413.8 197.3 -454.5 -275.2 -2.67 -2.71
保持在较小的数值。不难预料随Pk变小,ΔrGm向负值的方向 变动,有利于反应向右进行。
5.2.3 用途概述
两族元素金属和化合物的重要性可排出如下顺序：
金 属: Na＞＞ Li ＞K ＞ Cs ＞ Rb Mg ＞＞ Ca ＞ Be ＞ Ba ＞ Sr
化合物: Na ＞ K ＞＞ Li ＞＞ Cs ＞ Rb Ca ＞＞ Mg ＞＞ Ba ＞＞ Sr ＞ Be
● 碱金属的液氨溶液比纯溶剂密度小
● 液氨中随 C(M) 增大，顺磁性减少
(2e
e22- )
钠溶于某些干燥的有机溶剂（如醚）也会产生溶剂合
电子的颜色.
用钠回流干燥这些溶剂时，颜色的出现可看作溶剂
处于干燥状态的标志。
Question 4
金属钠与水、液氨、乙醇的
反应有何不同？
Solution
2 Na(s) + 2 H2O(l)
5.1 概述 Generalization
碱金属 (alkalin metals) 碱土金属 (alkalin earth
(ⅠA): ns1
metals)
(ⅡA): ns2
电 金 原 锂 lithium
离属子
能性半 、、径
钠
sodium
电还增 负原大
钾
potassium
无机化学PPT课件 元素化学 s区元素 p区元素 d区元素 ds区元素
第 三 部 分 元 素 化 学•熟悉元素性质与电子层结构的关系 •掌握单质和重要化合物的性质•了解它们在医药中的应用结束无机化学 2014/12/1 §12-15 : 2从上到下 半径增大 电离能减小 电负性减小第一节 s 区元素概述第十一章 s 区元素ⅠA ns 1 Li Na K Rb Cs ⅡA ns 2 Be Mg Ca Sr Ba碱金属 碱土金属从左到右，半径减小电离能增大 电负性增大除Li 和Be 外，多数金属形成离子化合物。
p273结束 无机化学 2014/12/1 §12-15 : 7NaHCO 3：小苏打，用于治疗胃酸过多和酸中毒； CaCO 3： 珍珠、钟乳石、贝壳的主要成分；Na 2SO 4·10H 2O : 中药称芒硝或朴硝，作缓泻剂； Na 2SO 4 ：中药称玄明粉或元明粉，作缓泻剂； BaSO 4: 重晶石，难溶于水、酸、碱，能强烈吸收X 射线，因无毒用作胃肠造影剂之“钡餐”； BaCl 2：剧毒（致死量0.8g ）。
CaSO 4·2H 2O 生石膏，内服清热泻火； CaSO 4· H 2O 熟石膏(煅石膏, 烧石膏)粉末遇水膨胀硬化，石膏绷带，外敷治疗烫伤疥疮等。
MgSO 4·7H 2O ：又称泻盐，作缓泻剂。
四、重要的盐类 p28112结束无机化学 2014/12/1 §12-15 : 8 五、对角线规则 p282在周期表s 区和p 区，某元素与左上方或右下方的元素及其化合物的性质相似。
例如：Be 和Al 的还原性相近； Be(OH)2和Al(OH)3 均为两性；例如：LiCl,、MgCl 2 都是共价化合物； LiOH 、Mg(OH)2都是中强碱，微溶于水Li Be B C Na Mg Al Si结束 无机化学 2014/12/1 §12-15 : 9VIIA 族 n s 2n p 59F 17Cl 35Br 53I 85At一、卤族元素的通性 (p284)（1） 是非极性分子，难溶于水，易溶于有机溶剂及碘化钾溶液中：KI + I 2 = KI 3 碘酒(碘酊)（p306习题3） F 2→I 2 的熔点、沸点、密度增大。
大学无机化学第十二章 S区元素
N2
O2
MO2 (M = Ba), MO
H2O
M
NH3
M(NH2)2 + H2
水蒸气
MO + H2 (M = Be, Mg)
NaOH
HMO2- + H2 (M = Be)
MH2 (M = Ca, Sr, Ba)
3. 焰色反应
12.2.2 s区元素的存在和单质的制备
均以矿物形式存在： 钠长石： NaAlSi 3O8
I1
+,g) +,aq ) = △ (M H (M + I + fHm △ △subHm h m 1
+,g) +,aq ) = △ (M H (M + I + fHm △subHm △ h m 1
Li
Na
107.32 502.04
K
89.24 425.02
Rb
80.88 409.22
(2e e )
22
如果液氨保持干燥和足够高的纯度（特别是没有过渡金 属离子存在），溶液就相当稳定. 钠溶于某些干燥的有机溶剂（如醚）也会产生溶剂合电 子的颜色.
用钠回流干燥这些溶剂时，颜色的出现可看作溶剂处于 干燥状态的标志.
碱 金 属 单 质 的 某 些 典 型 反 应
M3 P M3N (M = Li) P N2 X2 MX （X = 卤素） M2 S M2O （M = Li, Na） M2O2 （M = Na, K, Rb, Cs） MO2 （M = K, Rb, Cs）
3．贵金属：这类金属包括金，银和铂族元 素(锇、铱、铂、钌、铑和钯).
4．准金属：一般指硅、硒、碲、砷、硼. 5．稀有金属：通常是指在自然界中含量很 少(但不绝对，如Ti为0.45％，在元素中 占第十位)，分布稀散、发现较晚，难以 从原料中提取的或在工业上制备和应用 较晚的金属。
《S区元素》PPT课件 (2)
钴亚硝酸钠
亮黄色沉淀
整理ppt
33
• Ca2+：
C a 2 C 2 O 4 2 C a C 2 O 4
白色沉淀
• Ba2+：
B a 2 C rO 4 2 B a C rO 4 黄色沉淀
B a2S O 42 B a S O 4
白色沉淀
整理ppt
34
硬水及其软化
Ca(3)H 2 C C Oa3 C H 2O C O 2
生成配位氢化物
强还原
4L A iH 3 l C 乙 醚 lLi[4]A 3lL HiCl性于，有用机
Li4 A 4l2 O H Li整 O 理A ppt H l(3 O 42 H H)
合成
24
13.3.2 氧化物
形成三类氧化物 正常氧化物(O2-) 1s22s22p8
σ σ σ π 过氧化物(O22-) K (2 K s)2 (* 2 s)2 (2 p )2 (2 p )4 (* 2 p )4
• 碱金属多以卤化物和硅铝盐形式存在。 明矾石:
K(A 3(整S 理lp4 pt)O O 23)2 H O
11
橄榄石：Mg2SiO4
硬玉：NaAl(SiO3)2
钾长石: K Al3S O8i 钠长石: NA a l3O S8i
整理ppt
12
光卤石:
KC Ml2 g6 C 2 H O l 锂辉石: LiAl(SiO3)2
整理ppt
39
13.4.2 铍的特殊性
铍及其化合物的性质和ⅡA族其它元素及其化合物 也有明显的差异。
★ 铍的熔点、沸点比其它碱土金属高，硬度也其它 碱土金属中最高的，但却有脆性。
★ 铍的电负性较大，有较强的形成共价键的倾向。
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Li+/Li
-3.04
Be2+/Be
-1.97
Na+/Na
-2.71
Mg2+/Mg
-2.36
K+/K
-2.93
Ca2+/Ca
-2.84
Rb+/Rb
-2.92
Sr2+/Sr
-2.89
Cs+/Cs
-2.92
Ba2+/Ba
-2.92
锂电对的数值乍看起来似乎反常，这个原子半径最小、电离
能最高的元素倒成了最强的还原剂.显然与其溶剂化程度（水合
M( N s 3H ()l)M (am )e(am )
碱金属在液氨中的溶解度 (-35℃)
碱金属元素 M
Li Na K Rb Cs
溶解度/ (mol ·L-1)
15.7 10.8 11.8 12.5 13.0
有趣的是，不论溶解的是何种金属，稀溶液都具有同一吸收波 长的蓝光.这暗示各种金属的溶液中存在着某一共同具有的物种.后 来实验这个物种是氨合电子，电子处于4~6个 NH3 的 “空穴” 中.
大气圈：O2、N2、CO2、稀有气体
地 壳
水圈：O、H、Cl、Na、Mg
岩石圈：Si、O、H、金属
元 素 单
气态：AHr2、、KN2r、、OX2e、（C11l2种、）F2、He、Ne、
质 （
液态：Hg、Br2（2种）
常 温
固态：剩余大多数 a
3
）
a
4
a
5
人体中的元素
必 需 元
宏量元素：11种，占99.95%，其中主要为 O、C、H、N，占96%
第三，由于钾变成蒸气，可设法使其不断离开反应体系，让 体系中其分压始终保持在较小的数值.不难预料随Pk变小， D r Gm 向负值的方向变动，有利于反应向右进行.
MH2 (M = Ca, Sr, Ba)
a
24
12-1-3 金属单质的制备
Li
Be 熔盐电解法
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
金属热还原法
电解含58~59% (CaCl2) 的熔融 NaCl:
2Cl-
Cl2 +2e-
2 Na+ + 2 e-
2 Na
2 NaCl(l)
2 Na (l) + Cl2(g)
m.p./K MOH 在水中的 溶解度/(mol·L-1)
453.69 370.96 336.8 312.04 301.55 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8
a
16
Question 3 Li 的 Eө值为什么最负？Be 的 EӨ 值最小？
S 区金属元素相关电对的标准电极电势 Eq(Ox/Red) (单位：V)
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 和 NaO2的DG 分别是
-是37哪6 k一J·个m.o例l-1,如-4，30NkaJ生·m成olN-1和a2O–3、89N.a22O2
2．了解主要元素的矿物资源及单质的制备方法 ，特别注意 钾和钠制备方法的不同；
3．了解s区元素的氢化物、氧化物、氢氧化物的性质，特别 注意氢氧化物的碱性变化规律；
4．了解 s 区元素的重要盐类化合物，特别注意盐类溶解性 的热力学解释；
5．会用离子极化理论解释碳酸盐分解规律； 6．了解对角线规则和锂、铍的特殊性.
元 素 Li
Na K
Rb
Cs
Ca
Sr
Ba
颜 色 深红 黄 紫 红紫 蓝 橙红 深红 绿
波 长 / nm 670.8 589.2 766.5 780.0 455.5 714.9 687.8 553.5
(4) 与液氨的作用 碱金属与液氨的反应很特别，在液氨中的溶解度达到了超出人
们想象的程度. 溶于液氨的反应如下：
实验依据 ● 碱金属的液氨溶液比纯溶剂密度小 ● 液氨中随 c(M) 增大，顺磁性减少
(2e e22-)
如果液氨保持干燥和足够高的纯度（特别是没有过渡金属离子存
在），溶液就相当稳定.
钠溶于某些干燥的有机溶剂（如醚）也会产生溶剂合电子的颜色.
用钠回流干燥这些溶剂时，颜色的出现可看作溶剂处于干燥状态
的标志.
a
8
12-1 金属单质 simple substance
12-2 含氧化合物 compound contained oxygen
12-3 盐类
salts
概述 (generalization)
碱金属 (alkalin metals) (ⅠA): ns1
电金原 离属子 能性半 、、径 电还增 负原大 性性 减增 小强
3. 3. 晶格能又正比于阴、阳离子电荷的乘积，反比于阴、阳离 子的距离. 这样就要求阴、阳离子具备一定的 “匹配” 条件， 产生最好的能量效应. 此即所谓的“大-大，小-小”规则. 请参 看第二章有关内容.
a
14
(2) 与水作用 ●碱金属被水氧化的反应为:
2 M(s) + 2 H2O (l) → 2 M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g) 钠和钠下方的同族元素与水反应十分激烈，过程中生成的氢气能自燃. 金属钠与水的反应在实验室用于干燥有机溶剂，但不能用于干燥醇！
a
21
Question 4
金属钠与水、液氨、甲醇 的反应有何不同？
2 Na(s) + 2 H2O(l)
Na+ (aq) + 2 OH- (aq) + H2(g) ↑
2 Na(s) + CH3CH2OH(l)
2 CH3CH2ONa(l) + H2(g) ↑
Na(s) + (x+y) NH3 (l)
Na+(NH3) x + e- (NH3) y
Li
Na
K
●碱土金属被水氧化的反应为:
M(s) + 2 H2O (l)→ M+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g) 钙、锶、钡与水的反应远不如相邻碱金属那
样剧烈，镁和铍在水和空气中因生成致密的氧
化物保护膜而显得十分稳定.
Ca
Question 2
锂的标准电极电势比钠或钾的标准电极 电势小，为什么 Li 与水反应没有其它金属
反应制备金属钾？
熔融
KCl + Na
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.
(阴极)
(阳极)
可利用Ellingham 图进行判断
加 ●
C降aC低l2熔的点作，用减(助少熔液剂Na，挥fl发ux)
● 混合盐密度增大，液Na浮在熔盐表面，
易于收集
a
25
Question 5
金属钾能否采用类似 制钠的方法制备呢？
结论是不能采用同类方法. 其原因是： ● 金属 K 与 C 电极可生成羰基化合物 ● 金属 K 易溶在熔盐中，难于分离
素 微量元素：15种，<1%
有毒元素：Cd、Hg、Pb（剧毒），Be、Ga、In、 Tl、Ge、Sn、As、Sb、Bi、Te
未确定元素：33种
a
6
S区元素在周期表中的位置
a
7
本章教学要求
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；
lithium
sodium potassium rubidium
caesium
碱土金属 (alkalin earth metals) (ⅡA): ns2
beryllium
magnesium calcium strontium
barium
francium
radium
原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大
kJ·mol-1, 因此燃烧产物就是 Na2O2 .
2. DG 的大小则由 DrGm= Dr Hm-T D r Sm 决定. 其中熵变一般对 D由G设的计贡的献B比o较rn小-H，abeDrG循的环大来小决主定要. 由而D循r环H中m来的决晶定格.能D 值r H的m则大要小 对整个反应能否进行及产物稳定性关系重大.
第12 章 碱金属和碱土金属
Chapter 12 Alkali Metals and Alkaline-earth Metals
原子的起源和演化
1 宇宙之初 2 氢燃烧、氦燃烧、碳燃烧 3 α过程、e过程 4 重元素的诞生 5 宇宙大爆炸理论的是非
a
2
元素通论
112种元素，94种存在于自然界，人体中含60多种。
● 金属 K 蒸气
易从电解槽 逸出造成易 燃爆环境
Na N2
排泄阱 NaCl 渣 热热
不锈钢环
熔融 KCl(1550F)
N2 Na 蒸气
Na NaCl 渣 热热(1620F)