09第九章s区元素概述

§9-3 氧化物和氢氧化物
一、氧化物 Na2O2＋2H2O＝H2O2＋2NaOH 2H2O2＝2H2O＋O2↑ 2MO2＋2H2O＝O2＋H2O2＋2MOH 2MO3＋2H2O＝2O2＋H2O2＋2MOH M2O+CO2 = M2CO3 与CO2反应 强氧化性 2M2O2+CO2==2M2CO3+O2
2M(熔化)＋H2=2MH M(熔化)＋H2=MH2 H－ ＋Ｈ2O=H2+OH—
§9-2 单质的化学性质
3、与水和空气的反应 、
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ Li反应时由于产物溶解度小而吸 附在金属表面上，使反应缓慢进 行。
§9-3 氧化物和氢氧化物
离子型氢化物都是强还原剂，在水中水 释放出氢气： TiCl4＋4NaH＝Ti＋4NaCl＋2H2 LiH ＋H2O＝LiOH＋H2↑ CaH2＋2H2O＝Ca(OH)2＋2H2↑
第九章
s区元素概述
内容提要
本章重点讨论s区元素 的 通行、单质、氧化物、氢氧化 物、盐类等的化学性质，最后 学习对角线规则。
第九章
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
S区元素
11Na 12Mg 19K 37Rb 38Sr 87Fr 88Ra 20Ca
s区元素
3Li
4Be
55Cs 56Ba
ⅤA ⅥA ⅦA 0 P区元素 2He 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn
小于Na2CO3，NaCl的溶解度随温度的变化不大。难溶盐的 种类以较多。
２、吸湿性 钠盐的吸湿性比相应的钾盐强，因此在分
析上一般用钾盐作标准试剂，如作标定用的邻苯二甲酸氢 钾，重铬酸钾等。
３、结晶水 钠盐之所以溶解度大，吸湿性强，很大的
一个因素是它溶易形成结晶水合物，如Na2SO4·10H2O， Na2HPO4·12H2O，Na2S2O3·5H2O等。
2-
过氧化物 Na2O2、 BaO2 ¨ ¨ :O —O: ¨ ¨ 抗磁性
2-
超氧化物
臭氧化物
MO2 (M = K、 MO3 (M=K、 Rb、Cs) Rb、Cs)
• • •
:O—O: ¨ ¨ 顺磁性
-
O
O
3 5
O
顺磁性
§9-2 单质的化学性质
２、与氢气反应
除Bｅ、Mg外在高温下直接与氢气作用生成离子型氢化物
§9-4 盐类
碱土金属的卤化物（氟化物除外）， 其它盐多难溶：
碳酸盐：都难溶 硫酸盐：以BaSO4最难溶，MgSO4易溶 草酸盐：以CaC2O4的最小，它是所有钙盐中 溶解度最小的。 铬酸盐：除铬酸镁易溶外，其他的难溶。
凡难溶弱酸盐都易溶于酸。
§9-4 盐类
１、溶解性 钠盐溶解度较特殊的是，NaHCO3的溶解度
与水反应
4MO2＋2CO2＝2M2CO3＋3O2
Cr2O3+3Na2O2==2Na2CrO4+Na2O MnO2+Na2O2==Na2MnO4
§9-3 氧化物和氢氧化物
碱土氧化物 氧化剂 漂白剂 供氧剂
碱土金属的BeO,MgO具有很高的熔点和硬 度， 用于制耐火材料和金属陶瓷。CaO俗 称石灰或生石灰，作建筑材料，也用做干 燥剂，炼钢工业上用于除去Si、P杂质。 过氧化物、超氧化物、臭氧化物都是 强氧化剂。 由于它们的强氧化性，可用于纸张、 织物等的漂白剂 利用它们与二氧化碳反应生成氧气的 性质作为潜水、登山、高空作业的供 氧剂 过氧化钡常用于爆破作业上作强火 剂
§9-1 s区元素概述
第IA族包括锂、 钠、钾、铷、铯 和钫六种元素， 由于它们的氢氧 化物都是易溶于 水的强碱，所以 称它们为碱金属 元素。其中钫是 放射性元素。
ⅠA
ⅡA
Li
Be
Na
K
Mg
Ca
Rb
Cs
Sr
Ba
Fr
Ra
第IIA族包括铍、镁、钙、 锶、钡和镭六种元素， 由于钙、锶和钡的氧化 物在性质上介于“碱性 的”碱金属氧化物和 “土性的” 难熔的氧化 物Al2O3之间，所以称它 们为碱土金属。现在习 惯上把铍和镁也包括在 内，统称为碱土金属元 素。其中镭是放射性元 素。
§9-3 氧化物和氢氧化物
2.2<

<2.2时： 金属氢氧化物属碱性；
<3.2时： 金属氢氧化物属两性；
>3.2时： 金属氢氧化物属酸性
同一主族的金属氢氧化物，从上到下碱 性增强； 同一周期的金属氢氧化物，从右到左碱 性增强。
§9-4 盐类
一、晶型
碱金属和碱土金属离子型晶体大多数为NaCl型和CsCl型
§9-4 盐类

三、含氧酸盐的热稳定性
由于碱金属的原子半径在同 周期元素中最大,离子的极化能力 最弱,因此碱金属盐是最稳定的盐。 只有锂的盐稳定性较差。碱土金 属盐的稳定性比碱金属盐差，同 族元素随原子半径增大稳定性增 强。
§9-4 盐类
硝酸盐的分解：
4LiNO3===2Li2O+4NO2↑+O2 ↑
§9-1 s区元素概述
物理性质
碱金属具有密度小、硬度小、熔沸点低、升 华热低、导电性强等特性。密度最小的金 属元素是Li，其次是K、Na。Li的密度只有 水的一半，可以浮在煤油上。 碱金属可以用小刀切割，具有金属光泽，但 很快会被氧化而失去光泽 。
§9-1 s区元素概述
成键特征
1、以离子键为主，ⅠA族是离子键特征最强 的元素，其次是ⅡA族； 2、可以形成共价化合物的元素是：Li、Be、 Mg等，气态的Na2、Cs2也是共价分子。
§9-5锂、镁的特殊性和对角线规则
在周期表中，在第二周期和第三周期元素中，处于对 角线位置上的三对元素：Li—Mg、Be—Al、B—Si，它们 的性质具有相似性。这种相似性称为“对角线规则”。
Li Be 因为处于对角线上的元素， 具有相近的离子势Z/r和电负性， Na Mg 对于相同的阴离子具有相似的极化 能力，因而表现出相似的化学性质。
碱土金属 仍是活泼 性相当强 的金属元 素，也是 强还原剂，
§9-1 s区元素概述
碱金属和碱土金属原子的最外层电子排布分 别为:ns1和ns2,这两族 元素构成了周期系的s区元 素。它们的次外层具有稀有气体原子式的稳定的 电子层结构， 对核电荷 的屏蔽作用较大，所碱金 属元素的第一电离势在同一周期中为最低。 碱金属元素的原子很容易失去一个电子而呈 +1氧化态，因此碱金属是活泼性很强的金属元素。 它们不会具有其它氧化态。碱土金属元素的原子 很容易失去二个电子而呈+２氧化态。
§9-2 单质的化学性质
单质的物理性质
碱金属特殊物理性质： 密度小 钾钠保存于煤油中，锂保存于蜡中。 硬度小 用小刀可以切割它们。 熔沸点较低 随原子量的增大而降低。 导电性强 Cs、Rb用于作光电材料。 碱土金属的物理物质： 密度较小但硬度大 镁和铍用于制轻质合金，如镁 铝合金和电子合金，用于制造飞机部件，铍铜合金具有 强度大，硬度高弹性好等优点。碱土金属的导电性最好 的是镁和钙，其它的导电能力较差。
引火剂
§9-3 氧化物和氢氧化物
二、氢氧化物
物理性质
颜色和状态 熔点(K) 溶解性 mol· l-1
碱金属的氢氧化物对皮肤和纤维有强烈 的腐蚀作用，所以又称为荷性碱。 碱金属和碱土金属的氢氧化物均为 白色固体。 碱金属氢氧化物的熔点较低： LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 723 591 633 574 545 碱土金属氢氧化物在熔点前脱水分解 LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 8×10-6 5×10-4 1.8×10-2 6.7×10-2 2×10-1
第九章
s区元素
学习要求 ★ 掌握s区元素的电子构型与性质递变规 律性的关系。 ★ 掌握s区元素的氧化物类型和性质及氢 化物的性质。 ★ 掌握s区元素氢氧化物的碱性及其变化 规律。
第九章
s区元素
教学内容
§9-1 S区元素概述。 §9-2 氢与单质的化学性质。 §9-3 化合物。〈氧化物；氢氧化物； 盐类的溶解性和热稳定性。〉 §9-4 锂，铍的特殊性和对角线规则。
面心立方构型，配位数均为6
简单立方构型，配位数均为8
§9-4 盐类
二、溶解性
碱金属盐类易溶，少数难溶： 锂盐：氟化锂 LiF、碳酸锂Li2CO3、 磷酸锂Li3PO4.5H2O 钠盐：六羟基锑酸钠 Na[Sb(OH)6] （白） 醋酸铀酰锌钠NaZn(UO2)3(CH3COO)9· 9H2O（黄绿） 钾盐：KClO4(白色)、KHC4H4O6(酒石酸氢钾，白色)、 K4[PtCl6](淡黄色)、 K2Na[Co(NO2)6](亮黄色)、 K[B(C6H5)4](四苯硼酸钾白色)
2M(NO3)2===2MO+4NO2 ↑ +O2 ↑(M=碱土离子)
2NaNO3=2NaNO2+O2 ↑ (K、Rb、Cs的盐分解类似)
碱金属碳酸盐加热融化不分解(碳 酸锂例外) ；碱土金属碳酸盐熔点前分 解为氧化物和二氧化碳。
§9-5锂、镁的特殊性和对角线规则
锂和镁的相似性
1. 镁与锂在过量的氧气中燃烧，不形成过氧化物， 只生成 正常的氧化物。 2. 镁和锂的氢氧化物在加热时都可以分解为相应的 氧化物。 3. 镁和锂的碳酸盐均不稳定，热分解生成相应的氧 化物和放出二氧化碳气体。 4. 镁和锂的某些盐类如氟化物、碳酸盐、磷酸盐等 及氢氧化物均难溶于水。 5. 镁和锂的氧化物、卤化物共价性较强，能溶于有 机溶剂中，如溶于乙醇。 6. 镁离子和锂离子的水合能力均较强。
碱金属在常温下能形成液态合金： Na-Hg合金(称钠汞齐 )——用于有机合成中作还原剂
§9-2 单质的化学性质
１、与氧反应
4Li＋O2＝2Li2O 4Na＋O2＝2Na2O
在空气在燃烧时，钠生成 过氧化物，钾、铷、铯生成超 氧化物。
§9-2 单质的化学性质
普通氧化物 Li2O、MO (M = 碱土金属) 结 构 ¨ :O: ¨ 抗磁性
极化性: Na < Li < Be Mg < Be < B Al < B < C
B
Al
C
Si
Na < Mg < Be 所以 Lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ≈Mg Mg < Al < B 所以 Be≈Al Al < Si < C 所以 B≈Si
§9-5锂、镁的特殊性和对角线规则
本章作业：3、6、8、9、10、14．
碱金属是活 泼性最强的 金属元素， 都是强还原 剂
电负性 E0(M+/M)(V) M+ 水合热 (kJ.mol-1)
-3.045 -2.7109 -2.923 519 406 322
§9-1 s区元素概述
碱土金属元素的一些基本性质
元素 性质 价电子构型 主要氧化数 第一、二电离 势(kJ.mol-1) 第三电离势 (kJ.mol-1) E0(M2+/M)(V) M2+ 水合热 (kJ.mol-1) 905 1768 14939 -1.85 2494 742 1460 7658 -2.375 1921 Be 2S2 Mg 3S2 Ca 4S2 +2 593 1152 4942 -2.76 1577 552 1070 4351 -2.89 1443 564 971 3575 -2.90 1305 Sr 5S2 Ba 6S2
§9-1 s区元素概述
碱土金属原子比相邻的碱金属多一个核电荷 ， 因而原子核对最外层的两个s电子的作用增强了， 所以碱土金属原子要失去一个电子比相应碱金属 难。 碱金属和碱土金属元素在化合时，多以离子 结合为主要特征 。 碱金属和碱土金属的原子半径，从上至下依 次增大，电离能和电负性依同样次序减小。金属 活泼性也从上至下依次增强。 它们不能以单质形式存在于自然界中。
§9-1 s区元素概述
碱金属元素的一些基本性质
元素 性质 价电子构型 主要氧化数 第一、二电离 势(kJ.mol1-) 521 7295 0.98 499 4591 0.93 Li 2S1 Na 3S1 K 4S1 +1 421 3088 0.82 405 2675 0.82 -2.925 293 371 2436 0.79 -2.93 254 Rb 5S1 Cs 6S1