主族金属元素一碱金属和碱土金属(1)
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2、天然含盐水：包括海水、盐湖水、地下卤水和气井水等。 3、大气：是游离是游离N2，O2和稀有气体的大本营。 4、农副产品：可以用来提取无机物。 5、工业废料：废水、废气和废渣含有大量的可用之物。
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第二节 碱 金 属
Li
Na
K Rb Cs
一、碱金属元素概述： 1、碱金属是IA族S区元素，包括锂、钠、钾、铷、铯和 钫 2、价电子结构：ns1 3、金属性：同周期元素中，原子半径最大，易失1个电 子，表现出强烈的金属性。本族自上而下原子半径和离
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5、碱金属元素的化合物多为离子型化合物 6、对角线规则：在周期表中某一元素的性质和它右下方的
另一元素相似的现象。
Li Be B C
╲╲╲
Na Mg Al Si 氢氧化物：锂、镁为中强碱，水溶性小，受热易分 解为氧化物；锂和镁的氟化物、碳酸盐、磷酸盐等都难溶 于水。 Be和Al 的单质及化合物都具有两性特点。
元素 O
Si
Al Fe Ca Na
K Mg H Ti
w/% 48.6 26.3 7.73 4.75 3.45 2.74 2.74 2.00 0.76 0.42
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元素大部分以化合物的形式存在，只有少数以单质形式存 在 化合物主要有： 氧化物（包括含氧酸盐）----亲石元素 硫化物----亲硫元素 元素在地壳中的分别如下表：
7
4、离子焰色：应用于定性鉴别
锂（红色） 钠（黄色） 钾（紫色） 铷（红紫色） 铯（蓝色）
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碱金属和钙、锶、钡的挥发性盐在无色火焰中灼烧时，能 使火焰呈现出一定颜色。这叫“焰色反应”。
碱金属和钙、锶、钡的盐，在灼烧时为什么能产生不 同的颜色呢？
因为当金属或其盐在火焰上灼烧时，原子被激发，电 子接受了能量从较低的能级跳到较高能级，但处在较高能级的 电子是很不稳定很快跳回到低能级，这时就将多余的能量以光 的形式放出。原子的结构不同，就发出不同波长的光，所以光 的颜色也不同。碱金属和碱土金属等能产生可见光谱，而且每 一种金属原子的光谱线比较简单，所以容易观察识别。
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7、存在形式：由于碱金属和碱土金属的化学性质很活泼， 所以它们只能以化合状态存在于自然界中 。主要矿物有：
钠长石: NA a l3O S8i
钾长石: K Al3S O8i
光卤石: KC Ml2 g6 C 2 H O l
明矾石: K(A 3(S l4)O O 23)2 H O
锂辉石: LiAl(SiO3)2
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• 锂的用途 1、锂的密度为0.534 g/cm3，是最轻的一种金属，它在冶金工业方面被用于制造轻质 合金和耐腐合金，如Li-A1合金在高温下比一般航空用的铝合金强度好，Li-Mg合金已试 作火箭、导弹、人造卫星和宇宙飞船的部件。 2、锂和它的某些化合物是优质高能燃料，这些燃料的单位质量小，燃烧温度高，火焰 宽，排出气体速度快，已经用于宇宙火箭、人造卫星和超音速飞机等系统方面。比如， 火箭燃料。火箭需要很大的功率来克服地球引力，才能飞向外层空间。原来，煤油被 认为是最有效、使用液氧作氧化剂的燃料，它的发热量为550J/g。现在， 锂被科学家 认为是用作火箭燃料的最佳金属。锂金属燃料燃烧后释放出的热量达2465J/g，约为煤 油的4.5倍。 3、锂在熔点时能跟氢气作用生成白色晶体氢化锂，氢化锂遇水即产生大量的氢气，用 1 kg氢化锂可得到2.8 m3的氢气，在空间飞行上可以用作燃料电池的原料。 用于原子能制造业 4、锂用于原子能工业，6Li是生产氢弹不可缺少的原料。用中子轰击6Li生成3H，而 6Li3H就是氢弹的炸药。6LiD和6LiH也是氢弹的重要原料。1g锂生成的氚化锂，实现热 核反应放出的能量，相当于燃烧20t煤。 用于医疗方面 5、心脏起搏器是一种脉冲发生器，它可以用来治疗比较严重的心脏病。心脏起搏器一 般是植入人体的，它以一定频率发出的电脉冲刺激心肌，使心房和心室周期性地收缩， 从而使心脏正常地工作。过去所用的Zn－Hg电池，寿命比较短（1年－2年）且Hg对人 体有一定的危害。现在所用的锂电池，它突出的优点是：①比容量（单位质量电极材 料所转换的电量）特别大；②使用寿命长，可达10年，有的可达14－15年。目前全世 界大约有200万心脏病患者带着这种锂电池心脏起搏器，金属锂给他们带来了生机。 6、锂盐（如Li2CO3）用以治疗某些精神病。澳大利亚精神病学家卡特经过多年的实 验证明锂盐具有治疗癫狂病的作用。1948年，这项研究成果试用于临床医学。引人注 目的一个病例是：一位有五年癫狂病史的患者，精神行为完全失常，仅服用两个多月 的锂药剂，使奇迹股地康复了。 其它用途 7、锂常用于制有机金属化合物，如丁基锂等。丁基锂可用于有机高分子化合物的合成， 作为引发剂。锂跟铝、铜等金属可制成低密度的和在高温下保持高强度的合金。把钠 玻璃浸在含有锂化合物的熔盐浴中，锂离子代替了玻璃表面的钠离子，使玻璃的强度 增大。
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Li Be （1）以卤化物、含氧酸盐存在 （2）以氧化物或含氧酸盐存在 （3）主要以单质存在
Na Mg （4）主要以硫化物存在 （5）以阴离子形式存在，有些也以单质存在
B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar （2）
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
子半径依次增大，其活泼性有规律地增强。
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碱金属的基本性质
原子序数
价电子构型
金属半径 rmet∕pm 电负性
电离能 I∕kJ·mol― 1
密度ρ∕g·cm― 3
熔点 t m∕℃
沸点
t
∕℃
b
硬度（金刚石 = 10）
锂Li
钠Na
3 2s1 152 1.0 520 0.53 180.54 1347 0.6
第八章 主族金属元素（一） 碱金属和碱土金属
第一节 化学元素的自然资源 第二节 碱金属 第三节 碱土金属
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1
第一节 化学元素的自然资源
一、地壳中元素的分布和存在类型 元素的丰度：元素在地壳中的相对含量称为丰度。 丰度通常以质量分数或原子分数表示 地壳中丰度最大的前十位的元素是： 地壳中主要含量元素的丰度（质量分数）
11 3 s1 190 0.9 496 0.97 97.8 881.4 0.4
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源自文库钾K
19 4 s1 227.2 0.8 419 0.86 63.2 756.5 0.5
铷Rb
37 5 s1 247.5 0.8 403 1.53 39.0 688 0.3
铯Cs
55 6 s1 265.4 0.7 376 1.90 2805 705 0.2
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
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二、元素资源的存在形式和提取、利用
1、化学矿物：自然界3000余种，可利用的仅150来种，目 前我国已发现的可有矿物有136种。分为金属矿物和非金 属矿物。
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第二节 碱 金 属
Li
Na
K Rb Cs
一、碱金属元素概述： 1、碱金属是IA族S区元素，包括锂、钠、钾、铷、铯和 钫 2、价电子结构：ns1 3、金属性：同周期元素中，原子半径最大，易失1个电 子，表现出强烈的金属性。本族自上而下原子半径和离
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5、碱金属元素的化合物多为离子型化合物 6、对角线规则：在周期表中某一元素的性质和它右下方的
另一元素相似的现象。
Li Be B C
╲╲╲
Na Mg Al Si 氢氧化物：锂、镁为中强碱，水溶性小，受热易分 解为氧化物；锂和镁的氟化物、碳酸盐、磷酸盐等都难溶 于水。 Be和Al 的单质及化合物都具有两性特点。
元素 O
Si
Al Fe Ca Na
K Mg H Ti
w/% 48.6 26.3 7.73 4.75 3.45 2.74 2.74 2.00 0.76 0.42
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元素大部分以化合物的形式存在，只有少数以单质形式存 在 化合物主要有： 氧化物（包括含氧酸盐）----亲石元素 硫化物----亲硫元素 元素在地壳中的分别如下表：
7
4、离子焰色：应用于定性鉴别
锂（红色） 钠（黄色） 钾（紫色） 铷（红紫色） 铯（蓝色）
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8
碱金属和钙、锶、钡的挥发性盐在无色火焰中灼烧时，能 使火焰呈现出一定颜色。这叫“焰色反应”。
碱金属和钙、锶、钡的盐，在灼烧时为什么能产生不 同的颜色呢？
因为当金属或其盐在火焰上灼烧时，原子被激发，电 子接受了能量从较低的能级跳到较高能级，但处在较高能级的 电子是很不稳定很快跳回到低能级，这时就将多余的能量以光 的形式放出。原子的结构不同，就发出不同波长的光，所以光 的颜色也不同。碱金属和碱土金属等能产生可见光谱，而且每 一种金属原子的光谱线比较简单，所以容易观察识别。
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7、存在形式：由于碱金属和碱土金属的化学性质很活泼， 所以它们只能以化合状态存在于自然界中 。主要矿物有：
钠长石: NA a l3O S8i
钾长石: K Al3S O8i
光卤石: KC Ml2 g6 C 2 H O l
明矾石: K(A 3(S l4)O O 23)2 H O
锂辉石: LiAl(SiO3)2
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11
• 锂的用途 1、锂的密度为0.534 g/cm3，是最轻的一种金属，它在冶金工业方面被用于制造轻质 合金和耐腐合金，如Li-A1合金在高温下比一般航空用的铝合金强度好，Li-Mg合金已试 作火箭、导弹、人造卫星和宇宙飞船的部件。 2、锂和它的某些化合物是优质高能燃料，这些燃料的单位质量小，燃烧温度高，火焰 宽，排出气体速度快，已经用于宇宙火箭、人造卫星和超音速飞机等系统方面。比如， 火箭燃料。火箭需要很大的功率来克服地球引力，才能飞向外层空间。原来，煤油被 认为是最有效、使用液氧作氧化剂的燃料，它的发热量为550J/g。现在， 锂被科学家 认为是用作火箭燃料的最佳金属。锂金属燃料燃烧后释放出的热量达2465J/g，约为煤 油的4.5倍。 3、锂在熔点时能跟氢气作用生成白色晶体氢化锂，氢化锂遇水即产生大量的氢气，用 1 kg氢化锂可得到2.8 m3的氢气，在空间飞行上可以用作燃料电池的原料。 用于原子能制造业 4、锂用于原子能工业，6Li是生产氢弹不可缺少的原料。用中子轰击6Li生成3H，而 6Li3H就是氢弹的炸药。6LiD和6LiH也是氢弹的重要原料。1g锂生成的氚化锂，实现热 核反应放出的能量，相当于燃烧20t煤。 用于医疗方面 5、心脏起搏器是一种脉冲发生器，它可以用来治疗比较严重的心脏病。心脏起搏器一 般是植入人体的，它以一定频率发出的电脉冲刺激心肌，使心房和心室周期性地收缩， 从而使心脏正常地工作。过去所用的Zn－Hg电池，寿命比较短（1年－2年）且Hg对人 体有一定的危害。现在所用的锂电池，它突出的优点是：①比容量（单位质量电极材 料所转换的电量）特别大；②使用寿命长，可达10年，有的可达14－15年。目前全世 界大约有200万心脏病患者带着这种锂电池心脏起搏器，金属锂给他们带来了生机。 6、锂盐（如Li2CO3）用以治疗某些精神病。澳大利亚精神病学家卡特经过多年的实 验证明锂盐具有治疗癫狂病的作用。1948年，这项研究成果试用于临床医学。引人注 目的一个病例是：一位有五年癫狂病史的患者，精神行为完全失常，仅服用两个多月 的锂药剂，使奇迹股地康复了。 其它用途 7、锂常用于制有机金属化合物，如丁基锂等。丁基锂可用于有机高分子化合物的合成， 作为引发剂。锂跟铝、铜等金属可制成低密度的和在高温下保持高强度的合金。把钠 玻璃浸在含有锂化合物的熔盐浴中，锂离子代替了玻璃表面的钠离子，使玻璃的强度 增大。
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Li Be （1）以卤化物、含氧酸盐存在 （2）以氧化物或含氧酸盐存在 （3）主要以单质存在
Na Mg （4）主要以硫化物存在 （5）以阴离子形式存在，有些也以单质存在
B C N O F Ne Al Si P S Cl Ar （2）
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
子半径依次增大，其活泼性有规律地增强。
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6
碱金属的基本性质
原子序数
价电子构型
金属半径 rmet∕pm 电负性
电离能 I∕kJ·mol― 1
密度ρ∕g·cm― 3
熔点 t m∕℃
沸点
t
∕℃
b
硬度（金刚石 = 10）
锂Li
钠Na
3 2s1 152 1.0 520 0.53 180.54 1347 0.6
第八章 主族金属元素（一） 碱金属和碱土金属
第一节 化学元素的自然资源 第二节 碱金属 第三节 碱土金属
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第一节 化学元素的自然资源
一、地壳中元素的分布和存在类型 元素的丰度：元素在地壳中的相对含量称为丰度。 丰度通常以质量分数或原子分数表示 地壳中丰度最大的前十位的元素是： 地壳中主要含量元素的丰度（质量分数）
11 3 s1 190 0.9 496 0.97 97.8 881.4 0.4
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源自文库钾K
19 4 s1 227.2 0.8 419 0.86 63.2 756.5 0.5
铷Rb
37 5 s1 247.5 0.8 403 1.53 39.0 688 0.3
铯Cs
55 6 s1 265.4 0.7 376 1.90 2805 705 0.2
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
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（2）
（3）
（4）
（5）
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二、元素资源的存在形式和提取、利用
1、化学矿物：自然界3000余种，可利用的仅150来种，目 前我国已发现的可有矿物有136种。分为金属矿物和非金 属矿物。