配套天津大学无机化学课件 第1章 碱金属和碱土金属
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1. 锂的水合数与水合能(kJ/mol)
rM+
Li+ 78
2.E Li+/Li特别负,
为什么?
Θ
Θ
rM+(aq)
340 276 232 228 228
n水合
25.3 16.6 10.5 10.0 9.9
△H水合
-530 -420 -340 -315 -280
E Li+/Li = -3.05v E Na+/Na= -2.72v E K+/K = -2.93v
Cl
Al
Cl
Al
Cl
Cl
Be
Cl
Be
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
1.3.3 Li,Mg的相似性
4Li + O2 == 2Li2 O 2Mg + O2 == 2MgO 6Li + N2 == 2Li3N 3Mg + N2 == Mg3N2
2Mg(NO3)2 == 2MgO + 4NO2 + O2 4LiNO3 == 2Li2O + 4NO2 + O2 LiClH2O == LiOH + HCl MgCl26H2O == Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O MgO + HCl
△ Hh
KI NaI LiF CsF
-826 -711 -1034 -779
溶解度 763 12.2 703 11.8 1039 0.1 730 24.2
U
巴索洛规则: 3. 巴索洛规则:
当阴阳离子电荷绝对值相同, 阴阳离子 半径较为接近则难溶;否则,易溶. LiF LiI BaSO4 BeSO4 A F
1.5.2. 碳酸盐的热稳定性 MCO3(s) = MO(s) +CO2
O M2+ [O C O 碳酸盐的热稳定 性取决于M离子 的反极化能力 ]2- Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ 愈 来 愈 难 分 解
△
1.5.4 焰色反应
Li Na K
Ca
Sr
Ba
1.6 专题讨论
1.6.1 锂的特殊性
4. 形成配位氢化物
氢化铝锂
(无水)乙醚 4LiH + AlCl3 → Li[AlH4 ] + 3LiCl
Li[AlH4]受潮时强烈水解
LiAlH4 + 4H2 O LiOH + Al(OH)3 + 4H2 →
1.3 对角线规则
Li Na Be B C Si 原因:
Mg Al
Z / r 比较相似.
+
1.2.2 离子型氢化物(除Be,Mg)
ⅠA ⅡA 金属活泼,可与氢形成离子性氢化物,有以下特点: 金属活泼,可与氢形成离子性氢化物,有以下特点:
均为白色晶体, 1. 均为白色晶体, 热稳定性差 LiH
Θ
NaH
KH
RbH CsH
-54.3 -49.3
NaC-
-441
△fH -90.4 -57.3 -57.7
1.4 氢氧化物酸碱性判断标准
RO +
-
H+ = ROH
=
R+ +
OH
-
解离方式与拉 电子能力有关 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
碱 性 增 强
R拉电子能力与离子势 有关:ф=Z/r Ф 0.22 Ф Ф
(r以pm 为单位)
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
Θ Θ
Na+ 98 K+ 133
Rb+ 149 Cs+ 165
M(s)+H+(aq) =M+(aq)+1/2 H2
△H升
M(g) + H+(g)→ M+(g) + H (g)
△rH= △H升(M)-Hh(H+)+I1(M)-
Li 161 Na 108.5 K 90
I1 △Hh 520 -522 496 -406 419 -322
1. 3.1 B,Si的相似性
2B + 6NaOH == 2Na3BO3 +3H2 Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2 其单质为原子型晶体,B-O,Si-O十分稳定.
1.3.2
Be,Al相似性
Al ,Be金属可与浓硝酸形成钝化膜. 金属可与浓硝酸形成钝化膜. 金属可与浓硝酸形成钝化膜 Al(OH)3+OH- == Al(OH)4- Be(OH)2+2OH-== Be(OH)42- Al3+ ,Be2+易水解. 均有共价性:在蒸气中,氯化物两分子缔合.
0.22 0.32 0.32
碱性 两性 酸性
酸性增强
1.5
盐类Leabharlann 1. 5.1 共同特点1. 基本上是离子型化合物. 2. 阳离子基本无色,盐的颜色取决于阴离子的颜色. 3.ⅠA盐类易溶, ⅡA盐类难溶,一般与大直径阴离 子相配时易形成难溶的ⅡA盐. ⅠA易溶 难溶: K2[PtCl6], Na[Sb(OH)6], KClO4, Li3PO4 , K2Na[Co(NO2)3] ⅡA难溶 MCO3 ,MC2O4, M3(PO4)2, MSO4,MCrO4
溶 解 度 增 大 小 减 度
CsI CsF
A MClO4 Na[Sb(OH)6] K2[PtCl] 6
OH
SO42
CrO42
溶 解
I
�
1.6.2. 离子晶体盐类溶解性的判断标准 溶解自由能变: 1. 溶解自由能变: MX(s) == M+(aq) + X- 半定量规则: 2. 半定量规则:
MX(s)
△G1 △sG
△sG
M+(aq) + X- (aq)
△G2
M+(g) + X- (g)
△sG
= △G1 +△G2 = △H1+△H2-T(△S1+△S2) ≈U +△Hh 比较U与△Hh绝对值
第一章 碱金属与碱土金属
1.1 概述
ⅠA Li Na K Rb Cs ns1 +1 ⅡA Be Mg Ca Sr Ba ns2 +2 Humphry Davy (戴维 1778～1829) 利用电解法 制取了金属K,Na,Ca, Mg,Sr,Ba,确认氯气 是一种元素,氢是一切酸 类不可缺少的要素,为化 学做出了杰出贡献.
I1(H)+ Hh(M+)-1/2DH2 =[△H升(M)+I1(M) + Hh(M+) ]
-
[Hh(H+)+I1(H)+1/2DH2]
=[△H升+I1 + Hh](M)- 438
Li △rH -279 △rS 51.3 △rG -294 E池 +3.05 EM+/M -3.05
Na K -239 -251 74.6 104.7 -261 -282 +2.71 +2.92 +2.71 -2.92
1.2 单质的性质
1.2.1 碱金属,碱土金属与液氨的作用
蓝色) M1+(x+y)NH3 == M1(NH3)+y +e(NH3)x-(蓝色)
M2+(2x+y)NH3 == M2(NH3)2+y +2e(NH3)x-(蓝色) 蓝色)
2M(s) + 2NH3 (l) → 2M + 2NH2 + H 2 (g)
2. 还原性强
( E (H 2 /H ) = 2 . 23 V)
Θ
2LiH + TiO 2 Ti + 2LiOH →
4NaH + TiCl 4 Ti + 4NaCl + 2H 2 →
3. 剧烈水解
MH + H 2 O MOH + H 2 (g) → CaH 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2H 2 (g) →
rM+
Li+ 78
2.E Li+/Li特别负,
为什么?
Θ
Θ
rM+(aq)
340 276 232 228 228
n水合
25.3 16.6 10.5 10.0 9.9
△H水合
-530 -420 -340 -315 -280
E Li+/Li = -3.05v E Na+/Na= -2.72v E K+/K = -2.93v
Cl
Al
Cl
Al
Cl
Cl
Be
Cl
Be
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
1.3.3 Li,Mg的相似性
4Li + O2 == 2Li2 O 2Mg + O2 == 2MgO 6Li + N2 == 2Li3N 3Mg + N2 == Mg3N2
2Mg(NO3)2 == 2MgO + 4NO2 + O2 4LiNO3 == 2Li2O + 4NO2 + O2 LiClH2O == LiOH + HCl MgCl26H2O == Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O MgO + HCl
△ Hh
KI NaI LiF CsF
-826 -711 -1034 -779
溶解度 763 12.2 703 11.8 1039 0.1 730 24.2
U
巴索洛规则: 3. 巴索洛规则:
当阴阳离子电荷绝对值相同, 阴阳离子 半径较为接近则难溶;否则,易溶. LiF LiI BaSO4 BeSO4 A F
1.5.2. 碳酸盐的热稳定性 MCO3(s) = MO(s) +CO2
O M2+ [O C O 碳酸盐的热稳定 性取决于M离子 的反极化能力 ]2- Be2+ Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ 愈 来 愈 难 分 解
△
1.5.4 焰色反应
Li Na K
Ca
Sr
Ba
1.6 专题讨论
1.6.1 锂的特殊性
4. 形成配位氢化物
氢化铝锂
(无水)乙醚 4LiH + AlCl3 → Li[AlH4 ] + 3LiCl
Li[AlH4]受潮时强烈水解
LiAlH4 + 4H2 O LiOH + Al(OH)3 + 4H2 →
1.3 对角线规则
Li Na Be B C Si 原因:
Mg Al
Z / r 比较相似.
+
1.2.2 离子型氢化物(除Be,Mg)
ⅠA ⅡA 金属活泼,可与氢形成离子性氢化物,有以下特点: 金属活泼,可与氢形成离子性氢化物,有以下特点:
均为白色晶体, 1. 均为白色晶体, 热稳定性差 LiH
Θ
NaH
KH
RbH CsH
-54.3 -49.3
NaC-
-441
△fH -90.4 -57.3 -57.7
1.4 氢氧化物酸碱性判断标准
RO +
-
H+ = ROH
=
R+ +
OH
-
解离方式与拉 电子能力有关 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
碱 性 增 强
R拉电子能力与离子势 有关:ф=Z/r Ф 0.22 Ф Ф
(r以pm 为单位)
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
Θ Θ
Na+ 98 K+ 133
Rb+ 149 Cs+ 165
M(s)+H+(aq) =M+(aq)+1/2 H2
△H升
M(g) + H+(g)→ M+(g) + H (g)
△rH= △H升(M)-Hh(H+)+I1(M)-
Li 161 Na 108.5 K 90
I1 △Hh 520 -522 496 -406 419 -322
1. 3.1 B,Si的相似性
2B + 6NaOH == 2Na3BO3 +3H2 Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2 其单质为原子型晶体,B-O,Si-O十分稳定.
1.3.2
Be,Al相似性
Al ,Be金属可与浓硝酸形成钝化膜. 金属可与浓硝酸形成钝化膜. 金属可与浓硝酸形成钝化膜 Al(OH)3+OH- == Al(OH)4- Be(OH)2+2OH-== Be(OH)42- Al3+ ,Be2+易水解. 均有共价性:在蒸气中,氯化物两分子缔合.
0.22 0.32 0.32
碱性 两性 酸性
酸性增强
1.5
盐类Leabharlann 1. 5.1 共同特点1. 基本上是离子型化合物. 2. 阳离子基本无色,盐的颜色取决于阴离子的颜色. 3.ⅠA盐类易溶, ⅡA盐类难溶,一般与大直径阴离 子相配时易形成难溶的ⅡA盐. ⅠA易溶 难溶: K2[PtCl6], Na[Sb(OH)6], KClO4, Li3PO4 , K2Na[Co(NO2)3] ⅡA难溶 MCO3 ,MC2O4, M3(PO4)2, MSO4,MCrO4
溶 解 度 增 大 小 减 度
CsI CsF
A MClO4 Na[Sb(OH)6] K2[PtCl] 6
OH
SO42
CrO42
溶 解
I
�
1.6.2. 离子晶体盐类溶解性的判断标准 溶解自由能变: 1. 溶解自由能变: MX(s) == M+(aq) + X- 半定量规则: 2. 半定量规则:
MX(s)
△G1 △sG
△sG
M+(aq) + X- (aq)
△G2
M+(g) + X- (g)
△sG
= △G1 +△G2 = △H1+△H2-T(△S1+△S2) ≈U +△Hh 比较U与△Hh绝对值
第一章 碱金属与碱土金属
1.1 概述
ⅠA Li Na K Rb Cs ns1 +1 ⅡA Be Mg Ca Sr Ba ns2 +2 Humphry Davy (戴维 1778～1829) 利用电解法 制取了金属K,Na,Ca, Mg,Sr,Ba,确认氯气 是一种元素,氢是一切酸 类不可缺少的要素,为化 学做出了杰出贡献.
I1(H)+ Hh(M+)-1/2DH2 =[△H升(M)+I1(M) + Hh(M+) ]
-
[Hh(H+)+I1(H)+1/2DH2]
=[△H升+I1 + Hh](M)- 438
Li △rH -279 △rS 51.3 △rG -294 E池 +3.05 EM+/M -3.05
Na K -239 -251 74.6 104.7 -261 -282 +2.71 +2.92 +2.71 -2.92
1.2 单质的性质
1.2.1 碱金属,碱土金属与液氨的作用
蓝色) M1+(x+y)NH3 == M1(NH3)+y +e(NH3)x-(蓝色)
M2+(2x+y)NH3 == M2(NH3)2+y +2e(NH3)x-(蓝色) 蓝色)
2M(s) + 2NH3 (l) → 2M + 2NH2 + H 2 (g)
2. 还原性强
( E (H 2 /H ) = 2 . 23 V)
Θ
2LiH + TiO 2 Ti + 2LiOH →
4NaH + TiCl 4 Ti + 4NaCl + 2H 2 →
3. 剧烈水解
MH + H 2 O MOH + H 2 (g) → CaH 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + 2H 2 (g) →