无机化学s区元素(课堂PPT)
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2
通性：
1. 易与H2直接化合成MH、MH2离子 2. 型化合物； 2. 与O2形成正常氧化物、过氧化物、
超氧化物； 3. 与其他非金属作用形成相应的化合物； 4. 易与H2O反应(除Be、Mg外)。
注：它们的活泼性有差异
3
强金 小电 原 属 离子 性 能半 、 、径 还 电增 原 负大 性性 增减
臭氧化物(O3-)：顺磁性
22
2.制备： 直接：
2N +O 2 a N2O a2 K+O2 KO 2
间接：
N2O a2+2N a2N 2Oa
2K 3+ 1 N0 O K 62 O K + N 2
M3 C OM+O C2O (g)
23
-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -441
△fHm / kJ·mol-1
Hale Waihona Puke Baidu19
2.还原性强
E (H2/H- ) = -2.23V
• 钛的冶炼：
2L+ iT Hi2O T+i2LiOH 4N + T a4 iH C T l+ 4 i N + 2 a2 H C
•剧烈水解： M +H H 2O M+ O H 2(H g) C2 a + 2 H H 2 O Ca2 (+ O 2 H 2(H g)
注：以上物理量除E 外单位均为：kJ•mol-1 7
§12.2 s区元素的单质
12.2.1 单质的物理性质和化学性质 12.2.2 s区元素的存在和单质的制备
12.2.1 单质的物理性质和化学性质
1.物理性质
Li
Na
K 9
Rb
Cs
Be Mg Ca Sr
Ba
10
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
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
16
绿柱石：B3eA2l(Si3O)6 菱镁矿：MgCO3
石膏：CaS 42 OH 2O 大理石：CaCO3 萤石：CaF 2 天青石：SrSO4 重晶石：BaSO4 制备：电解熔融的盐、高温还原等方法。
I1
526.41
△ h Hm (M+,g) -535.27
△fHm(M+,aq) 150.51
502.04 -420.48 188.88
425.02 -337.64 176.62
409.22 -312.27 177.83
318.90 -287.24 170.72
E (M+/ M)/V -3.040 -2.714 -2.936 -2.943 -3.027
第三篇 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 §12.4 锂 、铍的特殊性
对角线规则
§12.1 s区元素概述
碱金属 ( IA族 )： Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
价层电子构型：ns1 碱土金属（IIA族）：
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 价层电子构型：ns2 它们都是活泼金属。
17
§12.3 s区元素的化合物
12.3.1 氢化物 12.3.2 氧化物 12.3.3 氢氧化物 12.3.4 重要盐类及其性质 12.3.5 配合物(无内容)
12.3.1 氢化物
s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢 形成离子型氢化物。 1.均为白色晶体， 热稳定性差 LiH NaH KH RbH CsH NaCl
20
3.形成配位氢化物 4L +A iH 3 l C （ l无 水 L ） i[乙 4]A + 醚 3lL HiC
铝氢化锂 Li[AlH4] 受潮时强烈水解 Li4 A + 4l2 H O H Li+ O AH l3 (+ O 42 H H
21
12.3.2 氧化物
1.形成四类氧化物
Li
Na
K
Ca 13
•与液氨的作用
2M(s) +
2NH3 (l) →2M +
+
2NH
2
+
H 2 (g)
M (s) 液 氨 溶 M 剂 +(am +e-()am)
14
3.焰色反应
15
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： NA a l3O S8i 钾长石： K Al3S O8i
△f Gm(Mz+,aq ) =－△rGm △f Gm(Mz+,aq ) = zFE (Mz+/ M ) △ rGm= △rHm -T△ rSm
5
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)
IA
IIA
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
原子半径减小 电离能、电负性增大
金属性、还原性减弱
4
为什么E (Li+/Li)比E (Cs+/ Cs )还小？ 电极反应：Mz+(aq) + ze- M(s)
△ rGm= － zFE (Mz+/ M ) 其逆反应： M(s) H2O Mz+(aq) + ze-
△ subHm M (g)
△fHm(M+,g) △h Hm (M+,g)
I1
M+(g)
△fHm(M+,aq ) = △ subHm
+ I1 +△ h Hm (M+,g) 6
△fHm(M+,aq ) = △ subHm + I1 +△ h Hm (M+,g)
Li Na K Rb Cs
△ subHm 159.37 107.32 89.24 80.88 76.065
正常氧化物(O2-)：1s22s22p6 过氧化物(O22-)：
K(σ 2 K )s 2 (σ * 2)s 2 (σ 2 p )2 (π 2 p )4 (π * 2)p 4
超氧化物(O2-)：顺磁性
K(σ 2 K )s 2 (σ * 2)s 2 (σ 2 p )2 (π 2 p )4 (π * 2)p 3
s区单质的熔、沸点变化11
2.化学性质 • 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 Na2O2 KO2 RbO2 BeO MgO CaO SrO
CsO2 BaO2
Na2O2
镁
Li2O
带
的
燃
KO2
烧12
•与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)
通性：
1. 易与H2直接化合成MH、MH2离子 2. 型化合物； 2. 与O2形成正常氧化物、过氧化物、
超氧化物； 3. 与其他非金属作用形成相应的化合物； 4. 易与H2O反应(除Be、Mg外)。
注：它们的活泼性有差异
3
强金 小电 原 属 离子 性 能半 、 、径 还 电增 原 负大 性性 增减
臭氧化物(O3-)：顺磁性
22
2.制备： 直接：
2N +O 2 a N2O a2 K+O2 KO 2
间接：
N2O a2+2N a2N 2Oa
2K 3+ 1 N0 O K 62 O K + N 2
M3 C OM+O C2O (g)
23
-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -441
△fHm / kJ·mol-1
Hale Waihona Puke Baidu19
2.还原性强
E (H2/H- ) = -2.23V
• 钛的冶炼：
2L+ iT Hi2O T+i2LiOH 4N + T a4 iH C T l+ 4 i N + 2 a2 H C
•剧烈水解： M +H H 2O M+ O H 2(H g) C2 a + 2 H H 2 O Ca2 (+ O 2 H 2(H g)
注：以上物理量除E 外单位均为：kJ•mol-1 7
§12.2 s区元素的单质
12.2.1 单质的物理性质和化学性质 12.2.2 s区元素的存在和单质的制备
12.2.1 单质的物理性质和化学性质
1.物理性质
Li
Na
K 9
Rb
Cs
Be Mg Ca Sr
Ba
10
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
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
16
绿柱石：B3eA2l(Si3O)6 菱镁矿：MgCO3
石膏：CaS 42 OH 2O 大理石：CaCO3 萤石：CaF 2 天青石：SrSO4 重晶石：BaSO4 制备：电解熔融的盐、高温还原等方法。
I1
526.41
△ h Hm (M+,g) -535.27
△fHm(M+,aq) 150.51
502.04 -420.48 188.88
425.02 -337.64 176.62
409.22 -312.27 177.83
318.90 -287.24 170.72
E (M+/ M)/V -3.040 -2.714 -2.936 -2.943 -3.027
第三篇 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 §12.4 锂 、铍的特殊性
对角线规则
§12.1 s区元素概述
碱金属 ( IA族 )： Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
价层电子构型：ns1 碱土金属（IIA族）：
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 价层电子构型：ns2 它们都是活泼金属。
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§12.3 s区元素的化合物
12.3.1 氢化物 12.3.2 氧化物 12.3.3 氢氧化物 12.3.4 重要盐类及其性质 12.3.5 配合物(无内容)
12.3.1 氢化物
s区元素的单质(除Be、Mg外)均能与氢 形成离子型氢化物。 1.均为白色晶体， 热稳定性差 LiH NaH KH RbH CsH NaCl
20
3.形成配位氢化物 4L +A iH 3 l C （ l无 水 L ） i[乙 4]A + 醚 3lL HiC
铝氢化锂 Li[AlH4] 受潮时强烈水解 Li4 A + 4l2 H O H Li+ O AH l3 (+ O 42 H H
21
12.3.2 氧化物
1.形成四类氧化物
Li
Na
K
Ca 13
•与液氨的作用
2M(s) +
2NH3 (l) →2M +
+
2NH
2
+
H 2 (g)
M (s) 液 氨 溶 M 剂 +(am +e-()am)
14
3.焰色反应
15
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： NA a l3O S8i 钾长石： K Al3S O8i
△f Gm(Mz+,aq ) =－△rGm △f Gm(Mz+,aq ) = zFE (Mz+/ M ) △ rGm= △rHm -T△ rSm
5
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)
IA
IIA
Li
Be
Na
Mg
K
Ca
Rb
Sr
Cs
Ba
原子半径减小 电离能、电负性增大
金属性、还原性减弱
4
为什么E (Li+/Li)比E (Cs+/ Cs )还小？ 电极反应：Mz+(aq) + ze- M(s)
△ rGm= － zFE (Mz+/ M ) 其逆反应： M(s) H2O Mz+(aq) + ze-
△ subHm M (g)
△fHm(M+,g) △h Hm (M+,g)
I1
M+(g)
△fHm(M+,aq ) = △ subHm
+ I1 +△ h Hm (M+,g) 6
△fHm(M+,aq ) = △ subHm + I1 +△ h Hm (M+,g)
Li Na K Rb Cs
△ subHm 159.37 107.32 89.24 80.88 76.065
正常氧化物(O2-)：1s22s22p6 过氧化物(O22-)：
K(σ 2 K )s 2 (σ * 2)s 2 (σ 2 p )2 (π 2 p )4 (π * 2)p 4
超氧化物(O2-)：顺磁性
K(σ 2 K )s 2 (σ * 2)s 2 (σ 2 p )2 (π 2 p )4 (π * 2)p 3
s区单质的熔、沸点变化11
2.化学性质 • 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 Na2O2 KO2 RbO2 BeO MgO CaO SrO
CsO2 BaO2
Na2O2
镁
Li2O
带
的
燃
KO2
烧12
•与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H2(g)