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

Presentation on theme: "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"— Presentation transcript:

1 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
第三篇 元素化学 第十二章 s区元素 § s区元素概述 § s区元素的单质 § s区元素的化合物 § 锂 、铍的特殊性 对角线规则

2 §12.1 s区元素概述 碱金属(IA )：ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA )：ns2
Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属。

3 通性： 易与H2直接化合成MH、MH2离子 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

4 IA IIA Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba 原子半径增大 电离能、电负性减小 金属性、还原性增强 原子半径减小 电离能、电负性增大 金属性、还原性减弱

5 为什么E (Li+/Li)比E (Cs+/ Cs )还小？
电极反应：Mz+(aq) + ze M(s) = － zFE (Mz+/ M )  其逆反应： M(s) Mz+(aq) + ze- H2O (Mz+,aq ) =－  (Mz+,aq ) = zFE (Mz+/ M )  = -T 

6 对于碱金属，若不考虑 的差异， 可用 (M+,aq )代替 (M+,aq )近似 估计E (M+/ M )的相对大小。  (M+,g) 
对于碱金属，若不考虑 的差异， 可用 (M+,aq )代替 (M+,aq )近似 估计E (M+/ M )的相对大小。  (M+,g)  M+(aq) M (s) (M+,aq ) M+(g) M (g) I1 △sub H m △h (M+,aq ) = I1 + △sub H m (M+,g) △h 

7 注：以上物理量除E 外单位均为：kJ•mol-1
(M+,aq ) = I1 + △sub H m (M+,g) △h  Li Na K Rb Cs 159.37 107.32 89.24 80.88 76.065 526.41 502.04 425.02 409.22 318.90 150.51 188.88 176.62 177.83 170.72 -3.040 -2.714 -2.936 -2.943 -3.027 △sub H m  I1 H m △h (M+,g)  (M+,aq)  E (M+/ M)/V 注：以上物理量除E 外单位均为：kJ•mol-1

8 § s区元素的单质 单质的物理性质和化学性质 s区元素的存在和单质的制备

9 单质的物理性质和化学性质 1.物理性质 Li Na K

10 Rb Cs Be Mg Ca Sr Ba

11 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 s区单质的熔、沸点变化

12 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 Na2O KO RbO2 CsO2 BeO MgO CaO SrO BaO2 Li2O Na2O2 KO2 镁带的燃烧

13 与水作用 2M + 2H2O → 2MOH + H2(g) Li Na K Ca

14 与液氨的作用 (g) H 2NH 2M (l) 2M(s) 2 3 + - →

15 3.焰色反应

16 s区元素的存在和单质的制备 均以矿物形式存在： 钠长石： 钾长石： 光卤石： 明矾石： 锂辉石：

17 绿柱石： 菱镁矿： 石膏： 大理石： 萤石： 天青石： 重晶石：

18 §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
氢化物 氧化物 氢氧化物 重要盐类及其性质 配合物(无内容)

19 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
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 / kJ·mol-1 

20 2.还原性强 V) 23 . 2 ) /H (H ( - = E 钛的冶炼： 剧烈水解：

21 3.形成配位氢化物 铝氢化锂 受潮时强烈水解

22 12.3.2 氧化物 1.形成四类氧化物 正常氧化物(O2-)： 过氧化物(O22-)： 超氧化物(O2-)：顺磁性
氧化物 1.形成四类氧化物 正常氧化物(O2-)： 过氧化物(O22-)： 超氧化物(O2-)：顺磁性 臭氧化物(O3-)：顺磁性

23 2.制备： 直接： 间接：

24 3.化学性质 与H2O的作用： （Li  Cs剧烈程度） （BeO除外）

25 与CO2的作用：

26 12.3.3 氢氧化物 碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。 易吸水而潮解 MOH易溶于水，放热。 碱土金属溶解度（20℃） 溶解度增大
氢氧化物 碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。 易吸水而潮解 MOH易溶于水，放热。 碱土金属溶解度（20℃） 氢氧化物 Be(OH) 2 Mg(OH) Ca(OH) Sr(OH) Ba(OH) 溶解度 mol L -1 8 × 10 -6 2.1 -4 2.3 -2 6.6 1.2 溶解度增大

27 碱性 (箭头指向)碱性增强，溶解度增大。 中强 强 强 强 强
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 中强 强 强 强 强 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 两性 中强 强 强 强 (箭头指向)碱性增强，溶解度增大。

28 12.3.4 重要盐类及其性质 重要盐类： 卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。 1.晶体类型：
重要盐类及其性质 重要盐类： 卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。 1.晶体类型： 绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤化物有一定的共价性。 例如：Be2+极化力强， BeCl2已过渡为共价 化合物。 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2 熔点/ ℃ 离子性增强

29 2.一般无色或白色 3.溶解度：碱金属盐类一般易溶于水； 碱土金属盐类除卤化物、硝酸 盐外多数溶解度较小。 4.热稳定性：较高。

30 [ ] 硝酸盐热稳定性差。 碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径 的增大而增强。 t分 /℃ ＜100 540 900 1290 1360
碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径 的增大而增强。 BeCO MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 t分 /℃ ＜ [ ] 2- M 2+ 稳定性 M2CO3＞ MCO3

31 §12.4 锂 、铍的特殊性 对角线规则 锂的特殊性(无内容) 铍的特殊性(无内容) 对角线规则

32 12.4.3 对角线规则 Li Be B C Na Mg Al Si 相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规则。
对角线规则 ⅠA 族的Li与ⅡA族的Mg， ⅡA族的Be与ⅢA族的Al， ⅢA 族的B与ⅣA族的Si，这三对元素在周期表中处于对角线位置： Li Be B C Na Mg Al Si 相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规则。

33 锂与镁的相似性： 单质与氧作用生成正常氧化物； 氢氧化物均为中强碱，且水中溶解度不大； 氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶； 氯化物均能溶于有机溶剂中； 碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物。