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1、一般指密度在一般指密度在4.5g/cm3以下的有色金以下的有色金 属，如：铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。属，如：铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。一般指密度在一般指密度在4.5g/cm3以上的有色金以上的有色金 属，其中有铜、镍、铅、锌、钴、锡、属，其中有铜、镍、铅、锌、钴、锡、 汞、锡等。汞、锡等。这类金属包括金、银和铂族元素，由这类金属包括金、银和铂族元素，由 于它们稳定、含量少、开采和提取困于它们稳定、含量少、开采和提取困 难、价格贵，因而得名贵金属。难、价格贵，因而得名贵金属。半导体，一般指硅、硒、碲、砷、硼半导体，一般指硅、硒、碲、砷、硼自然界中含量很少，分布稀散、发现自然界中含量很少，分布

2、稀散、发现 较晚，难以从原料中提取的或在工业上较晚，难以从原料中提取的或在工业上 制备和应用较晚的金属。如：锂、铷、制备和应用较晚的金属。如：锂、铷、 铯、钨、锗、稀土元素和人造超铀元素等。铯、钨、锗、稀土元素和人造超铀元素等。 密度密度 1.85 1.74 1.54 2.6 3.51(kgcm-3) A Li(锂锂) Na(钠钠) K(钾钾) Rb(铷铷) Cs(铯铯) 密度密度 0.53 0.97 0.86 1.53 1.88 (kgcm-3)熔点熔点()() 180.5 97.82 63.25 38.89 28.40沸点沸点()() 1342 882.9 760 686 669.3 熔点

3、熔点()() 1278 648.8 839 769 725沸点沸点() 2970 1107 1484 1384 1640 碱土金属比碱金属原子半径小，核电荷碱土金属比碱金属原子半径小，核电荷 多，故其熔点和沸点及密度均高于碱金属。多，故其熔点和沸点及密度均高于碱金属。焰焰 色色 反反 应应 由于离子半径不同，核对外层电子的控制能力不由于离子半径不同，核对外层电子的控制能力不同，在无色火焰中灼烧时，电子被激发所吸收的能量同，在无色火焰中灼烧时，电子被激发所吸收的能量不同即吸收光的波长不同，所呈现的颜色不同叫不同即吸收光的波长不同，所呈现的颜色不同叫“焰焰色反应色反应”。 (Fe、Cr、Mn及其合

4、金及其合金)轻有色金属和重有轻有色金属和重有 色金属色金属 *：贵金属和贱金属：贵金属和贱金属*：准金属和普通金属：准金属和普通金属：稀有金属和稀有金属和 普通金属普通金属 元元 素素 周周 期期 表表s s dds p s 区元素第10章S区元素在周期表中的位置1 1、掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其结构、掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其结构、 制备、存在及用途与性质的关系；制备、存在及用途与性质的关系；本章教学要求本章教学要求4 4、了解碱金属、碱土金属重要盐类的性质及用途，、了解碱金属、碱土金属重要盐类的性质及用途， 了解盐类热稳定性、溶解性的变化规律。了解盐类热稳定性、溶解

5、性的变化规律。3 3、了解碱金属、碱土金属氢氧化物的溶解性和碱性、了解碱金属、碱土金属氢氧化物的溶解性和碱性 变化规律；变化规律； 2 2、掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重要氧、掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重要氧 化物的性质及用途；化物的性质及用途； 10.1 s区元素概述区元素概述 10.2 s区元素的单质区元素的单质 10.3 s区元素的化合物区元素的化合物 碱金属碱金属 碱土金属碱土金属 （ ns1 ） （ns2）在元素的原子结构中，最后在元素的原子结构中，最后1 1个个电子填充在电子填充在 能级的元素能级的元素 锂锂钠钠钾钾铷铷铯铯钫钫铍铍镁镁钙钙锶锶钡钡镭镭原子半径原子半径

6、 电离能、电负性电离能、电负性 金属性、还原金属性、还原性性增大增大减小减小增强增强减减小小增增大大减减弱弱 海水（海水（NaCl、MgCl2 、KCl） 光卤石光卤石( (KClKClMgClMgCl6H6H2 2O O) )。钠长石钠长石( (NaAlSiNaAlSi3 3O O8 8)钾长石钾长石( (KAlSiKAlSi3 3O O8 8 ) )锂辉石锂辉石( (LiLi2 2AlAl2 2O O3 34SiO4SiO2 2) )明矾（明矾（K K2 2SOSO4 4AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 324H24H2 2O O) )石膏石膏( (CaSOCaSO4 42H2H2

7、 2O O) )重晶石重晶石( (BaSOBaSO4 4) )天青石天青石( (SrSOSrSO4 4) )大理石（大理石（ (CaCO3 ）石灰石石灰石(CaCO3)菱镁矿菱镁矿(MgCO3)氯化物氯化物硅酸盐矿硅酸盐矿硫酸盐矿硫酸盐矿碳酸盐矿碳酸盐矿自然界中的存在自然界中的存在 10.1 s10.1 s区元素概述区元素概述 10.210.2 碱金属和碱土金属的单质碱金属和碱土金属的单质 10.3 s10.3 s区元素的化合物区元素的化合物 BeMgCaSrSrBaLiNa KRbCs 它们都有金属光泽，且它们都有金属光泽，且密度密度小，硬度小，熔点小，硬度小，熔点 低，低， 导电、导热性好

8、的特点导电、导热性好的特点. 10.2 10.2 用途概述用途概述 两族元素金属和化合物的重要性可排出如下顺序：两族元素金属和化合物的重要性可排出如下顺序：金金 属属: Na Li K Cs Rb Mg Ca Be Ba Sr 化合物化合物: Na K Li Cs Rb Ca Mg Ba Sr Be（世界年产量大小排列）（世界年产量大小排列） 密度较小但硬度大密度较小但硬度大 镁和铍用于制轻质合金，如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。碱土金属的导电具有强度大，硬度高弹性好等优点。碱

9、土金属的导电性最好的是镁和钙，其它的导电能力较差性最好的是镁和钙，其它的导电能力较差 碱金属特殊碱金属特殊 用途用途导电性强导电性强 CsCs、RbRb用于作光电材料。用于作光电材料。 碱土金属的特殊用途碱土金属的特殊用途 金属锂金属锂在此裂变中，在此裂变中，1公斤锂具有的能量大约相当于公斤锂具有的能量大约相当于两万吨两万吨优质煤炭优质煤炭,比比U-235裂变产生的能量还要裂变产生的能量还要大大8倍倍. 1公斤锂至少可以发出公斤锂至少可以发出340千瓦千瓦的电力的电力 未来的新能源未来的新能源 0 n + 3 Li 1 H + 2He16 34 锂和锂合金是一种理想的高能燃料。锂和锂合金是一种

10、理想的高能燃料。锂电池是锂电池是一种高能电池。一种高能电池。锂离子电池锂离子电池 铯和铷消耗量极小，由于在光铯和铷消耗量极小，由于在光照下逸出电子，因而是制造光照下逸出电子，因而是制造光电池的良好材料电池的良好材料. 133Cs 厘米波厘米波的的振动频率振动频率(9192631770 s-1) 在在长时间内保持长时间内保持稳定稳定, 因而将振动因而将振动这次所需要的时间规定为这次所需要的时间规定为 SI 制制的时间单位的时间单位 s. 利用此特性制作利用此特性制作的铯原子钟的铯原子钟 ( 测准至测准至 1.0 10-9 s ) 在空间科学的研究中用于高在空间科学的研究中用于高精度计时精度计时.

11、 美美国国国国家家标准与技术研究院制作标准与技术研究院制作 的噴泉式的噴泉式铯铯原子原子钟钟 20032003年由中科院研制的铯原子钟年由中科院研制的铯原子钟 350350万年内误差不超过万年内误差不超过 1 s1 s 最外层电子排布分别为最外层电子排布分别为:ns1和和ns2，次外层为，次外层为 稀有气体原子稳定的结构，稀有气体原子稳定的结构，都是活泼的金属，都是活泼的金属， 不能以单质形式存在于自然界中不能以单质形式存在于自然界中 形成的化合物大多是离子型的，形成的化合物大多是离子型的，Li、Be 除外除外 通常只有一种稳定的氧化态通常只有一种稳定的氧化态 单质在空气中燃烧，形成相应的氧化

12、物单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 KO3BeO MgO CaO SrO BaO2Gc2-706-18.12Li2ONa2O2KO2你能发现这你能发现这些氧化物的些氧化物的形式有什么形式有什么不同？不同？镁带的燃烧镁带的燃烧1. 燃烧产物可从燃烧反应的燃烧产物可从燃烧反应的中推测中推测. 哪一个燃哪一个燃烧反应的烧反应的，产物就是哪一个，产物就是哪一个. 例如，例如，Na 生成生成Na2O、Na2O2 和和 NaO2的的G 分别是分别是 -376 kJmol-1, -430 kJmol-1和和 389.2 kJmol-1, 因此燃烧因此燃烧产

13、物就是产物就是 Na2O2 . QuestionQuestion 1 12. G 的大小则由的大小则由决定决定. 其中熵变其中熵变一般对一般对G的贡献比较小，的贡献比较小， G的大小主要由的大小主要由rHm来来决定决定. rHm则要由设计的则要由设计的 Born-Haber 循环来决定循环来决定. 而循环中的而循环中的晶格能值晶格能值的大小对整个反应能否进行及的大小对整个反应能否进行及产物稳定性关系重大产物稳定性关系重大.LiNaK 碱金属与水的反应为碱金属与水的反应为: 2M(s) + 2H2O (l) 2M+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g) 钠和钠下方的同族元素与水反应十分激

14、烈，过钠和钠下方的同族元素与水反应十分激烈，过 程中生成的氢气能自燃程中生成的氢气能自燃.为什么为什么 Li 与与水反应没有水反应没有其它金属与其它金属与水的反应激水的反应激烈？烈？ LiLi与水反应没有其它碱金属与水反应激烈，与水反应没有其它碱金属与水反应激烈，主要原因有主要原因有: :(1(1）锂的熔点较高，锂的熔点较高，与水反应产生与水反应产生的热量不足以使其熔化的热量不足以使其熔化; ; (2)(2)与水反应的产物溶与水反应的产物溶解度较小，一旦生成解度较小，一旦生成 ，就覆盖在金属锂的上面，就覆盖在金属锂的上面，阻碍反应继续进行，阻碍反应继续进行. . 性性 质质 Li Na K R

15、b Csm.p./K 453.69 370.96 336.8 312.04 301.55MOH 的的溶解度溶解度/(molL- -1)Question 2Question 2 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8 碱土金属与水的反应为碱土金属与水的反应为: M(s) + 2H2O (l) M+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g) Ca 钙、锶、钡与水的反应远不如相邻碱金属那钙、锶、钡与水的反应远不如相邻碱金属那样剧烈，镁和铍在水和空气中因生成致密的氧化样剧烈，镁和铍在水和空气中因生成致密的氧化物保护膜而显得十分稳定物保护膜而显得十分稳定. . 元素元素 Li Na K Rb

16、 Cs Ca Sr Ba 颜色颜色 深红深红 黄黄 紫紫 红紫红紫 蓝蓝 橙红橙红 深红深红 绿绿 碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧碱金属和碱土金属的化合物在无色火焰中燃烧时，会呈现出一定的颜色，称为焰色反应时，会呈现出一定的颜色，称为焰色反应 (flame reaction). 可以用来鉴定化合物中某元素的存在，可以用来鉴定化合物中某元素的存在，特别是在野外特别是在野外.节日焰火节日焰火红绿锶钡信号弹红绿锶钡信号弹碱碱 金属元素金属元素 M Li Na K Rb Cs 溶解度溶解度/ (mol L- -1) 15.7 10.8 11.8 12.5 13.0 碱金属和碱土金属与液氨的反

17、应很特别，在碱金属和碱土金属与液氨的反应很特别，在液氨中的溶解度达到了超出人们想象的程度液氨中的溶解度达到了超出人们想象的程度. 溶溶于液氨的反应如下：于液氨的反应如下：M(s) + (x+y)NH3 M+(NH3)x + e-(NH3)y碱金属在液氨中的溶解度碱金属在液氨中的溶解度 (-35)(-35) （具有较高的导电性和与金属本身相同的化学反应）（具有较高的导电性和与金属本身相同的化学反应）M3P M3N (Li)MHMOH + H2汞齐汞齐MX （X = 卤素卤素）M2O （M = Li, Na）M2CO3M+(NH3)x+ e-(NH3)yM2SM2O2 （M = Na, K, Rb

18、, Cs）MO2 （M = K, Rb, Cs）PH2OX2S液液NH3HgO2O2 +H2 NH3(溶液或气态溶液或气态)有有 Fe 存在存在N2CO2MNH2 + H2 M3N2 (M = Mg)M(NH2)2 + H2N2H2O水蒸气水蒸气MX2MH2 (M = Ca, Sr, Ba)NaOHNH3O2 M(OH)2 + H2(M = Ca, Sr, Ba)MO + H2(M = Be, Mg)HMO2- + H2 (M = Be)MO2 (M = Ba), MO10.3.1 氧化物氧化物10.3.2 氢氧化物氢氧化物10.3.3 盐类盐类10.3.4 *配合物配合物 10.3 碱金属和

19、碱土金属化合物碱金属和碱土金属化合物稳定性稳定性: 正常氧化物正常氧化物( (O O2-2-) )： 过氧化物过氧化物( (O O2 22-2-) )： 超氧化物超氧化物( (O O2 2- -）：）： 臭氧化物：臭氧化物：KOKO3 3、RbORbO3 3 10.3.14242222222)()()()()(p*pps*sKK622221pss4242222222)()()()()(p*pps*sKK “能量效应能量效应”要求体积较大的要求体积较大的过氧阴离子过氧阴离子、超超氧阴离子氧阴离子和和臭氧阴离子臭氧阴离子更易被较大的金属阳离子更易被较大的金属阳离子所稳定所稳定.O2- O2- O2

20、2- ：熔融时几乎不分解，但遇到棉花、木炭熔融时几乎不分解，但遇到棉花、木炭 或铝粉等还原性物质时，会发生爆炸。或铝粉等还原性物质时，会发生爆炸。Na + O2 Na2O2K + O2 KO2Na2O2 + 2Na Na2OKNO3 + 10K 6K2O+N2MCO3 MO + CO2：M2O + H2O 2M(OH) ( Li Li Cs Cs剧烈程度剧烈程度 ) ) MO + H2O M(OH)2 ( (BeOBeO除外除外) ) Li2O + CO2 Li2CO32 Na2O2 + 2CO2 2 Na2CO3 + O2(g) 4 KO2 + 2 CO2 2 K2CO3 + 3O2(g)如

21、：如：Na2O2 + H2O 2NaOH + H2O22KO2 + 2H2O 2KOH + H2O2 + O2碱土氧化物碱土氧化物氧化剂氧化剂漂白剂漂白剂供氧剂供氧剂引火剂引火剂碱土金属的碱土金属的BeO,MgOBeO,MgO具有很高的熔点和硬具有很高的熔点和硬度，用于制耐火材料和金属陶瓷。度，用于制耐火材料和金属陶瓷。CaOCaO俗俗称石灰或生石灰，作建筑材料，也用做干称石灰或生石灰，作建筑材料，也用做干燥剂，炼钢工业上用于除去燥剂，炼钢工业上用于除去SiSi、P P杂质。杂质。过氧化物、超氧化物、臭氧化物都是强氧过氧化物、超氧化物、臭氧化物都是强氧化剂。化剂。由于它们的强氧化性，可用于纸张

22、、织物由于它们的强氧化性，可用于纸张、织物等的漂白剂等的漂白剂利用它们与二氧化碳反应生成氧气的性质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过氧化钡常用于爆破作业上作强火剂 CaOCaOSiOSiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3 3CaO3CaOP P2 2O O5 5=Ca=Ca3 3(PO(PO4 4) )2 2氧化物的氧化物的主要用途主要用途 M2O + H2O 2MOH MO + H2O M(OH)2 除除LiOH外，其它碱金属氢氧化物在水中溶解外，其它碱金属氢氧化物在水中溶解 度都很大。

23、度都很大。 碱土金属氢氧化物在水中溶解度如下：碱土金属氢氧化物在水中溶解度如下： 氢氧氢氧 化物化物Be(OH)Be(OH)2 2Mg(OH)Mg(OH)2 2Ca(OH)Ca(OH)2 2Sr(OH)Sr(OH)2 2Ba(OH)Ba(OH)2 2溶解度溶解度(moll-1)810-61.810-2510-46.710-2210-1? 随着阳离子半径的增大随着阳离子半径的增大,阳离子与阴离子之间阳离子与阴离子之间 的吸引力减小的吸引力减小,易被水分子拆开的缘故。易被水分子拆开的缘故。 除除Be(OH)2外，碱金属和碱土金属的氢氧化外，碱金属和碱土金属的氢氧化物均呈碱性。物均呈碱性。LiOHN

24、aOHKOHRbOHCsOH中强碱中强碱强碱强碱强碱强碱强碱强碱强碱强碱Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2两性两性中强碱中强碱强碱强碱强碱强碱强碱强碱氢氧化物酸碱性判断标准 R拉电子能力与拉电子能力与离子势离子势有关有关: : = Z/r = Z/r ( (r r以以pm pm 为单位）为单位）ROHRO + H+ R+ + OH 7 碱性碱性 7 10 两性两性 10 酸性酸性 同一主族的金属氢氧化物，从上到下碱性增强；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。同一周期的金属氢氧化物，从右到左碱性增强。氢氧化物氢

25、氧化物碱性碱性 氢氧化物氢氧化物碱性碱性LiOH3.8强碱强碱 Be(OH)27.6两性两性NaOH3.2强碱强碱 Mg(OH)25.5中强碱中强碱KOH2.7强碱强碱 Ca(OH)24.5强碱强碱RbOH2.6强碱强碱 Sr(OH)24.2强碱强碱CsOH2.4强碱强碱 Ba(OH)23.9强碱强碱：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐 绝大多数是离子型晶体，熔、沸点较高。绝大多数是离子型晶体，熔、沸点较高。 常温下是固体，熔化时能导电。常温下是固体，熔化时能导电。只是只是、有不同程度的有不同程度的 BeCl2MgCl2CaCl2 SrCl2BaCl2熔点熔点 /

26、405 714 782 876 962BeBe2+2+的半径小，电荷较多，极化力较强，与易的半径小，电荷较多，极化力较强，与易 变形的变形的ClCl- -、BrBr- -、I I- -结合则形成共价化合物。结合则形成共价化合物。如如 BeClBeCl2 2：熔点低，易升华，能溶于有机溶剂熔点低，易升华，能溶于有机溶剂由阴离子的颜色决定由阴离子的颜色决定 卤化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等为无色卤化物、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等为无色 BaCrO4为为黄色黄色、KMnO4为为紫色紫色 一般来说，碱金属和碱土金属盐具有较高的热一般来说，碱金属和碱土金属盐具有较高的热 稳定性，稳定性，但但热稳定性较差热

27、稳定性较差 4LiNO3 2Li2O + 4NO2+ O2 2NaNO3 2NaNO2 + O2650830MCO3(s) = MO(s)+CO2(g) 除除LiCOLiCO3 3外，碱金属碳酸盐热稳定性较高，外，碱金属碳酸盐热稳定性较高， 而碱土金属碳酸盐热稳定性较低。而碱土金属碳酸盐热稳定性较低。 4LiCO3 2Li2O + 2CO2 + O21000一般来说，碱金属盐易溶于水；一般来说，碱金属盐易溶于水； 碱土金属：碱土金属：大多数易溶，大多数易溶， 镁盐部分易溶，镁盐部分易溶， 钙、锶、钡盐多为难溶钙、锶、钡盐多为难溶硫酸钡是硫酸钡是唯一无毒的钡盐，唯一无毒的钡盐，医疗诊断中用作肠医

28、疗诊断中用作肠胃系统的胃系统的X射线造影剂射线造影剂“钡餐钡餐”。KH2SbO4 Na+ + H2SbO4- NaH2SbO4(白色白色)Na3Co(NO2)6 2K+ + Na+ +Co(NO2)63- K2NaCo(NO2)6 (亮黄）亮黄）镁试剂镁试剂Mg2+ +镁试剂镁试剂 天蓝色天蓝色 (NH4)2C2O4Ca2+ + C2O42- CaC2O4 (白色白色)K2CrO4 Ba2+ +CrO42- BaCrO4 (黄色黄色) 中性或弱碱性中性或弱碱性中性或弱酸性中性或弱酸性碱性碱性 Superoxides(超氧化物) Ozonide(臭氧化物)【 】O2(2s)2(*2s)2 (2p

29、)2(2py)2(2pz)2(*2py)2(*2pz)13KOH(s)+2O3(g)=2KO3(s)+KOHH2O(s)+1/2O2(g)4MO3(s)+2H2O=4MOH(l)+5O2KO3=KO2+1/2O2习题一答案：C习题三答案：C习题四答案：ACR锂的电极电势最小，但不如钠活泼的原锂的电极电势最小，但不如钠活泼的原因是：（多选）因是：（多选）R A 锂不容易活化锂不容易活化R B 锂的半径太小锂的半径太小R C 生成的氢氧化锂阻碍进一步反应生成的氢氧化锂阻碍进一步反应R D 锂的水合能大。锂的水合能大。习题二答案：A习题五答案：AD习题六答案：A习题八答案：AC习题十答案：D习题七答案：D习题九答案：C习题十一答案：D