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1、12.1 s区元素概述区元素概述12.4 锂与铍的特殊性锂与铍的特殊性 对角线规则对角线规则12.3 s区元素的化合物区元素的化合物12.2 s区元素的单质区元素的单质第十二章第十二章 s s区元素区元素第三篇第三篇 元素化学元素化学12.1 s区元素概述区元素概述碱金属碱金属(IA )：ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr碱土金属碱土金属(IIA )：ns2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属都是活泼金属。1. 易与易与H2直接化合成直接化合成MH、MH2离子离子 型化合物；型化合物；2. 与与O2形成正常氧化物、过氧化物、形成正常氧化物、过氧化物、 超
2、氧化物；超氧化物；3. 与其他非金属作用形成相应的化合物；与其他非金属作用形成相应的化合物；4. 易与易与H2O反应反应(除除Be、Mg外外)。注：它们的活泼性有差异注：它们的活泼性有差异通性：通性：原子半径增大原子半径增大电离能、电负性减小电离能、电负性减小金属性、还原性增强金属性、还原性增强IA IIALi BeNa MgK Ca Rb SrCs Ba原子半径减小原子半径减小电离能、电负性增大电离能、电负性增大金属性、还原性减弱金属性、还原性减弱为什么为什么E (Li+/Li)比比E (Cs+/ Cs )还小？还小？电极反应：电极反应：Mz+(aq) + ze- M(s)rGm= zFE
3、(Mz+/ M )其逆反应：其逆反应： M(s) Mz+(aq) + ze-H2OrGmf Gm (Mz+,aq ) =f Gm (Mz+,aq ) = zFE (Mz+/ M )rSmrGmrHm=-T 对于碱金属，若不考虑对于碱金属，若不考虑 的差异，的差异，可用可用 (M+,aq )代替代替 (M+,aq )近似近似估计估计E (M+/ M )的相对大小。的相对大小。rSmf GmfHmM+(aq) M (s) fHm(M+,aq )M+(g) M (g) fHm(M+,g)I1subHm(M+,g)Hmh(M+,aq ) = + I1 +fHmsubHm(M+,g)Hmh(M+,aq
4、) = + I1 +fHmsubHm(M+,g)HmhLiNaKRbCs159.37107.3289.2480.8876.065526.41502.04425.02409.22318.90-535.27-420.48-337.64-312.27-287.24150.51188.88176.62177.83170.72-3.040-2.714-2.936-2.943-3.027subHmI1E (M+/ M)/VHmh(M+,g)fHm(M+,aq)注：以上物理量除注：以上物理量除E 外单位均为：外单位均为：kJmol-112.2.1 单质的物理性质和化学性质单质的物理性质和化学性质12.2 s
5、区元素的单质区元素的单质12.2.2 s区元素的存在和单质的制备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单质的物理性质和化学性质NaLiK1.物理性质BeMgCaSrBaRbCs单质的物理性质：单质的物理性质：有金属光泽有金属光泽密度小密度小硬度小硬度小熔点低熔点低s区单质的熔、沸点变化区单质的熔、沸点变化导电、导热性好导电、导热性好单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2BeO MgO CaO SrO BaO2Li2ONa2O2KO2与氧、硫、氮与氧、硫、氮、卤素反应，卤素反应， 形成相应的化
6、合物。形成相应的化合物。2.化学性质化学性质镁带的燃烧镁带的燃烧与水作用与水作用LiNaKCa2M + 2H2O 2MOH + H2(g)与液氨与液氨的作用的作用(g)H2NH2M(l)2NH2M(s)223+-+(am)e(am)M) s (M-液氨溶剂3.焰色反应焰色反应均以矿物形式存在：均以矿物形式存在：83OAlSiNa83OAlSiKO6HMgClKCl22O3H)(SOK(AlO)224323)LiAl(SiO锂辉石：锂辉石：钠长石：钠长石：钾长石：钾长石：光卤石：光卤石：明矾石：明矾石：12.2.2 s区元素的存在和单质的制备区元素的存在和单质的制备绿柱石：绿柱石：菱镁矿：菱镁矿
7、：萤石：萤石：天青石：天青石：大理石：大理石：6323)(SiOAlBe3MgCOO2HCaSO243CaCO2CaF4SrSO4BaSO石膏：石膏：重晶石：重晶石：12.3.1 氢化物氢化物12.3 s区元素的化合物区元素的化合物12.3.5 配合物配合物12.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质12.3.3 氢氧化物氢氧化物12.3.2 氧化物氧化物 s区元素的单质区元素的单质(除除Be、Mg外外)均能与氢均能与氢形成离子型氢化物。形成离子型氢化物。LiH NaH KH RbH CsH NaCl-90.4 -57.3 -57.7 -54.3 -49.3 -4411.均为白色晶体，均为白
8、色晶体， 热稳定性差热稳定性差/ kJmol-1fHm12.3.1 氢化物氢化物2.还原性强还原性强 钛的冶炼：钛的冶炼：2LiOHTiTiO2LiH2242H4NaClTiTiCl4NaH剧烈水解：剧烈水解：(g)HMOHOHMH22(g)H2Ca(OH)OH2CaH2222V)23. 2)/H(H(2-=-E3.形成配位氢化物形成配位氢化物3LiClLiAlHAlCl4LiH43（无水）乙醚铝氢化锂铝氢化锂LiAlH4受潮时强烈水解受潮时强烈水解23244HAl(OH)LiOHO4HLiAlH1.形成四类氧化物形成四类氧化物622p2s2s 1臭氧化物臭氧化物(O3-)：顺磁性：顺磁性42
9、p4p22p222s22s)()()()()(*KK正常氧化物正常氧化物(O2-)：过氧化物过氧化物(O22-)：超氧化物超氧化物(O2-)：顺磁性：顺磁性32p4p22p222s22s)()()()()(*KK12.3.2 氧化物氧化物2.制备：制备：直接：直接：间接：间接：222ONaO2Na22KOOKO2Na2NaONa222223NO6K10K2KNO(g)COMO MCO233.化学性质化学性质与与H2O的作用：的作用：2MOHOHOM22（Li Cs剧烈程度剧烈程度 ）（BeO除外）除外）22222OH2NaOHO2HONa222M(OH)OHOM22222OOH2KOHO2H2
10、KO与与CO2的作用：的作用：3222COLiCOOLi)g(OCO2Na2COO2Na232222)(g3OCO2K2CO4KO23222 12.3.3 氢氧化物氢氧化物 碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体。色固体。易吸水而潮解易吸水而潮解MOH易溶于水，放热。易溶于水，放热。碱土金属溶解度（碱土金属溶解度（20） 氢氧化物氢氧化物 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 溶解度溶解度/molL-1 810-6 2.110-4 2.310-2 6.610-2 1.210-1溶解度增大溶解度增大 LiOH NaOH K
11、OH RbOH CsOH 中强中强 强强 强强 强强 强强 Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2 两性两性 中强中强 强强 强强 强强(箭头指向箭头指向)碱性增强，溶解度增大碱性增强，溶解度增大碱性碱性12.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质1.晶体类型：晶体类型： 绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤绝大多数是离子晶体，但碱土金属卤化物有一定的共价性。化物有一定的共价性。例如：例如：Be2+极化力强，极化力强， BeCl2已过渡为共价已过渡为共价 化合物。化合物。离子性增强离子性增强重要盐类：重要盐类： 卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐。卤化物、硝酸
12、盐、硫酸盐、碳酸盐。 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔点熔点/ 415 714 775 874 9622.一般无色或白色一般无色或白色3.溶解度溶解度：碱金属盐类一般易溶于水；碱金属盐类一般易溶于水； 碱土金属盐类除卤化物、碱土金属盐类除卤化物、 硝酸盐外多数溶解度较小。硝酸盐外多数溶解度较小。4.热稳定性：热稳定性：较高。较高。硝酸盐热稳定性差。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碱土金属碳酸盐的稳定性随金属离子半径 的增大而增强。的增大而增强。 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3T分分 / 100 540 900 129
13、0 1360稳定性稳定性 M2CO3 MCO3COOO2-M2+12.4 锂与铍的特殊性锂与铍的特殊性 对角线规则对角线规则12.4.1 锂的特殊性锂的特殊性12.4.3 对角线规则对角线规则12.4.2 铍的特殊性铍的特殊性Li Be B CNa Mg Al Si A 族的族的Li与与A族的族的Mg， A族的族的Be与与A族的族的Al， A 族的族的B与与A族的族的Si，这三，这三对元素在周期表中处于对角线位置：对元素在周期表中处于对角线位置：相应的两元素及其化合物的性质有许多相相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为似之处。这种相似性称为对角线规则。对角线规则。12.4.3 对角线规则对角线规则 锂与镁的相似性：锂与镁的相似性：单质与氧作用生成正常氧化物；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；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；氟化物、碳酸盐、磷酸盐均难溶；氯化物均能溶于有机溶剂中；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。碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物。第十二章作业第十二章作业: :P398399页页 1、7、8、9.