《第10章 碱金属和碱土金属.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第10章 碱金属和碱土金属.ppt（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第1010章章 碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属S区区元素概述元素概述碱金属和碱土金属的性质碱金属和碱土金属的性质氧化物氧化物氢氧化物氢氧化物盐类盐类配合物配合物S 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都是都是活泼金属活泼金属1.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.易与H2O反应(除Be、Mg外）4.与非金属作用形成相应的化合物注：它们的活泼性有差异原子半径增大金属性、还原性增强电离能、电负性减小IA IIALi BeNa
2、 MgK Ca Rb SrCs Ba原子半径减小金属性、还原性减弱电离能、电负性增大碱金属和碱土金属的性质碱金属和碱土金属的性质IA族和A族元素的原子最外层分别只有12个s电子，在同一周期中这些原子具有较大的原子半径和较少的核电荷，故A族、A族金属晶体中的金属键很不牢固，单质的熔、沸点较低，硬度较小。由于碱土金属比碱金属原子半径小，核电荷多，因此碱土金属的熔点和沸点都比碱金属高，密度和硬度比碱金属大。碱金属和碱土金属表面都具有银白色光泽，在同周期中碱金属是金属性最强的元素，碱土金属逊于碱金属，在同族元素中随原子序数增加，元素的金属性依次增加。A族和A族元素常见的氧化数分别为+1和十2，这与它们
3、的族号相一致。常见的A、A族元素的化合物以离子型为主。由于Li+、Be2+的半径远小于同族其它阳离子，故锂、铍的化合物具有一定程度的共价性。碱金属和碱土金属同族元素的标准电极电势随原子序数增加而降低，但Li的标准电极电势却比Cs还低，这是由于Li有较小的半径易与水分子结合生成水合离子而释放出较多能量(Hf代数值最小)而造成的。碱金属和碱土金属可溶于液氨，形成深蓝色溶液，其溶解反应为：碱金属 M(S)+(x+y)NH3 M+(NH3)x+e-(NH3)y碱土金属 M(S)+(x+2y)NH3 M2+(NH3)x+2e-(NH3)y碱金属和碱土金属氨溶液不稳定，特别是过渡金属化合物的存在可催化其分
4、解为氨基化物，例如：Na+(NH3)+e-(NH3)NaNH2(NH3)+1/2H2(g)铁的氧化物 碱金属还可溶于醚和烷基胺中，金属钠在乙二胺中的溶解可用下式表示：2Na(S)Na+(en)+Na-(en)氧化物氧化物正常氧化物正常氧化物过氧化物和超氧化物过氧化物和超氧化物臭氧化物和低氧化物臭氧化物和低氧化物正常氧化物正常氧化物正常氧化物(O2-)Na2O2+2Na 2Na2O2KNO3+10K 6K2O+N2碱土金属氧化物也可以由它们的碳酸盐或硝酸盐加热分解而得到,例如：CaCO3 CaO+CO22Sr(NO3)2 2SrO+4NO2+O2加热Li2ONa2O K2ORb2O Cs2O颜色
5、熔点/白色1700白色1275淡黄色350（分解）亮黄色400（分解）橙黄色400（分解）碱金属氧化物的性质性质BeOMgOCaOSrOBaO熔点/硬度（金刚石=10）M-O核间距/pm2530916528525.621026144.524024303.525719183.3277碱土金属氧化物的性质氧化镁按制取工艺及产品的致密程度不同，有重质和轻质之分：过氧化物和超氧化物过氧化物和超氧化物过氧化物(O22-)超氧化物(O2-)除了锂、铍、镁外，碱金属和碱土金属都能形成超氧化物。其中钠、钾、铷、铯 在过量的氧气中燃烧可直接生成超氧化物。例如：K+O2 KO2 2Na+O2 Na2O2纯净的Na
6、2O28H2O是用饱和NaOH(纯级)溶液和42H2O2混合制得：2NaOH+H2O2 Na2O2+2H2ONa2O2在碱性介质中是强氧化剂，常用作熔矿剂，以使既不溶于水又不溶于酸的矿石被氧化分解为可溶于水的化合物。例如：2Fe(CrO2)2+7Na2O2 4Na2CrO4+Fe2O3+3Na2O0室温下，过氧化物、超氧化物与水或稀酸反应生成过氧化氢，过氧化氢又分解而放出氧气：Na2O2+2H2O 2NaOH+H2O2 Na2O2+H2SO4 Na2SO4+H2O2 2KO2+2H2O 2KOH+H2O2+O22KO2+H2SO4 K2SO4+H2O2+O2 2H2O2 H2O+O2 过氧化物
7、和超氧化物与CO2反应放出氧气：2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 4KO2+2CO2 2K2CO3+3O2臭氧化物和低氧化物臭氧化物和低氧化物超氧化物(O2-)在低温下通过O3与粉末状无水碱金属(除Li外)氢氧化物反应，并用液氨提取，即可得到红色的MO3固体:3MOH(s)+2O3(g)2MO3(s)+MOHH2O(s)+1/2O2(g)室温下，臭氧化物缓慢分解为MO2和O2:MO3 MO2+1/2O2臭氧化物与水反应，则生成MOH和O2：4MO3+2H2O 4MOH+5O2 氢氧化物氢氧化物碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解
8、性碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性（除BeO外）性质：易吸水溶解 溶解度与碱性 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)溶解度增大,碱性增强其中Be(OH)2是两性的氢氧化物，它既溶于酸也溶于碱：Be(OH)2+2H+Be2+2H2O Be(OH)2+2OH-Be(OH)42-碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性碱金属和碱土金属氢氧化物的溶解性碱金属的氢氧化物都易溶于水，仅LiOH溶解度较小。碱土
9、金属氢氧化在水中的溶解度比碱金属的氢氧化物小得多，并且同族元素的氢氧化物的溶度从上往下逐渐增大，这是因为随着阳离子半径的增大，阳离子和阴离子之间吸引力逐渐减小，容易被水分子拆开的缘故.溶解度溶解度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）盐类盐类盐类的性质盐类的性质某些盐类的生产和应用某些盐类的生产和应用盐类的性质盐类的性质1碳酸钠碳酸钠 碳酸钠(Na2CO3)又称为纯碱、苏打或碱面.碳酸钠常用索尔维(ESolvay)法来生产。该法是用饱和食盐水吸收氨气二氧化碳制得溶解度较小的NaHCO3，再将NaHCO3煅烧即生成Na2CO3，其反应为：NaCl+NH3+CO2
10、+H2O NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3 +CaCl2+2H2OCaCO3 CaO+CO2 冷200煅烧2.碳酸氢钠碳酸氢钠碳酸氢钠(NaHCO3)又称为小苏打、重碳酸氢钠或焙碱。制取纯度较高的NaHCO3，可在Na2CO3溶液中通人CO2使其析出：Na2CO3 +CO2+H2O NaHCO33氯化钠氯化钠含有硫酸钙、硫酸镁等杂质(称为粗盐)，把粗盐溶于水，加入适量BaCl2(或氢氧化钡)、Na2CO3和NaOH，使其杂质沉淀析出，经过滤、蒸发、浓缩，即可得到精盐。其沉淀反应为:Ba2+SO42-BaSO4 Mg2+2OH-Mg(OH)2 Ca2+CO32-CCO3 Ba2+CO32-BaCO3 4硫酸钙硫酸钙二水硫酸钙(CaSO42H2O)称为石膏，又称生石膏，为白色粉末，微溶于水。半水硫酸钙(CaSO41/2H2O)又称熟石膏工业上用氯化钙与硫酸铵反应得到二水硫酸钙：CaCl2+(NH4)2SO4+2H2O CaSO42H2O+2NH4Cl二水硫酸钙经煅烧、脱水，可得到半水硫酸钙。配合物配合物碱土金属半径较大离子如Ca2+、Sr2+、Ba2+、可与多齿配位体(如EDTA)形成螯合物，也能与冠醚配体形成冠醚配合物。