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1、13.1 13.1 s s区元素概述区元素概述区元素概述区元素概述13.2 13.2 s s区元素的单质区元素的单质区元素的单质区元素的单质13.3 13.3 s s区元素的化合物区元素的化合物区元素的化合物区元素的化合物13.4 13.4 锂锂锂锂 、铍的特殊性、铍的特殊性、铍的特殊性、铍的特殊性 对角线规则对角线规则对角线规则对角线规则 第十三章第十三章 s s区元素区元素问题的提出：问题的提出：现在元素有现在元素有112112种，对这个大家庭，我们以怎样的种，对这个大家庭，我们以怎样的方法来研究之更方便，更科学呢？方法来研究之更方便，更科学呢？提示：提示：一个地球划成五大洲、四大洋，一个
2、国家划分成若一个地球划成五大洲、四大洋，一个国家划分成若干省、市，化学平衡分成四大平衡，这些能给我们以怎干省、市，化学平衡分成四大平衡，这些能给我们以怎样的提示呢？样的提示呢？结论：结论：我们把元素按它们在周期表中的位置划成划成五个区五个区。每个区的元素其价层电子构型价层电子构型相同或相似，性质也有相似性。也就是说，我们把元素按区来划分按区来划分，来研究是比较方便比较科学的！元素的分区元素的分区nsns1 1碱金属碱金属碱金属碱金属nsns2 2碱土金属碱土金属碱土金属碱土金属13.1 s13.1 s区元素概述区元素概述价层电子构型ns121、活泼性、活泼性原原子子半半径径增增大大、有有效效核
3、核电电荷荷减减小小金金属属性性、还还原原性性增增强强电电离离能能、电电负负性性减减小小IA IIAIA IIA Li Be Li Be Na Mg Na Mg K Ca K Ca Rb Sr Rb Sr Cs Ba Cs Ba原子半径减小原子半径减小金属性、还原性减弱金属性、还原性减弱电离能、电负性增大电离能、电负性增大AA、AA性质变化规律性质变化规律2、氧化态、氧化态失去一个电子形成8电子稳定构型IA IIA Li Be Na Mg K Ca Rb Sr Cs Ba失去2个电子形成8电子稳定构型氧化态：氧化态：+1 +2+1 +2%易与易与易与易与HH2 2直接化合成直接化合成直接化合成直
4、接化合成MHMH、MHMH2 2离子型化合物离子型化合物离子型化合物离子型化合物%与与与与OO2 2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物%易与易与易与易与HH2 2OO反应反应反应反应（除除除除BeBe、MgMg外外外外）%与非金属作用形成相应的化合物与非金属作用形成相应的化合物与非金属作用形成相应的化合物与非金属作用形成相应的化合物3、化学性质、化学性质1.单质的存在形式及物理性质单质的存在形式及物理性质2.单质的化学性质单质的化学性质3.单质的制备和用途单质的制备和用途13.2 s13.2
5、s区元素的区元素的单质单质LiNaKRbCsBeMgCaSrBa1.1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导电、导热性好导电、导热性好轻质合金轻质合金1 1、存在形式及物理性质、存在形式及物理性质1.2 s区元素的存在形式区元素的存在形式s s区元素在自然界中以化合物的形式存在，区元素在自然界中以化合物的形式存在，无单质形式。无单质形式。碱金属多以卤化物和硅铝盐形式存在。碱金属多以卤化物和硅铝盐形式存在。明矾石明矾石:橄榄石：橄榄石：硬玉：硬玉：钾长石钾长石:钠长石钠长石:光卤石光卤石:锂辉石锂辉石:绿柱石绿柱石:大理石大理石:菱镁矿菱镁矿:石膏
6、石膏:萤石萤石:重晶石重晶石:天青石天青石:Li2ONa2O2KO22 2、单质的化学性质、单质的化学性质1）与氧反应形成）与氧反应形成氧化物氧化物或或过氧化物过氧化物过氧化物可作过氧化物可作为氧气源：为氧气源：潜水潜水渔业养殖渔业养殖运输的供氧运输的供氧医用供氧室医用供氧室LiNaKCa检验有机检验有机物中有无物中有无水分存在水分存在2M+2H2M+2H2 2O 2MOH+HO 2MOH+H2 2（g g）2）与水作用）与水作用Ca橙红橙红 Sr深红深红Ba绿绿Li深红深红Na黄黄K紫紫3）焰色反应）焰色反应烟花爆竹烟花爆竹彩色显像管彩色显像管4）与液氨）与液氨的作用的作用这一反应类似于碱金
7、属与水的反应。这一反应类似于碱金属与水的反应。碱金属溶解在液氨碱金属溶解在液氨(-33)中，形成美丽的深蓝色金中，形成美丽的深蓝色金属阳离子和溶剂化电子的溶液：属阳离子和溶剂化电子的溶液：3 3、单质的制备和用途、单质的制备和用途1 1）制备）制备电解法制Na，Mg：电解高温还原法制Mg，K等：2）用途）用途核反应堆的冷却剂和热交换剂：核反应堆的冷却剂和热交换剂：例如：钠钾合金的热容小，导热性好。制作特种合金：制作特种合金：铍青铜：少量铍可使青铜的硬度增强；铝镁合金：质量轻，硬度大，用作飞机和汽车材料。用作还原剂用作还原剂13.3.1 13.3.1 氢化物氢化物13.3.2 13.3.2 氧化
8、物氧化物13.3.3 13.3.3 氢氧化物氢氧化物13.3.4 13.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质13.3 s13.3 s区元素的化合物区元素的化合物LiH NaH KH RbH CsH1.物理性质：均为白色晶体，稳定性差物理性质：均为白色晶体，稳定性差物理性质：均为白色晶体，稳定性差物理性质：均为白色晶体，稳定性差2.2.2.2.化学性质：化学性质：化学性质：化学性质：剧烈水解，放出氢气剧烈水解，放出氢气剧烈水解，放出氢气剧烈水解，放出氢气生成配位氢化物生成配位氢化物生氢剂生氢剂强还原强还原性，性，用用于有机于有机合成合成13.3.1氢化物氢化物离子型氢化物（除离子型氢化物（除
9、Be、Mg）形成三类氧化物形成三类氧化物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-)稳定性稳定性:O2-O2-O22-13.3.2 13.3.2 氧化物氧化物MgO来源：来源：性质与用途性质与用途：俗称苦土，：俗称苦土，白色粉末，为碱性氧化物，耐白色粉末，为碱性氧化物，耐高温材料。用于制陶瓷、镁砖、坩埚，作橡胶或涂料的高温材料。用于制陶瓷、镁砖、坩埚，作橡胶或涂料的填料。填料。CaO来源：来源：性质与用途性质与用途：碱性氧化物，用于建筑材料。：碱性氧化物，用于建筑材料。（1）S区元素氧化物区元素氧化物Na2O2来源：来源：性质
10、与用途性质与用途：BaO2来源：来源：性质与用途性质与用途：与过氧化钠相同：与过氧化钠相同强氧化强氧化剂，可剂，可作漂白作漂白剂剂用作氧用作氧源源（2）S区元素过氧化物（区元素过氧化物（除除Be、Mg）KO2来源：来源：性质与用途性质与用途：可作为氧化剂或用作氧源可作为氧化剂或用作氧源（3）S区元素超氧化物（区元素超氧化物（除除Li、Be、Mg）LiOH NaOH KOH 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（除BeO外）性质：性质：易吸水溶解易吸水溶解 溶解度
11、与碱性溶解度与碱性 溶解度增大溶解度增大,碱性增强碱性增强13.3.3 13.3.3 氢氧化物氢氧化物氢氧化物碱性强弱的理论解释氢氧化物碱性强弱的理论解释碱性的强弱取决于碱性的强弱取决于RORO键的强弱键的强弱而而RORO键的强弱又取决键的强弱又取决于于R R正离子的电荷和半径正离子的电荷和半径碱式电离酸式电离规律：令：令：则：则：越大，越大，RO键越强，碱性越弱；键越强，碱性越弱；越小，越小，RO键越弱，碱性越强。键越弱，碱性越强。R的电荷的电荷Z越大，半径越大，半径r越小，极化力越大。正负离越小，极化力越大。正负离子之间的电子云的交叠越多，键越强，碱性越弱。子之间的电子云的交叠越多，键越强
12、，碱性越弱。呈碱性呈碱性呈两性呈两性呈酸性呈酸性重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐重要盐类：卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐晶体类型晶体类型晶体类型晶体类型：绝大多数是绝大多数是离子晶体离子晶体离子晶体离子晶体，但碱土金属卤化，但碱土金属卤化 物有一定的共价性。物有一定的共价性。Be2+极化力最强，共价成分最多，熔点最低：极化力最强，共价成分最多，熔点最低：BeClBeCl2 2 MgCl2CaCl2SrCl2BaCl2熔点/405714782876962离子性增强外观外观外观外观：一般无色或白色溶解度溶解度溶解度溶解度：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
13、、硝酸盐外，碱土金属盐类除卤化物、硝酸盐外，多数溶解度较小。多数溶解度较小。热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性：较高。13.3.4 13.3.4 重要盐类及其性质重要盐类及其性质几种离子的定性鉴定几种离子的定性鉴定Na+：醋酸铀酰锌淡黄色沉淀K+：钴亚硝酸钠亮黄色沉淀Ca2+：白色沉淀Ba2+：黄色沉淀白色沉淀自自然然水水 暂时硬水：暂时硬水：永久硬水永久硬水：软水：软水：暂时硬水、永久硬水暂时硬水、永久硬水 工业使用时一般要进行软化工业使用时一般要进行软化。（1）石灰纯碱法石灰纯碱法（2）离子交换树脂离子交换树脂Mg2+、Ca2+以以CaO计低于计低于50ppm硬水及其软化（3）膜法膜法（1
14、1）石灰纯碱法）石灰纯碱法硬水软水澄清软水石灰+纯碱（1:1）明矾沉淀混浊效果差，但成本低，适用于对水质要求不高，用量大的场所。（2 2）离子交换树脂）离子交换树脂原理：离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂（吸附阳离子用）（吸附阴离子用）（3）膜法超滤膜:（可滤除10-2nm物质）如，胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物等。纳滤膜（可滤除1nm物质）如，有机物、色素、地下水中的硬度、部分溶解盐。反渗透膜（可滤除1nm物质）如，所有溶解盐等。13.4 13.4 锂锂 、铍的特殊性、铍的特殊性 对角线规则对角线规则13.4.1锂的特殊性一一般般说说来来，碱碱金金属属元元素素性性质质递递变变是是很
15、很规规律律的的，但但锂锂表现出反常性。表现出反常性。锂的熔点、硬度高于其它碱金属，而导电性较弱。锂的熔点、硬度高于其它碱金属，而导电性较弱。锂的标准电极电势锂的标准电极电势 在同族元素中反常的低。在同族元素中反常的低。锂在空气中燃烧能与氮气直接作用生成氮化物锂在空气中燃烧能与氮气直接作用生成氮化物 LiOH LiOH红热时分解，而其它红热时分解，而其它MOHMOH则不分解。则不分解。LiH LiH的热稳定性比其它的热稳定性比其它MHMH高。高。LiF,Li LiF,Li2 2COCO3 3,Li,Li3 3POPO4 4难溶于水。难溶于水。13.4.2铍的特殊性铍及其化合物的性质和铍及其化合物
16、的性质和A族其它元素及其化合物族其它元素及其化合物也有明显的差异。也有明显的差异。铍的熔点、沸点比其它碱土金属高，硬度也其它铍的熔点、沸点比其它碱土金属高，硬度也其它碱土金属中最高的，但却有脆性。碱土金属中最高的，但却有脆性。铍的电负性较大，有较强的形成共价键的倾向。铍的电负性较大，有较强的形成共价键的倾向。例如：例如：BeCl2已属于共价型化合物，而其它碱土金已属于共价型化合物，而其它碱土金属的氯化物基本上都是离子型的。属的氯化物基本上都是离子型的。铍的化合物热稳定性较差，易水解。铍的化合物热稳定性较差，易水解。铍的氢氧化物铍的氢氧化物Be(OH)2呈两性。呈两性。Be(OH)2+2H+2H
17、2OBe(H2O)42+Be(OH)2+2OH-Be(OH)42-13.4.3 13.4.3 对角线规则对角线规则（1）内容Li与Mg，Be与Al，B与Si这三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似之处。这种相似性称为对角线规则。LiBeBCNaMgAlSi（2 2）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
18、化物。碳酸盐受热分解，产物为相应氧化物。NaOH NaOH与棉织物丝光与棉织物丝光1 1 1 1、丝光：、丝光：、丝光：、丝光：利用浓烧碱溶液利用浓烧碱溶液(18%(18%25%)25%)来处理棉、维来处理棉、维/棉或棉或涤涤/棉织物，可使织物获得丝一般的光泽，故称丝光棉织物，可使织物获得丝一般的光泽，故称丝光（工艺）。（工艺）。2 2 2 2、丝光原理：、丝光原理：、丝光原理：、丝光原理：棉纤维在浓碱中能与棉纤维在浓碱中能与NaOHNaOH形成纤维素钠盐（纤维素形成纤维素钠盐（纤维素-ONa)-ONa)，由于由于NaNa+是水化能力很强的离子，这样会携带很多的水进是水化能力很强的离子，这样会
19、携带很多的水进入纤维内腔，其扁平的腰子形内腔转变为圆形，如果再入纤维内腔，其扁平的腰子形内腔转变为圆形，如果再施加外力拉伸，便成不可逆的变化，产生耐久的丝光外观施加外力拉伸，便成不可逆的变化，产生耐久的丝光外观。3 3 3 3、工艺、工艺、工艺、工艺设备：丝光机设备：丝光机设备：丝光机设备：丝光机织物带液率：织物带液率：织物带液率：织物带液率：120%120%120%120%130%130%130%130%烧碱浓度：烧碱浓度：烧碱浓度：烧碱浓度：180180180180280g/L280g/L280g/L280g/L作用时间：作用时间：作用时间：作用时间：5050505060s60s60s60
20、s作用温度：作用温度：作用温度：作用温度：20202020拉伸率：拉伸率：拉伸率：拉伸率：6 6 6 69%9%9%9%水淋洗：水淋洗：水淋洗：水淋洗：3 3 3 34 4 4 4遍遍遍遍烧碱处理：回收利用烧碱处理：回收利用烧碱处理：回收利用烧碱处理：回收利用下节课提示：第十四章p p区元素区元素(一一)14.1p区元素概述区元素概述14.2硼族元素硼族元素14.3碳族元素碳族元素预习思考题：预习思考题：（1）P区元素单质和化合物与区元素单质和化合物与S区元素有什么明显区元素有什么明显不同？不同？（2）你了解什么是炭纤维吗？）你了解什么是炭纤维吗？作业作业：P398P398第第2 2、5 5、1515题题