碱金属__碱土金属

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1、1第十七章 碱金属 碱土金属The Elements of the Alkali and the Alkaline Earth MetalsA A A A A A A 0 2He 3Li 4Be 5B 6C 7N 8O 9F 10Ne11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar19K 20Ca 31Ga 32Ge 33As 34Se 35Br 36Kr37Rb 38Sr 49In 50Sn 51Sb 52Te 53I 54Xe55Cs 56Ba 81Tl 82Pb 83Bi 84Po 85At 86Rn87Fr 88RaS区元素P区元素2 教学要求教学要求 1、掌

2、握A、A族元素单质、氧化物、氢氧化物的性质、制备和用途。熟悉性质变化的规律性2 、掌握A、A族金属盐类的一些重要性质。3、通过对比锂、镁的相似性了解对角线规则。3第一节 碱金属和碱土金属的通性第二节 碱金属和碱土金属的单质第三节 碱金属和碱土金属的化合物第四节 对角线规则本章讲解内容请选择4第一节 碱金属和碱土金属的通性第IA族包括锂、钠、钾、铷、铯和钫六种元素，由于它们的氢氧化物都是易溶于水的强碱，所以称它们为碱金属元素。其中钫是放射性元素。第IIA族包括铍、镁、钙、锶、钡和镭六种元素，由于钙、锶和钡的氧化物在性质上介于“碱性的”碱金属氧化物和“土性的” 难熔的氧化物Al2O3之间，所以称它

3、们为碱土金属。现在习惯上把铍和镁也包括在内，统称为碱土金属元素。其中镭是放射性元素。AALiNaKRbCsFrBeMgCaSrBaRa5 元素性质LiNaKRbCs价电子构型2S13S14S15S16S1主要氧化数+1第一、二电离势(kJ.mol1-)52172954994591421308840526753712436电负性0.980.930.820.820.79E0(M+/M)(V)-3.045-2.7109-2.923-2.925-2.93M+ 水合热(kJ.mol-1)519406322293254表17-1 碱金属元素的一些基本性质碱金属是活泼性最强的金属元素，都是强还原剂6 元素性

4、质BeMgCaSrBa价电子构型2S23S24S25S26S2主要氧化数+2第一、二电离势(kJ.mol-1)9051768742146059311525521070564971第三电离势(kJ.mol-1)149397658494243513575E0(M2+/M)(V)-1.85-2.375-2.76-2.89-2.90M2+ 水合热(kJ.mol-1)24941921157714431305表17-2 碱土金属元素的一些基本性质碱土金属仍是活泼性相当强的金属元素，也是强还原剂，7密度最小的金属元素是Li，其次是K、Na。Li的密度只有水的一半，可以浮在煤油上。碱金属可以用小刀切割，具有金

5、属光泽，但很快会被氧化而失去光泽 。物理性质物理性质由于碱土金属的原子半径较小，所以形成的金属键比碱金属强得多，因此它们的熔沸点、密度和硬度等都比碱金属的高它们的熔沸点、密度和硬度等都比碱金属的高。但碱土金属的密度比常见金属如Cu、Zn、Fe还是小得多，碱土金属也属轻金属也属轻金属。除了铍和镁以外，其它金属都很软，可以用刀子切割。它们的单质都有良好的导电性和延展性。成键特征1、以离子键为主，A族是离子键特征最强的元素，其次是A族；2、可以形成共价化合物的元素是：Li、Be、Mg等，气态的Na2、Cs2也是共价分子。碱金属具有密度小、硬碱金属具有密度小、硬度小、熔沸点低、升华度小、熔沸点低、升华

6、热低、导电性强等特性热低、导电性强等特性8第二节 碱金属和碱土金属的单质 2-1 2-1 存在和制备存在和制备 海水（NaCl、MgCl2 、KCl） 光卤石(KClMgCl6H2O)。钠长石(NaAlSi3O8)钾长石(KAlSi3O8)锂辉石(Li2Al2O34SiO2)明矾(K2SO4Al2(SO4)324H2O)石膏(CaSO42H2O)重晶石(BaSO4)天青石(SrSO4)大理石（ (CaCO3 ）石灰石(CaCO3)菱镁矿(MgCO3)氯化物硅酸盐矿硫酸盐矿碳酸盐矿9金属的制备金属的制备电解熔盐法电解熔盐法是最强的氧化还原手段，由于卤化物的熔点较低，所以常用电解氯化物法制备活泼金

7、属：阳极放出氯气：2Cl- =Cl2+ 2e阴极析出金属：M+ +e = M电解反应： 2MCl =2M + Cl2在电解中，必要时要混入适当的助熔剂，如在氯化钠的电解中，是加入CaCl2为助熔剂，其作用是：1、降低熔点（钠熔点=1073K，混合盐熔点=873K）2、防止钠的挥发3、减小钠的分散性（熔盐密度大，钠密度小，易浮于熔盐上面进行分离）如Li、Na、Mg、Ca等金属是用电解金属氯化物的方法制备的：2NaCl = 2Na + Cl2 MgCl2 = Mg + Cl2热还原法金属置换法热分解法10热还原法热还原法金属置换法金属置换法热还原法中常用碳可碳化物作还原剂，从金属氧化物或碳酸盐中还

8、原出金属。K2CO32C=2K3CO1473K 真空MgO + C = CO +MgMgO + CaC2 = Mg + CaO + 2C2KFCaC2=CaF22K2C1273 - 1473 K用活泼金属作还原剂的热还原法称金属置换法，常用还原剂金属有：Na、Ca、Mg、Ba、Al等。KCl + Na =NaCl + K2RbCl + Ca =CaCl2 + 2Rb3CaO + 2Al = 3Ca + Al2O31473K真空K通常不用电解法而用置换制备，这是因为它易溶在熔融的KCl中，难于分离，且电解中产生的超氧化物与金属钾会发生爆炸，所以不用电解法制钾。Rb和Cs也是这样。上述是熔盐中的置

9、换反应，它不同于溶液中的置换反应，熔点低的物质容易被置换出来。11 4KCN=4K4C2N2 2MN3=2M3N2 MNa、K、Rb、Cs 668K2RbN3=2Rb3N2 真空 663K2CsN3=2Cs3N2热分解法热分解法一些不稳定的盐可用热分解法，如氰化物、叠氮化物。因碱金属的叠氮化物容易纯化，加热分解不爆炸。所以是制备它们的好方法。12 2-2 2-2 单质的物单质的物理性质理性质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。碱土金属的导电性最好的是镁和钙，其它的导电能力较差一、碱金属特殊物理性

10、质：密度小密度小 钾钠保存于煤油中，锂保存于蜡中。硬度小硬度小 用小刀可以切割它们。熔沸点较低熔沸点较低 随原子量的增大而降低。导电性强导电性强 Cs、Rb用于作光电材料。二、碱土金属的物理物质三、液态合金碱金属在常温下能形成液态合金：K-Na合金（K: 77.2 % Na: 22.8 % m.p. = 260.7 K）具有较高的比热和较宽的液化范围而被用作核反应堆的冷却剂。Na-Hg合金(称钠汞齐 m.p. = 236.2 K)用于有机合成中作还原剂13 2-3 2-3 单质的单质的化学性质化学性质A族是最活泼的金属元素，其次是A族，同族中单质的化学性质由上到下活泼性增强切割一小块钠放在水中

11、，可观察到钠浮在水面上与水激烈反应而来回运动着：2Na+2H2O=2NaOH+H2钾可在水面上燃烧呈现紫红色火焰。Li反应时由于产物溶解度小而吸附在金属表面上，使反应缓慢进行。一、与水和空气的反应碱金属与水的反应144LiO22Li2O6LiN22Li3N4NaO22Na2ONa2OCO2Na2CO3碱金属在常温下可以与空气中的O2、CO2、水汽等反应碱土金属一般要加热才能进行反应。这是因为它的表面容易生成氧化膜保护层。 3CaN2=Ca3N2 3MgN2=Mg3N2在空气在燃烧时，钠生成过氧化物，钾、铷、铯生成超氧化物与空气反应想一想：活泼金属应当如何保存？要避免与空气接触。锂要保存于蜡中，