北师大版无机化学第20章S区元素[北]

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1、 s区元素第20章Chapter 20 s-Block ElementsS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、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；结构、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、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。途，了解盐类热稳定性、溶解性的变化规律。 3 3、了解碱金属、碱土金属氢氧化物的溶解性和、了解碱金属、碱土金属氢氧化物的溶解性和碱性变化规律；碱性变化规律； 2、掌握碱金属、碱土金属氧化物的类

2、型及重要、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；氧化物的性质及用途； 20.3 碱金属和碱土金属的化合物碱金属和碱土金属的化合物 20.2 碱金属和碱土金属的单质碱金属和碱土金属的单质 20.1 碱金属和碱土金属的通性碱金属和碱土金属的通性20.1 通性通性(generalization)碱金属碱金属 (alkalin metals) (A): ns1碱土金属碱土金属 (alkalin earth metals) (A): ns2lithiumsodiumpotassiumrubidiumcaesiumfranciumberylliummagnesiumcalciumstr

3、ontiumbariumradium原子半径增大原子半径增大金属性、还原性增强金属性、还原性增强电离能、电负性减小电离能、电负性减小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、电负性增大自然界中的存在自然界中的存在 第第1 1和第和第2 2族元素在地壳中的丰度族元素在地壳中的丰度. .表示为每表示为每 100 kg样品样品中金属克数的对数（以中金属克数的对数（以1010为底）为底）. .由于图中的纵坐标取了对由于图中的纵坐标取了对数，因而各元素丰度的差别表面看起来不是很大数，因而各元素丰度的差别表面看起来不是很大.(.(注：不注：不同的表示方法有不同的

4、数值）同的表示方法有不同的数值）23)LiAl(SiO锂辉石锂辉石:83OAlSiNa钠长石钠长石:83OAlSiKO6HMgClKCl22O3H)(SOK(AlO)2243钾长石钾长石:光卤石光卤石:明矾石明矾石:6323)(SiOAlBe绿柱石绿柱石:菱镁矿菱镁矿:3MgCO石石 膏膏:O2HCaSO24大理石大理石:3CaCO萤萤 石石:2CaF天青石天青石:4SrSO重晶石重晶石:4BaSO本区元素均以矿物形式存在本区元素均以矿物形式存在: : 都是最活泼的金属都是最活泼的金属20.2 单质单质 (simple substance) 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

5、 通常只有一种稳定的氧化态通常只有一种稳定的氧化态 同一族自上而下性质的变化有规律同一族自上而下性质的变化有规律20.2.1 物理性质和化学性质物理性质和化学性质 它们都有金属光泽，密度小，它们都有金属光泽，密度小，硬度小，熔点低，导电、导热性硬度小，熔点低，导电、导热性好的特点好的特点. s s区单质的熔点变化区单质的熔点变化LiNa KRbCsBeMgCa SrBa1.1.单质的物理性质及用途单质的物理性质及用途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： 用途概述用途概述 顺序大体是按世界年产量大小排列的，表示不出排序较后元素顺序大体是按世界年

6、产量大小排列的，表示不出排序较后元素在某些特定应用领域的重要意义（如铯光电效应）在某些特定应用领域的重要意义（如铯光电效应）. 一些元素的某些重要用途分述如下：一些元素的某些重要用途分述如下： 1.制造氢化锂、氨化锂和合成有机锂化合物，后者用做有机化学制造氢化锂、氨化锂和合成有机锂化合物，后者用做有机化学中的还原剂和催化剂；中的还原剂和催化剂；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 Be2. 制造合金制造合金Al-Li(含锂含锂3 % ),因质量轻和强度大而用于空间飞行器；因质量轻和强度大而用于

7、空间飞行器；3. 制造高功率长效电池（用于手表、计算机、心脏起搏器等）；制造高功率长效电池（用于手表、计算机、心脏起搏器等）；4. 同位素受中子轰击产生热核武器的主要原料氚：同位素受中子轰击产生热核武器的主要原料氚：HeHLi n 42316310在此裂变中，在此裂变中，1公斤锂具有的能量大约相当于两万吨优质煤炭公斤锂具有的能量大约相当于两万吨优质煤炭,比比U-235裂变产生的能量还要大裂变产生的能量还要大8倍倍. 1公斤锂至少可以发出公斤锂至少可以发出340千瓦的电千瓦的电力力.因此，有人说：因此，有人说： 金属锂金属锂 未来的新能源未来的新能源锂矿石冶炼锂矿石冶炼锂盐锂盐同位素分离同位素分

8、离锂锂 - 6重重 水水 生生 产产 氘氘氘化锂氘化锂 - 6氢弹氢弹氚氚锂锂 6 元件元件(锂锂 - 铝合金铝合金)反应堆辐照反应堆辐照分离纯化分离纯化 工业用途小，世界年产量只及钠的工业用途小，世界年产量只及钠的 0.1% ！主要用于制造低熔点！主要用于制造低熔点钠钾合金（用做干燥剂和还原剂），也用做核反应堆的冷却剂钠钾合金（用做干燥剂和还原剂），也用做核反应堆的冷却剂.1. 过去钠的年产量与含铅抗震剂的使用量有关（过去钠的年产量与含铅抗震剂的使用量有关（主要由氯乙烷与铅钠合金作用制备主要由氯乙烷与铅钠合金作用制备）2. 作为还原剂制造某些难熔的金属如铀、钍、锆等，特别是还原制作为还原剂制

9、造某些难熔的金属如铀、钍、锆等，特别是还原制 备钛：备钛： TiCl4 + 4 Na Ti + 4 NaCl3. 因具有高的导热性和低的中子吸收能力，被用做快速增殖反应堆因具有高的导热性和低的中子吸收能力，被用做快速增殖反应堆 的冷剂。的冷剂。4. 最近被开发的新用途有制作钠电缆、钠基电池和钠硫电池等最近被开发的新用途有制作钠电缆、钠基电池和钠硫电池等.加热加热 消耗量极小，由于在光照下逸出电消耗量极小，由于在光照下逸出电子，因而是制造光电池的良好材料子，因而是制造光电池的良好材料. 133Cs 厘米波的振动频率厘米波的振动频率(9192631770 s-1) 在长在长时间内保持稳定时间内保持

10、稳定, 因而将振动频率所需要因而将振动频率所需要的时间规定为的时间规定为 SI 制的时间单位制的时间单位 s. 利用此利用此特性制作的铯原子钟特性制作的铯原子钟 ( 测准至测准至 1.0 10-9 s ) 在空间科学的研究中用于高精度计时在空间科学的研究中用于高精度计时.19991999年花费年花费6565万美元万美元, ,安放在美国国家标准安放在美国国家标准和技术研究所和技术研究所.2000.2000万年内误差不超过万年内误差不超过1 s最近由中科院研制的铯原子钟最近由中科院研制的铯原子钟, 200, 200万年内误差不超过万年内误差不超过1 s香港市民在对时香港市民在对时. 100. 10

11、0万年内误差不超过万年内误差不超过1 s 属于属于“轻金属轻金属”，世界铍耗量的，世界铍耗量的70%80% 用来制造铍铜合金。金属铍和铍基合金的弹性用来制造铍铜合金。金属铍和铍基合金的弹性-质量比、拉伸应力和导热性都较高，因而用于各质量比、拉伸应力和导热性都较高，因而用于各种空间飞行器。另外还用于制造氧化物陶瓷、原种空间飞行器。另外还用于制造氧化物陶瓷、原子能反应堆中的中子减速剂。子能反应堆中的中子减速剂。 最轻的一种结构金属，也是最轻的一种结构金属，也是用途最大的碱土金属。世界镁耗用途最大的碱土金属。世界镁耗量的量的70 % 用来制造合金。用来制造合金。 广泛广泛用于航空航天事业。也用于某些