第十章 碱金属与碱土金属01（课件）《无机化学》同步教学（高教版）

第十章 Alkali Metals and Alkaline-Earth Metals（碱金属与碱土金属） 10.1 概述 10.2 Properties of Alkali Metals and Alkaline-Earth Metals (碱金属与碱土金属的性质) 10.3 Oxides（氧化物） 10.4 Hydroxides（氢氧化物） 10.5 Salts （盐类） 10.6 Coordination（配合物） 目录 碱金属和碱土金属是周期表IA族和IIA族元素。 IA族包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种金属元素。它们的氧化物溶于水呈强碱性，所以称为碱金属。 IIA族包括铍、镁、钙、锶、钡、镭六种金属元素。由于钙、锶、钡的氧化物在性质上介于“碱性”和“土性”(以前把粘土的主要成分Al2O3称为“土”)之间，所以称为碱土金属，现习惯上把铍和镁也包括在内。钫和镭是放射性元素。钠、钾、钙、镁和钡在地壳内蕴藏较丰富，它们的单质和化合物用途较广泛。 1807年,戴维电解KOH得到金属K(Potassium), 用同样的方法从NaOH中得到金属Na(Sodium)。 10.1 概述 性质 Li Na K Rb Cs 原子半径/pm 152 153.7 227.2 247.5 265.4 离子半径/pm 68 97 133 147 167 第一电离势kJ/mol 521 499 421 405 371 第二电离势kJ/mol 7295 4591 3088 2675 2436 电负性 0.98 0.93 0.82 0.82 0.79 标准电极电势(酸) -3.045 -2.711 -2.923 -2.925 -2.923 M+(g)水合热kJ·mol-1 519 406 322 293 264 10.2 碱金属基本性质 Li+的特殊性 标准电极电势最低，原因是半径特小，水合热较大。可从热力学上作详细分析（见这289页） 性质 Be Mg Ca Sr Ba 原子半径/pm 111.3 160 197.3 215.1 217.3 离子半径/pm 35 66 99 112 134 第一电离势kJ/mol 905 742 593 552 564 第二电离势kJ/mol 1768 1460 1152 1070 971 第三电离势kJ/mol 14939 7658 4942 4351 3575 电负性 1.57 1.31 1.00 0.95 0.89 标准电极电势(酸) -1.85 -2.375 -2.76 -2.89 -2.90 标准电极电势(碱) -2.28 -2.69 -3.02 -2.99 -2.97 M2+(g)水合热kJ·mol-1 2494 1921 1577 1443 1305 碱土金属基本性质 Be2+的特殊性 有一定程度的共价性，原因是半径特小，水热较大。如BeCl2分子。 1.单质的物理性质 碱金属密度、硬度小、熔点低、导电性强。碱土金属的密度、熔点和沸点则较碱金属为高。高能电池 生命元素 铯原子钟 碱金属和碱土金属均可溶于液氨形成深兰色溶液 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 不稳定，在过渡金属化合物的催化下可分解 Na+(NH3)+e-(NH3)y 铁的氧化物 NaNH2(NH3)+½H2 金属钠 金属钙 （1）与水反应 锂在与水反应中不熔化，钠、钾与水的反应剧烈，钾产生的氢气能燃烧，铷、铯与水剧烈反应并发生爆炸铍能与水蒸气反应，镁能将热水分解，而钙、锶、钡与冷水能比较剧烈地反应。 根据标准电极电势，锂的活泼性应比铯更大，但实际上与水反应不如钠剧烈。这是因为：　 钾与水反应 2.单质的化学性质 (1)锂的熔点较高，反应时产生的热量不能使它熔化，而钠与水反应时放出的热可以使钠熔化,因而固体锂与水接触的表面不如液态钠大; (2)反应产物LiOH的溶解度较小，它覆盖在锂的表面，阻碍反应的进行。 （2）碱金属与非金属反应 碱金属在室温下能生成一层氧化物(如Na2O)，在锂的表面上，除生成氧化物外还有氮化物(Li2O、Li3N)。钠、钾在空气中稍微加热就燃烧(钠生成Na2O2、钾生成KO2等)，铷和铯在室温下遇空气立即燃烧生成更复杂的氧化物。锂燃烧生成Li2O。氧化物在空气中易吸收二氧化碳形成碳酸盐。(如Na2CO3) 碱土金属活泼性略差，室温下这些金属表面缓慢生成氧化膜。它们在空气中加热发生反应，生成氧化物和少量氮化物(如：Ca3N2、Mg3N2)。 在高温时碱金属和碱土金属还能夺