17碱金属和碱土金属（课件）- 《无机化学》同步教学（高等教育出版社）

1 2024/1/14 第十七章 碱金属和碱土金属 一、碱金属和碱土金属的通性 二、碱金属和碱土金属的单质 三、化合物 四、离子晶体盐类的溶解性 2 2024/1/14 §17-1 碱金属和碱土金属的通性 ⅠA：Li、Na、K、Rb、Cs、(Fr) ⅡA: Be、Mg、Ca、Sr、Ba、(Ra) ⑴ 金属活性 碱金属>碱土金属 ⑵ 化合物以离子型为主, Li、Be、Mg部分化合物有明显的共价性。 俗名： 光卤石、石膏、菱镁矿、方解石、重晶石等 3 2024/1/14 碱金属和碱土金属元素的基本性质 元素符号 Li Na K Rb Cs I1 520 496 419 403 376 电负性 0.98 0.93 0.82 0.82 0.79 ψθ/V -3.045 -2.714 -2.925 -2.925 -2.923 元素符号 Be Mg Ca Sr Ba I1 900 738 590 550 503 电负性 1.57 1.31 1.00 0.95 0.89 ψθ/V -1.85 -2.36 -2.87 -2.87 -2.91 4 2024/1/14 Li Be Na Mg K Ca Rb Cs Cs Ba 原子半径增大 金属性、还原性增强 电离能、电负性减小 原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大 5 2024/1/14 §17-2 碱金属和碱土金属的单质 一、物理性质 通性 银白色光泽,熔沸点低，硬度小，密度小，导电性好，延展性好。 1.储存：Li(ρ=0.534g·cm-3)，最轻的金属，浸在液体石蜡或封存在固体石蜡中，其它金属一般放在煤油中。 2.切割：除Be、Mg外，余皆可用刀切割。最软Cs（硬度0.2）. 6 2024/1/14 3.光电效应：Cs（电子活性极高） 4.液态合金：K-Na;Na-Hg 二、化学性质 1.与水反应 （ⅠA） 2M+2H2O=2MOH+H2↑ Li Na K Rb Cs 强 现象：难熔 熔球 H2燃烧 爆炸 [思考] Li的ψθ最小，但与水的反应活性最弱 Li熔点高，生成的LiOH难熔 7 2024/1/14 Li Na K 8 2024/1/14 ⅡA M+2H2O=M(OH)2+H2↑ Be Mg Ca Sr Ba 强 与水蒸气反应 与热水反应 冷水中反应 Ca与水的反应 9 2024/1/14 2.与其它非金属反应，空气中易氧化 3.颜色反应 Ca、Sr、Ba及碱金属的挥发性化合物，在无色火焰中灼烧时，能使火焰呈现出一定颜色。 Li:红色 Na: 黄色 10 2024/1/14 K、Rb、Cs：紫色（通过钴玻璃观察） Ca：橙红 Sr：洋红 Ba: 绿 11 2024/1/14 利用焰色反应只可鉴定单个离子 4.与液氨作用 Ca、Sr、Ba及碱金属等与液氨作用生成兰色溶液,放置时能缓慢释放H2. 2Na(s)+2NH3(l)=2Na++2NH2-+H2(g) 12 2024/1/14 三、制备 1.熔盐电解法 熔盐:氯化物(熔点低）+助熔剂 助熔剂CaCI2的作用 ⑴ 降低电解质的熔点，防止钠挥发. （熔点：NaCI，1073K; Na：熔点371K；沸点1156K;混合盐，873K. ） 13 2024/1/14 ⑵ 减小Na的分散性。 (混合物密度大，液Na可浮其上) 此法不适合制K(Rb、Cs) A：K易溶于熔融KCI中 B：电解过程中产生的KO2和K会发生爆炸反应 2.热还原法（用碳或碳化物做还原剂） 14 2024/1/14 3.金属置换法[主制K、Rb、Cs(高温、低压）] [思考]不活泼金属置换活泼金属，是否与金属活泼性顺序矛盾？ 15 2024/1/14 §17-3 化合物 一、氧化物 普通氧化物 过氧化物 超氧化物 臭氧化物 ⅠA Na2O Na2O2 NaO2 KO3 ⅡA CaO CaO2 CaO4 普通氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2-) 16 2024/1/14 1.碱金属氧化物 * 碱金属在空气中充分燃烧的产物 碱金属 Li Na K Rb Cs O2 Li2O Na2O2 MO2 N2 Li3N ---- ---- 17 2024/1/14 ⑴普通氧化物 制备 4Li+O2=2Li2O Na2O2+2Na=2Na2O 2KNO3+10K=6K2O+N2 性质：