第五章常见元素及其化合物（课件）《无机化学基础》第二节常见金属元素及其化合物同步教学（人卫版第四版）

常见金属元素及其化合物 ⅠA族元素包括：锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr），因它们的氧化物易溶于水呈碱性而称为碱金属元素。 ⅡA族元素包括：铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）、镭（Ra），由于钙、锶、钡氧化物兼有碱性和“土性”故称本族元素为碱土金属。 1.概念 一、碱金属及碱土金属元素通性 2.碱金属主要性质 性 质 锂 钠 钾 铷 铯 元素符号 Li Na K Rb Cs 原子序数 3 11 19 37 55 价电子层构型 2s1 3s1 4s1 5s1 6s1 主要氧化数 +1 +1 +1 +1 +1 相对原子质量 6.94 22.99 39.10 85.47 132.91 原子半径/pm 123 154 203 216 235 电负性 0.98 0.93 0.82 0.82 0.79 标准电极电势φθ -3.024 -2.71 -2.931 -2.943 -3.027 续表 性 质 锂 钠 钾 铷 铯 熔点/℃ 180.5 97.81 63.65 38.89 28.84 沸点/℃ 1347 822.9 774 688 678.4 密度/g·cm-3 0.534 0.971 0.856 1.532 1.8785 硬度 0.6 0.4 0.5 0.4 0.2 颜 色 银白色 银白色 银白色 银白色 略带黄色 3.碱土金属主要性质 性 质 铍 镁 钙 锶 钡 元素符号 Be Mg Ca Sr Ba 原子序数 4 12 20 38 56 价电子层构型 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 主要氧化数 +2 +2 +2 +2 +2 相对原子质量 9.01 24.31 40.08 87.62 137.33 原子半径/pm 89 136 174 191 198 电负性 1.57 1.31 1.00 0.95 0.89 标准电极电势φθ -1.85 -2.357 -2.76 -2.89 -2.90 续表 性 质 铍 镁 钙 锶 钡 熔点/℃ 1278 649 839 769 725 沸点/℃ 2970 1090 1484 1384 1640 密度()/g·cm-3 1.848 1.738 1.55 2.54 3.5 硬度 — 2.0 1.5 1.8 — 颜 色 灰白色 银白色 银白色 银白色 银白色 4.碱金属与碱土金属主要化学性质 （1）还原性 4Na+ TiCl4 Ti + 4NaCl 2Mg + SiO2 Si + 2MgO 2Mg + CO2 C + 2MgO （2）与氧气反应 4Li + O2 2Li2O 2Na + O2 Na2O2 K + O2 KO2 （3）与水反应 2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑ Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2↑ （4）与非金属反应 6Li +N2 2Li3N 3Mg +N2 Mg3N2 除铍以外，碱金属与碱土金属都能与氢气直接化合成相应的氢化物。它们性质不稳定，在潮湿的空气中发生反应放出氢气。 1.氢化物 二、碱金属及碱土金属重要化合物 LiH + H2O LiOH + H2↑ NaH + H2O NaOH + H2↑ CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2↑ NaH是很强的还原剂。 4NaH + TiCl4 Ti + 4NaCl + 2H2↑ LiH可制得氢氧化锂铝。 4LiH + AlCl3 LiAlH4 + 3LiCl↓ 锂及所有碱土金属在空气中燃烧均能形成氧化物（Li2O和MO），碱金属的氧化物是由金属与其过氧化物或硝酸盐作用制得。 2.氧化物（氧化物、过氧化物、超氧化物） 2Na + Na2O2 2Na2O 10K + 2KNO3 6K2O + N2↑ （1）氧化物 碱土金属的氧化物也可以由其碳酸盐或硝酸盐加热分解制得。 2Sr(NO3)2 2SrO + 4NO2↑+ O2↑ 碱金属和碱土金属的氧化物都能直接与水反应生成强碱。 除铍外，其余的碱土金属及所有的碱金属都能形成过氧化物。过氧化钠具有强氧化性，与水或稀酸反应生成过氧化氢： Na2O2 + 2H2O 2NaOH + H2O2 Na2O2 + H2